章末复习
易错点一 忽视浮力的产生原因
例1 往容器中注入一些水,如图所示,a、b是能自由移动的物体,c、d是容器自身凸起的一部分,则下列说法中错误的是 ( )
A.a物体一定受浮力作用
B.b物体一定受浮力作用
C.c部分一定受浮力作用
D.d部分一定受浮力作用
[易错总结] 浮力产生的原因是液体(或气体)对物体上、下表面产生的压力差。
易错点二 对F浮=G排的理解有误区
例2 (2021自贡)将重为7 N的物体放入盛水的容器中,物体漂浮在水面上且溢出3 N的水,则物体受到的浮力 ( )
A.一定等于3 N
B.一定等于7 N
C.可能等于3 N
D.可能等于4 N
[易错总结] (1)浸在液体中的物体所受浮力等于其排开液体的重力;(2)若容器中盛满液体时,物体放入后,其排开液体的重力等于溢出液体的重力;(3)若容器中没有盛满液体时,物体放入后,其排开液体的重力大于溢出液体的重力。
易错点三 不能从图像中提取必要信息
例3 如图所示是实心长方体A下降到水底之前钢绳对A的拉力F随时间t变化的图像,则长方体A的密度为 kg/m3。(g取10 N/kg)
[易错总结] (1)分析拉力F随时间t变化的图像,得出拉力最大时等于物体重力的大小;
(2)当物体A浸没后,拉力不再减小,这时浮力等于重力与拉力之差,据此计算物体浸没在水中后受到的浮力;(3)最后根据物体浸没时排开液体的体积与物体的体积相等,结合ρ=,即可求出物体的密度。
易错点四 判断浮力变化时疏忽了压强的变化
例4 如图所示是小金鱼吐出的小气泡自深水处向上冒的过程,下列对小气泡所受水的浮力和水对它的压强变化情况描述正确的是( )
A.浮力不变,压强逐渐减小
B.浮力变大,压强逐渐减小
C.浮力变大,压强不变
D.浮力不变,压强不变
[易错总结] (1)气泡上升时所处深度变小,根据公式p=ρgh分析气泡内气体受到的压强的变化;(2)根据气泡受到的压强变化,判断气泡的体积变化,即气泡排开水的体积变低,根据公式F浮=ρ液V排g分析气泡所受浮力的变化情况。
易错点五 不能正确应用受力分析解决问题
例5 如图所示,在一块漂浮在水面上的长方体木块上放一质量为272 g的铁块甲,木块恰好浸没在水中。拿掉铁块甲,用细线把铁块乙系在木块下面,木块也恰好浸没在水中,则铁块乙的质量为(ρ铁=7.8 g/cm3,ρ水=1.0 g/cm3) ( )
A.312 g B.237 g
C.318 g D.326 g
[易错总结] (1)把连接的两个物体看成一个整体;(2)根据物体受力平衡列出物体的受力关系式;(3)利用阿基米德原理及浮沉条件计算出相应的物理量。
易错点六 不能正确应用浮沉条件中的相关物理量
例6 有甲、乙两个球体,质量之比为3∶2,将甲放入水中静止时,有一半体积露出水面,将乙放入酒精中,乙在酒精中处于悬浮状态,则甲、乙两球的体积之比为(ρ酒精=0.8×103 kg/m3)
( )
A.5∶12 B.5∶8
C.8∶5 D.12∶5
[易错总结] (1)根据ρ=和G=mg计算物体的重力,根据阿基米德原理F浮=ρ液V排g计算物体受到的浮力;(2)物体漂浮时F浮=G , 可得ρ液V排g=ρ物V物g,计算出物体的密度或液体的密度;(3)物体悬浮时,F浮=G ,ρ液=ρ物,V排=V物。
实验一:“探究影响浮力大小的因素”
例7 在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中(如图所示),小明先用弹簧测力计测出金属块的重力(步骤A),然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度(步骤B、C、D、E、F所示,液体均未溢出),并将弹簧测力计示数记录在下表中:(g取10 N/kg)
实验步骤 B C D E F
弹簧测力计示数/N 2.2 2.0 1.7 1.7 1.9
(1)分析比较实验步骤A和 ,可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(2)分析比较实验步骤A、B、C、D可知:浮力大小与物体 有关。
(3)分析比较实验步骤A、E、F可知:浮力的大小还与 有关。
【变式延伸】结合上例探究以下问题:
(1)分析上表的实验数据可知,实验步骤F中液体密度是 kg/m3;如果在实验中不小心使实验步骤F中的金属块接触了容器底且与容器底有力的作用,此时测量出的液体密度值将 (选填“偏大”或“偏小”)。
