第1章 水和水的溶液 (水的浮力)专题复习(含解析)

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名称 第1章 水和水的溶液 (水的浮力)专题复习(含解析)
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文件大小 2.1MB
资源类型 教案
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2023-09-08 13:32:18

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浮力专题复习
【类型一:浮力、压强大小比较】
1.水平桌面上有两个完全相同的容器,装有质量相等的盐水和清水,小明取3个草莓先用盐水浸泡,然后放入清水中清洗,草莓在盐水和清水中的浮沉情况如图所示(草莓由盐水到清水带走的盐水和草莓质量、体积的变化均忽略不计)。下列判断正确的个数是(  )

①草莓a的密度小于草莓b的密度 ②草莓a在盐水中受到的浮力大
③草莓c在盐水和清水中所受浮力相等 ④两容器中有草莓时,对水平桌面的压强相等
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
2.甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材质不同的小球,把它们放入水中静止后的情况如图所示,则它们在水中所受浮力相等的是(  )
A.甲和乙 B.乙和丙 C.丙和丁 D.甲和丁
3.如图所示,已知鸡蛋的质量为55克,体积为50立方厘米,将鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里,鸡蛋沉入杯底(图甲);逐渐将食盐溶解在水中鸡蛋恰好悬浮(图乙);继续溶解食盐最终鸡蛋漂浮(图丙)。下列说法正确的是(  )
A.图甲中鸡蛋排开液体的质量是55克
B.图乙中盐水的密度是1.1克/厘米3
C.图丙中鸡蛋所受浮力大于鸡蛋自身重力
D.图中三种状态下浮力的大小关系是F甲<F乙<F丙
4.有一长方体木块,分别以图甲和乙两种方式漂浮在水面上,若木块底部受到水的压力分别为F甲和F乙,则(  )
A.F甲>F乙 B.F甲=F乙
C.F甲<F乙 D.条件不足,无法比较
5.水平桌面上两个相同的烧杯中分别装有甲、乙两种不同液体,将两个不同材料制成的正方体A、B(VA<VB),按如图两种方式放入两种液体中,待静止后B刚好浸没在甲液体中,A刚好浸没在乙液体中,两杯中液面恰好相平。下列说法正确的是(  )
A.甲液体密度大于乙液体的密度
B.甲液体对杯底的压强等于乙液体对杯底的压强
C.甲液体对B下表面的压强等于乙液体对A下表面的压强
D.装甲液体的容器对水平桌面的压力小于装乙液体的容器对水平桌面的压力
6.小国喜欢喝奶茶,于是买了甲、乙两杯奶茶,两个相同的圆柱形杯子装有相同的奶茶,加了等质量的“珍珠”,并在乙杯奶茶中加了与“珍珠”质量相等的冰,没封盖放在水平桌面上,“珍珠”和冰静止时的状态如图所示,两容器中的奶茶面相平()。下列说法不正确的是(  )

A.乙杯中所有“珍珠”所受浮力小于冰所受浮力
B.冰未熔化时,两容器中的奶茶对容器底部的压强相等
C.冰熔化后,乙杯中“珍珠”所受浮力大于甲杯中“珍珠”所受浮力
D.冰熔化后,甲、乙两容器对水平桌面的压强相等
7.把装有水的圆柱形容器放在水平桌面上,将石块和木块用细绳(忽略细绳的质量和体积)系住放入圆柱形容器中,石块和木块静止后,如图甲所示;将细绳剪断后,石块和木块在水中静止时,如图乙所示。下列说法中正确的是(  )

A.乙图中木块所受浮力大于甲图中木块所受浮力
B.乙图中石块所受浮力小于甲图中石块所受浮力
C.乙图中容器对桌面的压强等于甲图中容器对桌面的压强
D.乙图中石块对容器底的压力等于甲图中石块对容器底的压力
8.如图甲所示,把剪去尾部做成筒状的牙膏皮放入水杯里,牙膏皮漂浮在水面;如图乙所示,把此牙膏皮卷成小团放在水杯里,它沉在水底,下列说法正确的是(  )

A.牙膏皮所受重力变大 B.牙膏皮漂浮时所受浮力比它沉底时所受浮力大
C.牙膏皮沉底时所受浮力等于它的重力 D.牙膏皮沉底时,它排开水的体积比漂浮时大
9.两个完全相同的容器放在同一水平桌面上,分别装有甲、乙两种密度不同的液体,且ρ甲>ρ乙;两个体积相同的实心小球a和b在甲、乙两种液体中静止时的状态如图所示:两容器内c、d两点到容器底部的距离相等。设小球a和b的密度分别为ρa和ρb,质量分别为ma和mb,受到的浮力分别为Fa和Fb,c、d两处的液体压强分别为pc和pd。下列说法中:①ρa>ρb;②mapd(  )
A.只有①③正确 B.只有①④正确 C.只有②③正确 D.只有①③④正确
10.如下图所示,四个相同的容器内水面一样高,a容器内只有水,b容器内有木块漂浮在水面上,c容器内漂浮着一块冰块,d容器中悬浮着一个空心球。则下列四种说法正确的一组是( )
① 每个容器的总质量都相等
② b容器中再倒入酒精后,木块在液面下的体积减小
③ c容器中冰块熔化后水面高度升高
④ d容器中再倒入酒精后,小球将下沉
A.③④ B.①④ C.①② D.②④
【类型二:沉浮条件及其应用】
1.密度计分为“比重计”和“比轻计”。测量密度大于水的液体时用比重计,比重计的最小刻度线是“1”;测量密度小于水的液体用比轻计,比轻计的最大刻度线是“1”。图中A、B两支密度计,一支是比重计,一支是比轻计,它们的外形完全相同,B中配重质量大于A。下列有关A、B两支密度计及刻度线“1”位置的说法正确的是(  )
A.图中密度计A上面的刻度值“a”大于刻度“b”
B.密度计A是比轻计,刻度线“1”在密度计刻度的下端
C.密度计B是比重计,刻度线“1”在密度计刻度的下端
