2018-2019学年沪科版物理八年级下学期 9.1 认识浮力 同步练习
一、基础达标
1.下列物体中,不受浮力的是( )
A.浮在水面上的轮船 B.浸泡在水中的桥墩
C.在水中下沉的石块 D.浸在酒精中的铁块
【答案】B
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】ACD、浮在水面门上的轮船、浸在酒精中的铁块、水中正在下沉的石头,都受到液体向上的压力,由浮力的产生原因可知,都受到浮力;ACD不符合题意;
故答案为:B
【分析】浮力:一切浸入液体、气体中的物体,都受到液体对它竖直向上的力,这个力叫浮力.
2.(2018八下·陆川期末)在一个盛有水的容器中,乒乓球漂浮于水面上,乒乓球所受浮力的施力物体是( )
A.水 B.乒乓球 C.空气 D.盛水容器
【答案】A
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】解:盛有水的容器中,乒乓球漂浮于水面上,乒乓球排开了一定体积的水,则乒乓球所受浮力的施力物体是水,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】浮力的施力物体是液体或气体.
3.如图所示的四种情景,没有受到浮力的物体是( )
A.遨游太空的‘’天宫二号‘’
B.海试中的‘’山东号‘’航母
C.下潜中的‘’蛟龙‘’号
D.飘在空中的热气球
【答案】A
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】A、太空中没有空气,故太空中运行的“天宫二号”不受到浮力,A符合题意;
B、浮力是浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)向上托起的力,海试中的“山东号”航母受到水的向上托起的力,即受到浮力,B不符合题意;
C、下潜的“蛟龙”号在水中尽管下沉,但仍然受到浮力,C不符合题意;
D、空中上升的热气球受到空气的浮力,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】浮力:一切浸入液体或气体中的物体,都受到液体对它竖直向上的力,这个力叫浮力.
4.如图所示,A、B是自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水,则下列说法中正确的是( )
A.A物体不一定受到浮力作用 B.B物体一定受到浮力作用
C.C物体不一定受到浮力作用 D.D物体一定受浮力的作用
【答案】B
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】A、A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A物体上下表面产生了的压力差,A物体受浮力的作用,A不符合题意;
BC、由图可知,水对BC物体上下表面都产生了的压力差,BC物体都受浮力的作用,B符合题意、C不符合题意;
D、D物体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D物体上下表面没有产生压力差,D物体不受浮力的作用,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】浮力产生的原因:浸在液体中的物体受到液体对它的向上和向下的压力差.
5.关于物体所受的浮力,下列说法中正确的是( )
A.空气中的物体不受浮力作用
B.沉在水底的铁球不受浮力作用
C.浮力是物体对液体施加的力
D.浮力是液体或气体对物体压力的合力
【答案】D
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】A、空气中的物体与液体中的物体一样,都可能受浮力作用,A不符合题意;
B、沉在水底的铁球排开了一定体积的水,所以受到浮力的作用,B不符合题意;
C、浮力是物体受到液体或气体对它施加的力,C不符合题意;
D、浮力的产生,其实质是物体在液体或气体中上下表面受到的压力差,即浮力是液体或气体对物体压力的合力,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】浮力:一切浸入液体或气体中的物体,都受到液体对它竖直向上的力,这个力叫浮力.
浮力产生的原因:浸在液体中的物体受到液体对它的向上和向下的压力差.
6.浸在水中的物体受到水的浮力的根本原因是( )
A.在水中,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大
B.浮力与液体的重力有关
C.水的压强随深度的增加而增大,上下有压强差,有压力差
D.水对流时产生向上的压力差
【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】解:A、在水中,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大,是流体压强与流速的关系,故A不符合题意;
B、根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知:物体受到的浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关,与液体的重力无关,故B不符合题意;
C、浸在液体(或气体)里的物体,受到液体(或气体)对物体产生向上托的力叫浮力;原因是液体(或气体)对物体有向下的压力作用,由于液体具有流动性,同时液体(或气体)对物体产生向上的压力作用,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即物体受到的浮力.水的压强随深度的增加而增大,故C符合题意;
D、浮力是由于液体或气体对物体向上或向下的压力差产生的,而不是水对流时产生向上的压力差,故D错误.
故选C.