(2)金属块浸没在水中时受到的浮力大小是 N,金属块密度为 kg/m3。(ρ水=1.0×103 kg/m3)
(3)小明还想探究“物体受到的浮力大小与其形状是否有关”。他找来薄铁片、烧杯和水进行实验。实验步骤如下:
步骤一:将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底。
步骤二:将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上。
通过分析可知,第一次铁片受到的浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)第二次铁片受到的浮力。小明得出:物体受到的浮力与其形状有关,小明得出错误结论的原因:他只关注了铁片形状的改变,忽视了 对浮力大小的影响。
实验二:“验证阿基米德原理”
例8 如图所示,“验证阿基米德原理”的实验步骤如下:
①用弹簧测力计测出物体所受的重力G(如图甲所示);
②将物体浸没在水面恰好与溢水口相平的溢水杯中,用空的小桶接从溢水杯里溢出的水
(即被物体排开的水),读出这时测力计的示数F(如图乙所示);
③测出接水后小桶与水所受的总重力G1(如图丙所示);
④将小桶中的水倒出,测出小桶所受的重力G2(如图丁所示);
⑤分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力,并比较它们的大小是否相同。
回答下列问题:
(1)物体浸没在水中时,受到水的浮力F浮= ,被排开的水所受的重力G排= 。(用上述测得的物理量符号表示)
(2)由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于 。
(3)指出本实验可能产生误差的原因(写出两点):
① ;
② 。
(4)为了得到更普遍的结论,接下来应继续进行的操作是 。
【变式延伸】结合上例探究以下问题:
(1)另一小组在步骤②的操作中,只将物体的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则
(选填“能”或“不能”)得到与上例(2)中相同的结论。
(2)小芳同学进一步探究,她将装有适量沙子的桶A分别放入水中和另一未知液体中,桶A浸入水中的深度为 h1,浸入另一液体中的深度为 h2,如图所示(桶A两次均漂浮)。设水的密度为ρ水,则另一液体的密度表达式为ρ液= 。(用题中所给物理量的字母表示)
答案
章末复习(四)
[思维导图建构]
1.(1)竖直向上 F浮=G-F示
(2)上 下 差 F浮=F向上-F向下
(3)有关 有关 无关
2.(1)竖直向上 重力 (2)F浮=G排
(3)F浮=ρ液V排g
3.(1)①大于 ②小于 ③等于 ④小于 ⑤等于 ⑥大于
(2)空心 自身重力
4.(1)流体 (2)小 大
(3)大 小 小 大 差
[易错考点专训]
例1 C 由图可知,水对a物体上、下表面产生了压力差,故a物体一定受浮力的作用;b物体上表面没有受到水的压力,但下表面受到水的压力,因此水对b物体上、下表面产生了压力差,故b物体也受浮力的作用;c部分上表面受到水的压力,但下表面没有受到水的压力,因此水对c部分上、下表面没有产生向上的压力差,故c部分不受浮力的作用;由图可知,水对d部分上、下表面产生了压力差,故d部分受浮力的作用。
例2 B 物体的重力G=7 N,在水中静止时处于漂浮状态,由物体的浮沉条件可知,物体受到的浮力为F浮=G=7 N。
例3 1.5×103
例4 B 气泡在上升过程中,距离液面越来越近,所处深度变小,根据公式p=ρgh可知,气泡内气体受到的压强在不断减小;气泡的体积在不断变大,排开水的体积V排变大,根据公式F浮=ρ液V排g可知,气泡受到的浮力在不断变大。
例5 A 例6 D
[重点实验突破]
例7 (1)D、E
(2)排开液体的体积
(3)液体的密度
【变式延伸】
(1)0.8×103 偏大
(2)1 2.7×103
(3)小于 排开水的体积
例8 (1)G-F G1-G2
(2)物体排开水受到的重力
(3)①测力计的精确度不够
②小桶中的水未倒净(合理即可)
(4)用原来的方案将水换成酒精进行实验
【变式延伸】
(1)能 (2)ρ水