D.将A、B两支密度计放入水中,漂浮时露出水面较长的是B
2.如图将小玻璃瓶装适量的水倒扣装有适量水的塑料瓶中,使其恰好能漂浮在水面上,旋紧塑料瓶盖,这就做成“浮沉子”。用力抓握塑料瓶,小玻璃瓶就会往水下沉落;松开塑料瓶,它又会浮上来,调整握塑料瓶的力度,小玻璃瓶就可以悬浮在水中。下列说法正确的是(  )

A.用力抓握塑料瓶,塑料瓶内气压变小
B.松开塑料瓶,部分水从小玻璃瓶口流入
C.小玻璃瓶下沉时受到塑料瓶中水的压强不变
D.小玻璃瓶悬浮在水中时,它所受的浮力和重力的大小相等
3.如图所示,是小明学习浮力后所制作的潜水艇模型,注射器通过极软的胶管从大试管中抽气或向大试管中注气,就可以调整大试管在水中的状态,忽略软胶管在水中的体积变化和对大试管的作用力。下列分析正确的是(  )

A.潜水艇漂浮时受到的浮力比悬浮时受到的浮力大
B.将注射器的活塞往里推,“潜水艇”排开水的重力变小
C.将注射器的活塞往外拉,水槽底部受水的压强保持不变
D.当“潜水艇”处于悬浮状态时,向水中加盐,它将上浮
4.装有一定体积水的密闭塑料瓶,静止在A液体中,塑料瓶所受浮力为FA(如图甲);倒置后静止在B液体中,塑料瓶所受浮力为FB(如图乙);若不计塑料瓶的质量及瓶壁、瓶盖的体积,则下列判断正确的是(  )
A.FA<FB B.FA>FB C.ρA<ρB D.ρA>ρB
5.将一物块轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有81g水从大烧杯中溢出;将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,静止后有72g酒精从大烧杯中溢出。已知ρ酒精=0.8×103kg/m3,则物块在水中的状态及物块的密度是(  )
A.悬浮 1.0×103kg/m3 B.漂浮 0.92×103kg/m3
C.下沉 1.2×103kg/m3 D.漂浮 0.90×103kg/m3
6.如图所示,一艘远洋轮船上标有在不同海域航行时的吃水线,当这艘满载的船在不同水域航行时,下列说法正确的是(  )
A.这艘船受到的浮力 F印度洋<F北大西洋
B.这艘船排开海水的质量 m印度洋=m北大西洋
C.印度洋和北大西洋海水的密度ρ印度洋>ρ北大西洋
D.这艘船排开海水的体积 V印度洋=V北大西洋
7.某同学用食盐、水和一支装有沙子的薄塑料管来测量新鲜鸡蛋的密度,步骤如下:
(1)室温下,将貪盐晶体慢慢加入水中,充分搅拌,当观察到    现象时,所得溶液为饱和溶液。
(2)将新鲜鸡蛋放入上述饱和溶液中,鸡蛋处于漂浮状态。然后慢慢加水,当鸡蛋处于
   状态时,鸡蛋的密度等于食盐溶液的密度。
(3)把鸡蛋从食盐溶液中取出,将总质量为10.5克、底面积为1厘米3的塑料管放入该食盐溶液中,直立漂浮时测得液面下塑料管的长度为10厘米,如图所示,则该新鲜鸡蛋的密度为    。
8.如图1 利用一根吸管制作一个简易密度计。
(1)为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中,应在吸管的下端塞入一些铜丝作为配重,并用石蜡将吸管的下端封闭起来.若将它放入液体中后不能竖直漂浮,请提出改进做法________。
(2)这根吸管竖直漂浮在不同液体中时,液体的密度越大,它露出液面部分的长度越长,受到的浮力大小________。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)通过正确计算,在吸管上标出对应的刻度线,便制成了一个简易的吸管密度计。如图2三种刻度的标示,合理的是________。
(4)为了使测量结果更准确,如何使简易密度计上两条刻度线(如0.9、1.0)之间的距离大一些?写出一种方法__________。
【类型三:浮力相关曲线、坐标】
1.不具有弹性的a材料制成的气球体积始终不变,具有弹性的b材料制成的气球体积可变,两气球充足氦气后质量、体积相同,在同一地点释放后最终都悬停在高空。已知大气密度随高度的变化如图所示,则气球受到的浮力随高度变化正确的是(  )
A.B.C.D.
2.小滨同学看到鸡蛋浮在盐水上面,如图所示,于是,他沿杯壁缓慢加入清水使鸡蛋下沉,在此过程中,鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象可能是(  )
A.B.C.D.
3.如图甲所示,均匀柱状石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以0.5m/s的恒定速度下降,直至全部没入水中。图乙是钢绳拉力F随时间t变化的图像。若不计水的阻力,g取10N/kg,则下列说法不正确的是(  )
A.石料的质量为140kg
B.石料恰好完全浸没时所受浮力为500N
C.石料的密度为1.8×103kg/m3
D.该石料立于水平地面上时对地面的压强为2.8×104Pa
4.港珠澳大桥是连接香港、珠海、澳门的超大型跨海通道,大桥在水下施工时,要向水中沉放大量的施工构件。现将边长2m的正方体沉入水中,在下沉过程中,其下表面到水面的距离为h(如图甲),钢绳拉力、物体所受浮力随着h的增大而变化(如图乙)。下列选项说法正确的是(ρ水=1.0×l03kg/m3,g=10N/kg)(  )
A.表示正方体构件所受浮力变化的图像是①
B.该构件浸没在水中所受浮力为4×104N
C.该正方体构件的质量为16吨
D.该构件的密度是1.5×103kg/m3
5.鸭蛋营养丰富,家里久置的鸭蛋容易变质。项目学习小组为了检验家中鸭蛋是否变质,查阅了一些资料。现查到鸭蛋的新鲜程度与其密度关系如图1所示。根据项目需要,小组成员认为需要配制1.03g/cm3的食盐水。小组成员把几个鸭蛋放入配制好的盐水中,其中一个鸭蛋进入盐水中运动轨迹(如图2所示),则该鸭蛋在此过程中所受浮力变化的大致曲线为(  )
A.B.C.D.