【分析】浸没在液体中的物体,液体对物体向上的压强大于向下的压强,向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差的作用,这个压力差是物体受到的浮力.
液体有重力并且具有流动性,当物体浸没在液体中,液体对浸没在其中的物体产生压力作用.
7.一长方形物体浸没在水中,受到的浮力为98N,已知上表面受到的压力是50N,则下表面受到的水的压力为( )
A.48N B.50N C.98N D.148N
【答案】D
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】下表面受到的水的压力为98N+50N=148N。
故答案为:D。
【分析】根据浮力等于长方体上、下表面所受液体的压力差求解即可.
8.如图所示的圆柱体浸没在液体中,它的侧面所受的各个方向上的压力相互 ,其下表面受到液体向上的压力F1 (选填“大于”、“等于”或“小于”)其上表面受到液体向下的压力F2,这就是浸在液体中的物体受到浮力的原因,所以浮力的大小可表示为F浮= 。
【答案】平衡;大于;F1﹣F2
【知识点】液体压强的特点;浮力及其产生原因
【解析】【解答】据相同深度液体向各个方向的压强相等的特点可知,圆柱体浸没在液体中时,它的侧面受到的各个方向液体的压力相互平衡,即可以相互抵消掉;而圆柱体上、下表面所受的压力是不同的,下表面深度为h1,上表面所处的深度为h2。则下表面受到的压强为p1=ρ液gh1,受到的压力为F1=p1S=ρ液gh1S;上表面受到的压强为p2=ρ液gh2,受到的压力为F2=p2S=ρ液gh2S。因为h1>h2。所以F1>F2,则液体会对物体产生一个向上的和向下的压力不相等,压力差就产生了浮力,即:F浮=F1﹣F2。
故答案为:平衡;大于;F1﹣F2。
【分析】相同深度液体向各个方向的压强相等.
浮力产生的原因:浸在液体中的物体受到液体对它的向上和向下的压力差.
9.如图,取一个瓶口内径略小于乒乓球直径的雪碧瓶,去掉其底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮。若用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来。此实验说明了 。
【答案】浮力产生的原因
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】开始时乒乓球受到上面液体压强和大气压的作用,下部没有液体只受大气压的作用,向上的压强小于向下的压强,向上的压力小于向下的压力,乒乓球不能上浮。当用手堵住瓶口,乒乓球下面有水,乒乓球下面也受到液体压强和大气压的作用。向上的液体压强大于向下的液体压强,乒乓球上浮,故此实验说明了浮力产生的原因。
故答案为:浮力产生的原因.
【分析】浮力产生的原因:物体受到向上的压力大于向下的压力,存在压力差产生了浮力.
10.一块橡皮掉入盛有水的杯中,它所受到的浮力的施力物体是 ,浮力的方向总是 .
【答案】水;竖直向上
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】解:物体的下表面受的水的压力的方向总是竖直向上的,下表面受的压力总是竖直向上的,而向上的压力总是大于向下的压力.
故答案为:水,竖直向上.
【分析】浮力等于物体上下表面所受的向上的和向下的压力差.
11.水对物体向上和向下的 就是水对物体的浮力,浮力的方向总是 ,物体在水中受到的浮力施力物体是 。
【答案】压力差;竖直向上;水
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】根据浮力产生的原因可知,水对物体向上和向下的压力差就是水对物体的浮力;浮力的方向总是竖直向上,物体在水中受到的浮力施力物体是水。
故答案为:压力差;竖直向上;水。
【分析】根据浮力产生的原因理解即可.浮力方向总是竖直向上的.
12.浸在液体中的物体受到浮力的方向是 的,与 力的方向相反.
【答案】竖直向上;重
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】解:液体中的物体所受的浮力方向是竖直向上的,而重力的方向是竖直两下向下的.因此液体中的物体所受的浮力方向和重力方向相反.
故答案为:竖直向上;重.
【分析】浸在气体和液体中的物体都受到气体和液体对它的竖直向上的浮力.重力的方向是竖直向下的.
二、能力提升
13.以下情景中没有受到浮力的物体是( )
A.太空中的卫星 B.空中的孔明灯
C.海洋中的冰山 D.池塘中的睡莲
【答案】A
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】A、太空中没有空气,故太空中的卫星不受到浮力,A符合题意;
B、放飞的“孔明灯”,是因为灯内空气受热,内部空气的密度减小,在空中飞行时,受到空气的浮力的作用,B不符合题意;
C、海洋中的冰山,处于漂浮状态,受到水的浮力,C不符合题意。
D、浮力是浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)向上托起的力,池塘中的睡莲受到水的浮力,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】根据浮力的定义分析即可.