6.小明利用笔和铜丝制作了一个简易密度计(如图甲)。根据密度计在液体中的深度和液体密度绘制了h﹣ρ图像(如图乙)。小明测得密度计在A液体中对应深度和液体密度的关系为A点。为使密度计更稳定,增加铜丝质量后,仍测量A液体,此时A点位置将(  )
A.向①移动 B.向②移动 C.向③移动 D.向④移动
7.如图甲所示,烧杯里盛有6℃的水,小球恰好处于水面下。水的密度随温度的变化如乙所示。现在烧杯四周放上大量的冰块,在烧杯内水温下降到0℃的过程中,若小球的体积始终不变,则小球所受浮力大小的变化情况是( )
A.先不变,后变小 B.先不变,后变大
C.先变大,后变小,沉底后不变 D.先变大,后变小,4℃时最大
【类型四:液面升降、台秤示数分析】
1.香香同学将一些石块放入剪开口的矿泉水瓶内,放入一装水盆中,它们漂浮在水面上,如图,现把瓶中的部分石块取出一半放入盆中的水里,则(  )
A.盆中的水面会上升 B.盆中的水面高度不变
C.盆中的水面会下降 D.盆对地面的压强变大
2.炎热夏天,人们通常会在装有水的玻璃杯中放入冰块,如图所示是小明将一块放入水中后静止时的情景,下列说法正确的是(  )

A.冰块受到的浮力大于重力 B.冰块的密度大于水的密度
C.向杯中加盐可以使冰块下沉 D.冰块熔化后,水对玻璃杯底的压强不变
3.如图所示,聪聪研究轮船制作原理。他将两块相同的橡皮泥分别做成实心球形和碗形,放入甲、乙两杯水中(两个杯子完全相同),静止时水面相平,则下列分析正确的是( )

A.球形橡皮泥受到浮力大 B.碗形橡皮泥受到浮力大
C.放入前,乙杯水对容器底的压强大 D.放入后,乙杯水对容器底的压强大
4.如图所示,两只完全相同的容器分别装等质量的水放在台秤上,用细线悬挂着质量相同的实心铅球和铝球,逐渐将它们全部浸没在水中(球未接触到容器底,水未溢出),此时台秤甲、乙示数分别为N1和N2 , 绳的拉力分别为T1和T2 , 已知ρ铅>ρ铝 , 则下列关系正确的是( )
A.N1=N2 T1>T2 B.N1>N2 T1>T2 C.N1<N2 T1>T2 D.N1>N2 T1<T2
5.如图,台秤的托盘上一个装有水的烧杯,一个不吸水的木块下面用细线悬挂一个实心铁球,木块仍浮在水面上。下列各种说法中正确的是(  )
A.木块的重力等于木块所受的浮力 B.铁球的重力一定大于木块的重力
C.剪断细线前后,台秤示数不变 D.剪断细线前后,容器底部所受水的压强不变
6.如图所示,四个相同的容器内水面一样高,a容器内只有水,b容器内有木块漂浮在水面上,c容器内漂浮着一块冰块,d容器中悬浮着一个空心球。则下列四种说法正确的一组是(  )
①每个容器的总质量都相等 ②b容器中再倒入酒精后,木块在液面下的体积减小
③c容器中冰块熔化后水面高度升高④d容器中再倒入酒精后,小球将下沉。
A.①④ B.③④ C.①② D.②④
7.将冰块放在浓盐水中,液面位置如图所示,若冰完全熔化,杯中液面高度将    (填“上升”、“下降”或“不变”,下同);该浓盐水的密度为1.2g/cm3,露出水面的冰块体积是冰块体积的几分之几?  。(冰的密度为0.9g/cm3)
8.将一冰块用细线拴住慢慢地浸入到酒精中,直至如图所示状态,并保持竖直悬挂,在冰块从空中浸入到酒精的过程中,台秤的读数将   (选填“增大”、“减小”或“不变”);在冰块熔化过程中,容器内液面将   (选填“升高”、“降低”、“不变”),台秤的读数将   (选填“增大”、“减小”或“不变”)。(已知:冰的密度为0.9×103kg/m3,酒精的密度为0.8×103kg/m3;整个过程中无液体溢出。)
【类型五:浮力相关实验探究】
1.两位同学分别用图1和图2装置探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1)图1中,排开液体所受的重力G排=F4﹣  (选填“F1”“F2”或“F3”)。
(2)乙同学按图2进行实验时,随着升降台升高,物体缓慢浸入盛满水的溢水杯中。测力计A、B示数的变化量    (选填“相等”或“不相等”)。
(3)若要验证阿基米德原理,两实验中的金属块    (选填“一定”或“不一定”)要浸没在水中。
(4)比较两方案,你觉得哪个更好并说明理由    。
2.某同学在学习浮力相关知识后,按以下顺序做了实验来“验证阿基米德原理”。请回答:
(1)阿基米德原理:浸在液体里的物体,受到向上的浮力,浮力的大小等于 ;
(2)为了减少实验误差,在浸入小石块前,对溢水杯中的水面控制的操作中,最合理的一项是 ;
A.加水使水面略低于溢水口
B.加水至水面超出溢水口并溢出水,直到水不再溢出
C.加水到任意高度对实验结果均没有影响,无需控制
D.加水至水面接近溢水口时,改用胶头滴管滴加,尽量使水面与溢水口相平
(3)若本实验准确地验证了符合阿基米德原理,则实验结果应满足 。(用图中弹簧测力计的读数及相关字母表示)
【类型六:浮力综合分析计算】
1.小华采用如下方法测量一物块(不溶于水)的密度:弹簧测力计悬挂物块静止时的示数为F1=3.0N(如图甲所示);将物块浸没在水中,静止时弹簧测力计的示数为F2=2.0N(如图乙所示)。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)物块的质量m;
(2)物块的体积V;
(3)物块的密度ρ。
2.如图所示,圆柱形容器底面积是200cm2,里面装有水,水深为0.5m,水中有一个不吸水的实心塑料块被细线系着,塑料块的体积为5×10﹣3m3,塑料块的密度为0.6×103kg/m3,g=10N/kg,试求:
(1)此时塑料块受到的浮力是多大?
(2)此时绳子的拉力。
(3)绳子剪断前后水对容器底的压强变化了多少?
3.2022年7月28号浙江省青少年皮划艇锦标赛在龙泉市瓯江河畔举行,在双人皮划艇项目中,双人皮划艇(没有载人)浮在水面上时排开水的体积为0.015m3,2名运动员的质量总和为150千克。
(1)皮划艇快船滑行时所受浮力方向为 。
(2)皮划艇在没有载人时受到的浮力多大?
(3)如图所示,2名运动员坐在皮划艇上静止时,皮划艇受到的浮力是多少牛?
4.如图所示,柱形容器内装有深度大于10cm的某种液体,物体C是一个体积为1000cm3的均匀正方体,质量为480g。在液体中静止时,有的体积露出液面。则:
(1)图中物体C静止时所受的浮力为多少?
(2)液体的密度为多少?
(3)若在C上表面放置一个物体A,使C恰好完全浸没于液体中,则物体A的质量应为多少?
5.如图所示为我国自主建造的第一艘国产航母——山东舰,该舰标准排水量为5万吨,可同时停放36架歼﹣15舰载机,每架舰载机质量为25吨。求:
(1)在标准排水量时,航母所受的浮力;
(2)航母在某海域训练,每起飞一架舰载机,航母排开海水减少的体积。(本题中海水密度取1.0×103kg/m3)
参考答案及解析
【类型一:浮力、压强大小比较】
1.B
【解析】由图得,草莓a在盐水中漂浮,草莓a密度小于盐水密度;草莓b在盐水中悬浮,草莓b密度等于盐水密度,则草莓a的密度小于草莓b的密度,故①正确;草莓a在盐水与水中均漂浮,由浮沉条件得,草莓a在盐水与水中受到得浮力均等于草莓a的重力,所以草莓a在盐水与水中受到的浮力一样大,故②错误;草莓c在盐水和清水中均沉底,排开液体体积相同,盐水密度较大,由得,草莓c在盐水中所受浮力较大,故③错误;④两容器中有草莓时,容器总质量相等,对水平桌面的压力相等,对水平桌面的压强相等,故④正确,故ACD错误,B正确。
2.C
【解答】解:因为4个小球的体积相等,根据图中的情况可知:4个小球排开水的体积关系为:V甲<V乙<V丙=V丁;
小球都浸在水中,根据阿基米德原理F浮=ρ水V排g可知,丙和丁受到的浮力相等。
故ABD错误,C正确。
故选:C。
3.B
【解答】解:
A、图甲中鸡蛋处于沉底状态,鸡蛋排开水的体积等于鸡蛋的体积,鸡蛋排开液体的质量是:m排=ρ水V=1g/cm3×50cm3=50g,故A错误;
B、鸡蛋的密度为:ρ1.1g/cm3=1.1×103kg/m3,图乙中,鸡蛋悬浮在液体中时,鸡蛋的密度等于液体的密度,所以盐水的密度是1.1×103kg/m3,故B正确;
C、图丙中鸡蛋漂浮,所受浮力等于鸡蛋自身重力,故C错误;
D、图甲中鸡蛋处于沉底状态,则浮力小于重力;图乙中鸡蛋悬浮在液体中时,浮力等于重力;图丙中鸡蛋漂浮,所受浮力等于鸡蛋自身重力,所以三种状态下浮力的大小关系是F甲<F乙=F丙,故D错误。
故选:B。
4.B
【解答】解:由于物体受到的浮力等于上、下表面的压力差,即F浮=F向上﹣F向下;
由图可知,两个物体都漂浮在水面上,上表面受到水的压力为0,则有:F甲=F甲浮,F乙=F乙浮;
又因为F甲浮=F乙浮=G,所以F甲=F乙。
故选:B。
5.D
【解答】解:
A、把A、B两物体作为一个整体,由图知,该整体在两液体中都处于漂浮状态,
由漂浮条件可知F浮=GA+GB,所以该整体在两液体中受到的浮力相等;
由图知V排甲=VB,V排乙=VA,且VA<VB,
所以V排甲>V排乙;
因整体在两液体中受到的浮力相等,且排开甲液体的体积较大,
所以,由F浮=ρ液gV排可知,两液体的密度关系:ρ甲<ρ乙,故A错误;
B、已知两液体的深度h相同,且ρ甲<ρ乙,由p=ρgh可知,甲液体对杯底的压强小于乙液体对杯底的压强,故B错误;
C、因整体受到的浮力相等(即甲液体中B物体受到的浮力等于乙液体中A物体受到的浮力),且两物体上表面没有受到液体的压力,
所以,由浮力产生的原因可知,甲液体中B物体与乙液体中A物体的下表面受到的液体压力相等,
由图知B的底面积更大,由p可知,甲液体对B下表面的压强小于乙液体对A下表面的压强,故C错误;
D、两容器中液面恰好相平且容器相同,则液体与物块排开液体的体积之和相同,但V排甲>V排乙,所以甲液体的体积较小,又知ρ甲<ρ乙,则根据G液=m液g=ρ液gV液可知,甲液体的重力较小;
整个容器水平桌面的压力F=G容+GA+GB+G液,因容器相同、其重力相同,且A、B两物体的重力不变,甲液体的重力较小,所以,装甲液体的容器对水平桌面的压力较小,故D正确。
故选:D。
6.C
【解析】A.乙杯奶茶的“珍珠”和冰的质量相等,根据G=mg知G冰=G珍珠,因为杯中所有“珍珠”都下沉,其浮力小于重力,即G珍珠>F珍珠,冰处于漂浮状态,浮力等于重力,即G冰=F冰,所以乙杯中所有“珍珠”所受浮力小于冰所受浮力,故A正确,不符合题意;
B.冰未熔化时,两容器中的奶茶面相平,根据p=ρgh知两容器中的奶茶对容器底部的压强相等,故B正确,不符合题意;
C.由题意知冰熔化前,甲乙杯中“珍珠”所受浮力相等;因为,所以冰熔化后,乙杯液体的密度减小,根据F浮=ρ液gV排,知乙杯中“珍珠”所受浮力减小,所以乙杯中“珍珠”所受浮力小于甲杯中“珍珠”所受浮力,故C错误,符合题意;
D.因冰块漂浮,受到的浮力等于冰块重,由F浮=G排可知,冰块受到的重力等于排开的奶茶的重力,因甲、乙容器液面等高,所以,乙容器的总重等于甲容器的总重,冰熔化成水后,质量不变,质量不变,容器对桌面的压力不变,根据知甲、乙两容器对水平面的压强相等,故D正确,不符合题意。
7.C
【解析】A.由图知道
由知道,乙图中木块所受浮力小于甲图中木块所受浮力,故A错误;
B.由图知道
由知道,乙图中石块所受浮力等于甲图中石块所受浮力,故B错误;
C.根据题意知道,容器对桌面的压强
根据题意知道,乙图中容器对桌面的压强等于甲图中容器对桌面的压强,故C正确;
D.甲图中,石块受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力、绳子的拉力和浮力,由平衡条件知道
乙图中,石块受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力和浮力,由平衡条件知道
由以上两式知道
根据力的相互性知道,乙图中石块对容器底的压力大于甲图中石块对容器底的压力,故D错误。
故选C。
8.B
【解析】A.整个过程,牙膏的质量不变,重力不变,故A错误;
BCD.牙膏漂浮时,所受的浮力等于自身重力,沉底时,所受的浮力小于自身重力,所以漂浮时牙膏所受的浮力大于沉底时所受的浮力,据阿基米德原理,所受的浮力越大,排开水的体积越大,所以漂浮时排开水的体积比沉底时排开水的体积大,故B正确,CD错误。
故选B。
9.B
【解析】由图可知,a球在甲液体中悬浮,即ρa=ρ甲,b球在乙液体中漂浮,即ρb<ρ乙,因为ρ甲>ρ乙所以ρa>ρb,故①正确;因为实心小球a和b体积相同,根据密度公式可知,ma>mb,故②错误;根据平衡法,小球a和b在液体甲乙中受到的浮力都等于自身重力,因为ma>mb,可得Ga>Gb,即Fa>Fb,故③错误;根据液体压强公式p=ρgh,c、d两处的深度不同,hc>hd,又因为ρ甲>ρ乙,所以pc>pd,故④正确。综上可知,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