14.如图所示,甲、丙是容器自带凸起的一部分,乙是能够自由移动的物体,现往容器里注入一些水,则下列说法正确的是( )
A.甲一定受到浮力作用 B.乙一定受到浮力作用
C.丙一定受到浮力作用 D.都受到浮力作用
【答案】B
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】(1)由图可知,水对乙物体上下表面产生了的压力差,故乙物体一定受浮力的作用;B符合题意。(2)已知甲、丙是容器自带凸起的一部分,因此、甲、丙上表面受到水的压力,但下表面没有受到水的压力,因此水对甲、丙物体上下表面没有产生压力差,故甲、丙物体不受浮力的作用;ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】利用浮力产生的原因分析即可.
15.如图所示情景中没有受到浮力的物体是( )
A.下潜的‘’蛟龙‘’号
B.上升的热气球
C.航行的‘’辽宁号‘’
D.遨游的‘’天宫一号‘’
【答案】D
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】A、下潜的“蛟龙”号在水中尽管下沉,但仍然受到浮力,A不符合题意;
B、空中上升的热气球受到空气的浮力,B不符合题意;
C、浮力是浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)向上托起的力,航行的“辽宁号”受到水的向上托起的力,即受到浮力,C不符合题意;
D、太空中没有空气,故太空中运行的“天宫一号”不受到浮力,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据浮力的定义分析即可.
16.如图所示,取一个瓶口内径略小于乒乓球的矿泉水瓶,去掉底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶内注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮。若用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来。此实验可以用来说明( )
A.浮力产生的原因
B.阿基米德原理
C.大气存在压强
D.液体的压强与液体的密度和深度有关
【答案】A
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】A、开始时乒乓球受到上面液体压强和大气压的作用,下部没有液体只受大气压的作用,向上的压强小于向下的压强,向上的压力小于向下的压力,乒乓球不能上浮。当用手堵住瓶口,乒乓球下面有水,乒乓球下面也受到液体压强和大气压的作用,向上的液体压强大于向下的液体压强,乒乓球上浮,跟浮力产生的原因有关系。A符合题意。
B、阿基米德原理是研究浸在水中的物体受到的浮力和排开液体重力的关系,该实验不能测出这两个力的大小,B不符合题意;
C、乒乓球上下都受到大气压的作用相同,开始乒乓球不上浮,后来又上浮,不是大气压的作用。C不符合题意。
D、乒乓球上升时,液体的密度一定,可以说明液体压强和深度有关,液体越深,液体的压强越大,但不能说明液体的压强与液体的密度有关。D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】浮力产生的原因:物体受到向上的压力大于向下的压力,存在压力差产生了浮力.
17.(2018八下·深圳期中)一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上,如图所示.图上画出了几个力的方向,你认为鸡蛋所受浮力的方向应是( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】解:鸡蛋悬浮在液体中,此时鸡蛋上、下表面受到的压力不同,
这个压力差就是鸡蛋所受浮力,因浮力的方向总是竖直向上的,
所以F3正确;故选C.
【分析】从浮力产生的原因和浮力的方向去解答此题.
18.某天,晓琳用细线绑住一个近似于长方形的小石块,并将它竖直悬置于一桶水中,当小石块浸没在水中时,她发现手受到的绳子的拉力变小了,这是因为( )
A.小石块的质量变小了
B.小石块所受到的重力消失了
C.小石块的上下表面存在压力差
D.小石块的前后左右都受水的压力
【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】当小石块浸没在水中时,小石块的质量不会变小,重力也不会消失,是由于小石块的上下表面存在压力差即小石块受到水的浮力,浮力的方向是竖直向上的。所以手受到的绳子的拉力变小了。而不是因为小石块的前后左右都受水的压力,故只有C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】浮力:一切浸入液体的物体,都受到液体对它竖直向上的力,这个力叫浮力.浮力方向总是竖直向上的.