10.B
【解析】(1)四个容器上下粗细一致,那么液体对容器底部的压力等于自身重力,据此判断四个容器中水和物体的总重力的大小关系,根据G=mg确定水和物体总质量的关系,最后根据容器的总质量=水的质量+物体质量+容器质量进行判断即可;
(2)当浮力不变时,根据公式F浮=ρ水gV排可知,木块进入水下的体积与它的密度成反比;
(3)比较冰块排开水的体积和熔化成水的体积大小关系即可;
(4)分析水的密度的变化,再根据浮沉条件进行判断即可。
【解答】①四个容器上下粗细一致,容器的底面积S相等,水面高度相等,
根据公式F=pS=ρ水ghS可知,容器底部受到的压力相等;
因为容器底部受到的压力等于液体和物体的重力之和,
所以四个容器中水和物体的总重力相等;
根据公式G=mg可知,水和物体的总质量相等;
根据容器的总质量=水的质量+物体的质量+容器质量可知,
每个容器的总质量相等,故①正确;
②木块在水面漂浮,
那么它受到的浮力始终等于重力,即保持不变;
b容器中倒入酒精后,水的密度会减小;
根据公式F浮=ρ水gV排可知,木块在液面下的体积变大,故②错误;
③冰块在水面漂浮,
它排开水的体积为:;
冰块熔化后,质量不变,即重力不变,
那么水的体积为:;
因为V排=V,所以熔化后水面高度不变,故③错误;
④小球在d中悬浮,那么它的密度等于水的密度;
d容器中倒入酒精,水的密度减小,
因为水的密度小于小球的密度,所以小球将下沉。
故④正确。
【类型二:沉浮条件及其应用】
1.B
【解答】解:A、同一支密度计在不同液体中都漂浮,浮力都等于重力,重力不变,所以浮力不变,由图知V排a>V排b,根据F浮=ρ液gV排知ρa<ρb,所以刻度值“a”小于刻度“b”,故A错误;
BC、密度计漂浮时,浮力等于其重力,由于B中配重质量大于A,由G=mg知B中配重重力大于A,所以B受到的浮力大,A受到的浮力小,即FA<FB;
如果A、B的V排相等,根据F浮=ρ液gV排可知,这时A测量的液体密度小于B测量的液体密度,即B为比重计,A为比轻计;
因为密度计的刻度从上向下逐渐增大,且比重计的刻度线“1”最小,所以比重计的刻度线“1”在最上端,比轻计的刻度线“1”最大,所以比轻计的刻度线“1”在最下端,故B正确、C错误;
D、将A、B两支密度计放入水中,它们都在水面漂浮,
即受到的浮力都等于自身重力;
因为GA<GB,所以它们受到的浮力FA<FB;
根据F浮=ρ液gV排可知,当液体密度相同时,浮力越大,V排越大;
因此排开水的体积VA<VB,
在总体积相同时,B露出水面的体积小,根据V=Sh知B露出水面的长度较小,故D错误。
故选:B。
2.D
【解析】AD.将小玻璃瓶装适量的水倒扣装满水的塑料瓶中,使其漂浮在瓶盖旋紧的大塑料瓶内的水面上,挤压大塑料瓶,瓶内空气被压缩,塑料瓶内气压变大,将压强传递给水,水被压入小瓶中,将瓶体中的空气压缩,这时浮沉子里进入一些水,瓶内水的质量增加,重力大于浮力时,浮沉子下沉;当重力等于浮力时,浮沉子悬浮;当重力小于浮力时,浮沉子上浮,故A错误,D正确;
B.松开塑料瓶,瓶内空气体积变大,塑料瓶内气压变小,部分水从小玻璃瓶口流出,故B错误;
C.小玻璃瓶下沉时,处于液体中的深度变大,由p=ρgh可知小玻璃瓶受到的压强变大,故C错误。
故选D。
3.D
【解析】A.潜水艇漂浮时排开水的体积小于悬浮时排开水的体积,根据F浮=ρ水V排g可知潜水艇漂浮时受到的浮力比悬浮时受到的浮力小,故A错误;
B.向内推注射器活塞,水会被压出试管,此时模型的自重减小,“潜水艇”上浮,当露出水面后,排开水的体积减小,根据 G排=m排g=ρ液V排g
可知,排开水的重力先不变后减小,故B错误;
C.将注射器的活塞往外拉,试管内水增加,水槽中的水减少,水面下降,由p=ρgh可知,水槽底部受水的压强将减小,故C错误;
D.当“潜水艇”处于悬浮状态时,向水中加盐,液体密度变大,排开液体的体积不变,由F浮=ρ液V排g可知,“潜水艇”受到的浮力变大,当浮力大于重力,它将上浮,故D正确。
故选D。
4.C
【解答】解:(1)由图可知:塑料瓶在两种液体上漂浮,则FA=FB=G,故AB错误;
(2)由于FA=FB,由图可知:V排A>V水>V排B,所以根据阿基米德原理可知:FA=ρAV排Ag,FB=ρBV排Bg,,ρA<ρB,故C正确,D错误。
故选:C。
5.D
【解答】解:假设ρ物≥ρ水,物体将在水中悬浮或下沉在杯底,在酒精中下沉在杯底,此时排开水或酒精的体积相同,根据F浮=ρ液v排g可知受到的浮力关系为5:4,而现在根据F浮=G排=G溢=m溢g可知浮力关系为9:8,所以ρ物≥ρ水不可行;
假设ρ物≤ρ酒精,物体将在水中漂浮,在酒精中漂浮或悬浮,这样受到的浮力相等,都等于自重,但是实际受到的浮力不相等,所以ρ物≤ρ酒精不可行;
可见物体的密度一定是大于酒精的密度、小于水的密度,所以物体在水中会漂浮,而在酒精中下沉到杯底:
因为物体在水中漂浮,所以F浮=G物=m物g,
F浮=G排=G溢=m溢g,
m物=m溢=81g,
因为物体在酒精中下沉,
所以V物=V排90cm3,
物体的密度:
ρ0.9g/cm3=0.9×103kg/m3。
故选:D。
6.B
【解答】解:
(1)这艘满载的船在不同水域航行时,都处于漂浮状态,浮力都等于自身的重力,即F浮=G;
因为船的重力不变,所以其受到的浮力不变,即F印度洋=F北大西洋,故A错误;
(2)根据阿基米德原理可知:F浮=G排;
船受到的浮力相等,即排开海水的重力相等,
根据G=mg知,这艘船排开海水的质量相等,即m印度洋=m北大西洋,故B正确;
(3)由图知,这艘船排开水的体积V印度洋>V北大西洋,
在浮力不变时,根据F浮=ρgV排可知,排开液体体积大的,液体的密度小,
因V印度洋>V北大西洋,所以ρ印度洋<ρ北大西洋,故CD错误。
故选:B。
7.解:(1)饱和溶液是指在一定温度下,一定量的溶剂里不能再溶解某种溶质的溶液叫做这种溶质的饱和溶液。所以常温下将食盐慢慢加入盐水中,充分搅拌,当观察到食盐晶体不能继续溶解时,所得溶液为饱和溶液;
(2)测量盐水的密度间接测量鸡蛋的密度,需要盐水的密度等于鸡蛋的密度。当鸡蛋处于悬浮状态时,鸡蛋的密度等于食盐溶液的密度;
(3)由G=mg可知,G物=m物g=10.5×10﹣3kg×9.8N/kg≈0.1N,
因为塑料管漂浮在液面上,所以F浮=G物=0.1N,
塑料管排开液体的体积:V物=Sh=1cm2×10cm=10cm3=10﹣5m3,
根据F浮=ρ盐水gV物得:
盐水密度ρ盐水1.05×103kg/m3,
所以ρ鸡蛋=ρ盐水=1.05×103kg/m3,
答:新鲜鸡蛋的密度为1.05×103kg/m3。
故答案为:(1)食盐晶体不能继续溶解;(2)悬浮;(3)新鲜鸡蛋的密度为1.05×103kg/m3。
8.(1)吸管下端继续增加铜丝 (2)不变 (3)B (4)用更细的吸管
【解析】1、密度计下的玻璃泡中放入一定数量的铅丸可使密度计竖直立在液体中;
2、密度计工作时都处于漂浮状态,浮力等于重力,由于重力不变所以浮力都相同;
3、由阿基米德原理的变形公式,当浮力相同时通过比较液体密度的大小可得到V排的大小。当液体密度越大时,V排越小露出液体的部分就越多,所以刻度越往上表示密度越小。密度计上的h与液体密度是成反比关系的,所以密度计的刻度是不均匀的;
4、要使简易密度计上两条刻度线之间的距离大一些,也就是在改变相同体积的情况下高度更大,所以由公式V=Sh得出答案。
【解答】(1) 为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中,应在吸管的下端塞入一些铜丝作为配重,并用石蜡将吸管的下端封闭起来.若将它放入液体中后不能竖直漂浮,请提出改进做法 吸管下端继续增加铜丝 ;
(2)这根吸管制作的简易密度计,在不同的液体中处于漂浮状态,浮力等于吸管自身的重力,所以受到的浮力大小不变;
(3)密度计的刻度是不均匀的且密度计刻度是上小下大,所以B图密度计的刻度是合理的;
(4)根据公式h=V/S可知,在体积变化相同时,要使h变化越大,S要越小,所以可使用更细的吸管
【类型三:浮力相关曲线、坐标】
1.B
【解答】解:已知两气球质量相等,则重力相等,若最终均悬停在高空,则所受浮力大小等于重力大小,即最终图像纵坐标相等;
由于a材料不具有弹性,b材料具有弹性,随着高度升高,空气密度变小,气体压强变小,b材料制成的气球不断膨胀,根据F浮=ρgV排可知,同一高度,b材料气球所受的浮力大于a材料气球,所以a材料气球在竖直方向先达到平衡状态,即 F浮=G,所以hb>ha。故选项B正确,ACD错误。
故选:B。
2.D
【解答】解:
∵鸡蛋漂浮和悬浮时所受浮力等于鸡蛋的重力
∴鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象应该是开始浮力不变,
∵鸡蛋逐渐下降,当鸡蛋浸没水后,鸡蛋排开水的体积不变,
∴随着盐水密度减小,根据公式F浮=ρgV排可知鸡蛋所受浮力逐渐减小,但不会减小到0,
由此分析可知:选项ABC错,D正确;
故选:D。
3.C
【解答】解:A、由图乙可知,AB段拉力大小不变,此时石料未接触水面,此时钢绳的拉力F=1400N;
石料以恒定速度下降,处于平衡状态,根据二力平衡条件可得,石料的重力G=F=1400N,
则石料的质量:m140kg,故A正确;
B、BC段拉力逐渐减小,说明石料慢慢浸入水中,且浸入水中的体积逐渐变大,受到的浮力逐渐变大,在C点恰好完全浸没,此时钢绳的拉力F′=900N,
则浸没时石料受到的浮力:F浮=G﹣F′=1400N﹣900N=500N,故B正确;
C、石料完全浸没时,排开水的体积等于石料的体积,由F浮=ρ水gV排可得,
石料的体积:V=V排0.05m3;
则石料的密度:ρ2.8×103kg/m3,故C错误;
D、由图乙可知,石料从刚开始浸入水中到全部浸没所用的时间为2s;
由v可得,柱状石料的高度:h=s=vt=0.5m/s×2s=1m;
将该石料立在水平地面上,对地面的压强pρgh=2.8×103kg/m3×10N/kg×1m=2.8×104Pa,故D正确。
故选:C。
4.C
【解答】解:
A、由图甲可知,正方体构件在浸没之前排开水的体积变大,所以浮力逐渐变大,当正方体构件浸没后排开水的体积不变,浮力不变,故正方体构件受到的浮力先增大后不变,则图乙中反映正方体构件所受浮力变化的图像是②,反映拉力随深度变化的图线是①;故A错误;
B、当正方体构件浸没在水中时,排开水的体积等于构件的体积:V排=V=(2m)3=8m3,
构件浸没在水中所受浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8m3=8×104N,故B错误;
C、由图乙可知,当构件浸没后所受的拉力等于浮力,所以构件浸没后,在缓缓沉入的过程中,所受的拉力与浮力大小之和等于构件的重力,
即G=F拉+F浮=2×8×104N=1.6×105N,
由G=mg可知,构件的质量:m1.6×104kg=16t,故C正确;
D、构件的密度:ρ2×103kg/m3,故D错误。
故选:C。
5.A
【解答】解:由图2可知,鸭蛋在下沉到刚好浸没在盐水的过程中,排开盐水的体积变大;
鸭蛋继续下沉,再上浮到上表面刚接触水面的过程中,排开盐水的体积不变(等于鸭蛋的体积);
当鸭蛋上浮至漂浮的过程中,排开盐水的体积减小,
因为盐水的密度不变,则由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,鸭蛋在整个过程中受到的浮力先增大,再不变,再减小,最后漂浮时又保持不变(等于鸭蛋的重力),故A符合题意。
故选:A。
6.A
【解答】解:密度计在液体中总是漂浮,增加铜丝的质量后,密度计的质量增加,即密度计所受的浮力增大,根据F浮=G排=ρ液gV排=ρ液gSh得:h,因为仍测量A液体的密度,液体的密度不变,密度计的底面积S不变,密度计所受的浮力增大。所以密度计在液体中的深度h增大,则此时A点会向①移动,故A正确。
故选:A。
7.A
【解析】 若物体的密度小于液体的密度,则物体总是漂浮,其所受的浮力等于物体的重量,浮力的大小与液体的密度无关;若物体的密度等于液体的密度,则物体总是悬浮,其所受的浮力等于物体的重量,浮力的大小与液体的密度无关;若物体的密度大于液体的密度,则物体总是下沉,其所受的浮力等于F浮=ρVg,浮力的大小与液体的密度有关,即液体的密度ρ越大,则物体所受到的浮力越大。
【解答】当烧杯里盛有6℃的水时,小球恰好悬浮,小球的密度与此时水的密度相等;根据乙图图示可知:4时水的密度最大,6时水的密度比0时水的密度大。当水的温度从6降到4时,水的密度增大且大于小球的密度,因此小球的状态由悬浮变为漂浮,但小球受到的浮力仍等于小球自身的重力;当水的温度从4降到0时,水的密度减小。分为两种情况:在水的密度大于小球的密度时,小球的状态由漂浮变为悬浮,小球受到的浮力仍等于小球自身的重力;在水的密度小于小球的密度时,小球的状态由悬浮变为下沉,小球受到的浮力小于小球自身的重力;综上可知,小球受到的浮力先不变后变小;故B、C、D错误;A正确;
【类型四:液面升降、台秤示数分析】
1.C
【解析】ABC.当装有石块的矿泉水瓶正漂浮在水盆中时,矿泉水瓶受到的浮力等于矿泉水瓶和里面石块的重力;将矿泉水瓶中的石块放入水盆中,矿泉水瓶仍然漂浮,矿泉水瓶受到的浮力等于矿泉水瓶的重力,石块下沉,石块受到的浮力小于石块的重力。因此石块和矿泉水瓶所受到的总浮力变小;由 F浮=ρ液gV排的变形公式可知,在液体密度一定时,物体受到的浮力变小,排开液体的体积变小,因此水盆内水面下降,故AB不符合题意,C符合题意。
D.盆对地面的压力等于石块、矿泉水瓶、水及水盆的重力之和,现把瓶中的部分石块取出一半放入盆中的水里,盆对地面的压力不变,而受力面积不变,根据可知,盆对地面的压强不变,故D不符合题意。
故选C。
2.D
【解析】A.冰块处于漂浮状态,根据物体的条件知,浮力等于重力,故A错误;
B.冰块处于漂浮状态,根据物体的条件知,冰块的密度小于水的密度,故B错误;
C.向杯中加盐,液体的密度变大,冰块的密度小于液体的密度,根据物体的条件知,冰块漂浮,故C错误;
D.根据阿基米德原理:F浮= G排水(即排开水的重力G排水);由于冰块漂浮,根据二力平衡知识,有F浮=G冰;故G冰=G排水;则冰完全熔化为水后的体积等于冰排开水的体积,故冰块熔化前后,水面高度h不变;根据液体压强的公式:p=ρgh可得,由于水的高度h不变,故水对杯底的压强不变,故D正确。
故选D。
3.B
【解析】.因为实心球橡皮泥沉到容器底部,所以实心球橡皮泥受到的浮力:;因为碗状橡皮泥漂浮在水面,所以碗状橡皮泥受到的浮力:,由此可知,,即乙中的浮力大;故A错误,B正确;
.放入后,乙中橡皮泥受到的浮力大,根据可知,乙中橡皮泥排开的水的体积大,所以乙杯中水面升高得多,此时甲、乙两杯的液面相同,根据可知,放入后,甲、乙杯水对容器底的压强相同;放入前,甲杯中的水面高,根据可知,放入前,甲杯水对容器底的压强大,故CD错误。
故选。
4.C
【解析】(1)当两个球完全浸没在水中保持静止时,它们受到的绳的拉力、自重和受到的浮力之间的关系为:G=F拉+F浮;
(2)首先根据密度公式分析两个球的体积大小,然后再根据阿基米德原理判断二者受到浮力的大小;根据相互作用力的原理可知,即可知道两个球对水的压力大小关系,最后根据台秤示数=G容器+G水+F压判断即可。
【解答】(1)根据公式可知,
当质量相等时,因为ρ铅>ρ铝 ,所以V铅根据公式F浮=ρ液V排g可知,当二者浸没时,受到的浮力F浮铅根据G=mg可知,两球的种类G相等;
根据公式G=F拉+F浮可知,绳的拉力T1>T2;
(2)根据相互作用力原理可知,球对水的压力等于球受到的浮力;
因为F浮铅根据公式台秤示数=G容器+G水+F压可知,
当容器重力和水的重力相同时,甲、乙两个台秤的示数N1<N2 。
5.C
【解析】
A.因木块和铁块整体漂浮,受到的浮力等于自身的重力,且铁块受到的浮力小于自身的重力,所以木块受到的浮力大于自身的重力,故A错误。
B.不知铁球和木块体积的大小关系,无法比较重力的大小,故B错误。
C.以烧杯、水、木块、铁球作为整体为研究对象,剪断细线前托盘受到的压力等于烧杯、水、木块、铁球的重力之和;剪断细线后,托盘受到的压力不变,所以剪断细线前后,托盘受到的压力不变,故C正确。
D.剪断细线后,木块将上浮一些,所以液面下降,由可知:容器底部所受压强将变小,故D错误。
6.A
【解答】解:①∵木块漂浮,
∴木块受到的浮力等于木块重,
∵F浮=ρ水v排g,
∴木块受到的重力等于排开的水重,
∵a、b容器水面等高
∴b容器的总重等于a容器的总重,
∵G=mg,
∴b容器的总质量与a容器的总质量相同。
同理可以得出,cd容器的总质量与a容器的总质量相同,故①正确;
②b容器中再倒入酒精后,使水的密度减小,但木块还是漂浮,受到的浮力相等,
∵F浮=ρ水v排g,
∴排开水的体积增大,使木块在液面下的体积增大,故②错;
③∵冰漂浮于水面上,
∴F浮=ρ水gv排=G冰;﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
又∵冰熔化成水后,其质量不变,
∴G冰=G水=ρ水gv水,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②;
联立①②可得:
ρ水gv排=ρ水gv水,
∴v排=v水,即:冰块排开水的体积跟冰熔化成水后的体积相等,
∴水面高度不变,故③错;
④原来小球悬浮,受到的浮力等于小球重F浮=G球,
d容器中再倒入酒精后,使水的密度减小,
∵F浮=ρ水v排g,排开水的体积不变,
∴小球受到的浮力减小,使得F浮′<G球,
∴小球将下沉,故④正确。
故选:A。
7.解:(1)由于冰块漂浮在水面上,所以,F浮=G冰,即:ρ盐水gV排=ρ冰gV冰,
则V排①
当冰熔化成水之后,状态变化,质量不变,所以,m冰=m水,即:ρ冰V冰=ρ水V水,
则V水②
已知ρ盐水>ρ水,则比较①②可得:
V水>V排,
所以,若冰完全熔化,杯中液面上升。
(2)由于冰块漂浮在水面上,所以,F浮=G冰,即:ρ盐水gV排=ρ冰gV冰,ρ盐水V排=ρ冰V冰,
则1.2g/cm3×(V冰﹣V漏)=0.9g/cm3×V冰,
解得V漏V冰。
故答案为:上升;。
8.解:
冰块浸入酒精中,冰块受到向上的浮力,因为冰块对酒精的压力与酒精对冰块的浮力是相互作用力,由阿基米德原理可知,冰块浸入的过程中,所受浮力增大,对酒精的压力也增大,所以台秤的示数增大;
在冰块熔化过程中,因为冰熔化成等质量的水后,由于水的密度大于冰的密度,体积变小,所以容器内液面将下降;
将冰块、酒精、杯子视为一个整体,冰熔化前,该整体的重力由台秤和绳子共同承担,冰熔化后,绳子将不再有拉力,该整体的重力完全由台秤承担,由于该整体的重力不变,台秤承担的份额增加,所以台秤的示数变大。
故答案为:增大;降低;增大。
【类型五:浮力相关实验探究】
1.解:(1)由图可知,排开液体所受的重力G排=F4﹣F2;
(2)如图2所示,向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,重物排开水的体积变大,受到的浮力变大,由称重法F浮=G﹣F′可知弹簧测力计A的示数变小,
重物排开水的体积越大时薄塑料袋内水的重力越大,即弹簧测力计B的示数越大,薄塑料袋的质量忽略不计时,由阿基米德原理可知,弹簧测力计A、B示数的变化量相等,即ΔFA=ΔFB;
(3)阿基米德原理适用于所有情况下浮力的计算,要验证阿基米德原理,金属块不一定要浸没在水中;
(4)比较两种实验方案可知,改进后:弹簧测力计固定,其示数更稳定;薄塑料袋不计质量,能同步观察测力计A、B示数的变化,从而得出物体受到浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
2.解:(1)浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于该物体排开的液体受到的重力;
(2)为减少实验误差,在浸入小石块前,向溢水杯中倒加水至水面接近溢水口时,改用胶头滴管滴加,尽量使水面与溢水口相平,故选D;
(3)由图甲可知,物体的重力为:G物=F甲=3N,
由称重法可得石块受到的浮力为:F浮=G物﹣F=3N﹣F,
由图知排开水的重力为:G排=G总﹣G桶,
当3N﹣F=G总﹣G桶时,则F浮=G排,所以可以验证阿基米德原理。
故答案为:(1)物体排开液体的重力;(2)D;(3)3N﹣F=G总﹣G桶。
【类型六:浮力综合分析计算】
1.解:
(1)由题知,物体在空气中静止时弹簧测力计的示数F1=3.0N,则物块重力G=3.0N;
则物体的质量为:m0.3kg;
(2)物块受到的浮力F浮=F1﹣F2=3.0N﹣2.0N=1.0N;
物块浸没在水中,由阿基米德原理可得,物体排开的水的体积即物块的体积为:
V=V排1.0×10﹣4m3;
(3)物块密度为:ρ3×103kg/m3。
答:(1)物块的质量m为0.3kg;
(2)物块的体积V为1.0×10﹣4m3;
(3)物块的密度ρ为3×103kg/m3。
2.解:(1)浸没在水中的塑料块受到的浮力为:
F浮=G排=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣3m3=50N;
(2)塑料块所受重力为:
G=mg=ρ塑料Vg=0.6×103kg/m3×5×10﹣3m3×10N/kg=30N;
静止在水中的木块受到三个力(重力G、拉力F、浮力F浮)的作用,且满足受力平衡;即G+F=F浮;
故此时绳子的拉力为:
F=F浮﹣G=50N﹣30N=20N;
(3)绳子剪断之后,由于塑料块的密度小于水的密度,所以塑料块漂浮,塑料块受到的浮力等于塑料块的重力,所以F浮′=30N;
此时塑料块排开水的体积为:
V排′3×10﹣3m3,
此时塑料块排开水的体积比完全浸没在水中少排开水的体积为:
ΔV=V排﹣V排′=5×10﹣3m3﹣3×10﹣3m3=2×10﹣3m3,
此时容器水面降低的深度为:
h0.1m,
所以剪断绳子后,水对容器底减小的压强为:
Δp=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa。
答:(1)此时塑料块受到的浮力是50N;
(2)此时绳子的拉力为20N;
(3)绳子剪断前后水对容器底的压强变化了1000Pa。
3.解:(1)皮划艇快船滑行时所受浮力方向是竖直向上的;
(2)皮划艇在没有载人时受到的浮力为:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.015m3=150N;
(3)皮划艇浮在水面上,所以皮划艇的重力为:G艇=F浮=150N,
两名运动员的重力为;
G人=m人g=150kg×10N/kg=1500N,
两名运动员坐在皮划艇上静止时,皮划艇受到的浮力为:
F浮′=G艇+G人=150N+1500N=1650N。
答:(1)竖直向上;
(2)皮划艇在没有载人时受到的浮力为150N;
(3)2名运动员坐在皮划艇上静止时,皮划艇受到的浮力是1650N。
4.解:(1)物体C受到的重力:
GC=mCg=0.48kg×10N/kg=4.8N;
物体C漂浮在液面上,物体受到的浮力:
F浮=GC=4.8N;
(2)根据阿基米德原理可知,F浮=ρ液gV排,
4.8N=ρ液×10N/kg×(1)×1000×10﹣6m3,
解得,液体密度为:ρ液=0.8×103kg/m3;
(3)物块C全部浸没水中时排开水的体积:
V排=V=10﹣3m3,
此时物块受到的浮力:
F浮′=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3=10N,
此时AC漂浮,G总=F浮′=10N,
物体A的重力GA=10N﹣4.8NN=5.2N,
mA0.52kg=520g。
答:(1)物体C静止时所受的浮力为是4.8N;
(2)液体的密度是0.8×103kg/m3;
(3)在C上表面放置一个物体A,使C恰好完全浸没于液体中,则物体A的质量应为520g。
5.解:(1)在标准排水量时,航母所受的浮力:F浮=G排=m排g=5×107kg×10N/kg=5×108N;
(2)航母处于漂浮状态,每起飞一架舰载机,减少的浮力等于飞机的重力,即ΔF浮=ΔG排=G舰载机,由G=mg可得,排开海水的质量减小值:Δm排=m舰载机=2.5×104kg,
由ρ可得,航母排开海水减少的体积:ΔV25m3。
答:(1)在标准排水量时,航母所受的浮力为5×108N;
(2)每起飞一架舰载机,航母排开海水减少的体积为25m3