19.将一小石块和小木块抛入一杯水中,结果发现木块浮在水面上,而石块却沉入水中,就此现象,下列分析正确的是( )
A.木块受到浮力,石块不受浮力
B.木块不受到浮力,石块受到浮力
C.木块和石块都不受浮力
D.木块和石块都受到浮力
【答案】D
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】解:水中的石块和木块在水中上下表面存在压力差,也就是都受到浮力作用,故A、B、C不符合题意;
故选D.
【分析】判断物体在水中是否受到浮力的作用;关键是看上下表面是否存在压力差.
20.如图所示,将两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中,当玻璃圆筒沿水平方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左和F向右的大小关系是F向左 F向右(填“大于”“等于”或“小于”),当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上和F向下的大小关系是F向上 F向下(填“大于”、“等于”或“小于”),通过以上探究,你认为浮力产生的原因是 。
【答案】等于;大于;液体对物体上下表面的压力差
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】(1)当玻璃圆筒沿水平方向放置时,由于在同一深度,由p=ρgh可知,液体压强相等,又因为受力面积相等,由p= 可知,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左和F向右的大小相等,水平方向的合力为0;(2)当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,h下大于h上,由p=ρgh可知,p向上大于p向下,又因为受力面积相等,由p= 可知,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上大于F向下,此时竖直方向的合力不为0,方向竖直向上;因此液体会对玻璃圆筒产生向上的和向下的压力不相等,压力差F差=F向上﹣F向下=F浮,即浮力产生的原因是液体对物体上下表面的压力差。
故答案为:等于;大于;液体对物体上下表面的压力差。
【分析】结合题意,由p=ρgh分析理解浮力产生的原因.
21.一均匀的正方体浸没在液体中,如图所示,已知它的棱长为a,上表面所处的深度为h,则正方形下表面所受到液体的压力表达式为 ,正方体所受浮力表达式为 (液体密度ρ和g为已知量)
【答案】F1=ρ液g(h+a) a2;F浮=ρ液ga3
【知识点】液体压强计算公式的应用;浮力及其产生原因
【解析】【解答】正方体一个面的面积:S=a2;下表面的深度为:h+a,由液体压强公式p=ρgh及压强公式的变形公式F=pS得:正方形下表面所受到液体的压力:F1=p1S=ρ液g(h+a) a2;正方形上表面所受到液体的压力:F2=p2S=ρ液gh a2;正方体所受浮力:F浮=F1﹣F2=ρ液gh a2﹣ρ液g(h+a) a2=ρ液ga3。
故答案为:F1=ρ液g(h+a) a2;F浮=ρ液ga3。
【分析】由液体压强公式p=ρgh及压强公式的变形公式F=pS可得浮力的表达式.
22.弹簧秤下吊着重为14.7N的正方形金属块,当它完全浸没在水中时,弹簧秤的示数为9.8N,则金属块排开水的重力为 N.若金属块上表面所受水的压力为19.6N,则金属块下表面所受水的压力为 N.
【答案】4.9;24.5
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】解:金属块受到的浮力为:F浮=G物﹣F示=14.7N﹣9.8N=4.9N;
下表面所受水的压力为F下表面=F浮+F上表面=19.6N+4.9N=24.5N;
故答案为:4.9;24.5.
【分析】已知金属块在空气中的重力和浸没水中的重力,根据F浮=G排=G物﹣F示可求浮力;
已知浮力,根据F浮=F下表面﹣F上表面变形后计算得出.
23.如图所示的圆柱体浸没在液体中时,它的侧面受到的各个方向液体的压力相互 ,其下表面受到液体向上的压力比上表面受到液体向下的压力 ,这就是浸没在液体中的物体受到浮力的原因。
【答案】平衡;大
【知识点】液体压强的特点;浮力及其产生原因
【解析】【解答】据相同深度处液体向各个方向的压强相等的特点可知,圆柱体浸没在液体中时,它的侧面受到的各个方向液体的压力相互平衡,即可以相互抵消;而圆柱体上、下表面所受的液体压力是不同的,设上表面所处的深度为h1,下表面所处的深度为h2。则上表面受到的压强为p向下=ρ液gh1,受到的压力为F向下=p向下S=ρ液gh1S;下表面受到的压强为p向上=ρ液gh2,受到的压力为F向上=P向上S=ρ液gh2S。因为h1<h2,所以F向上>F向下,则液体对物体产生向上的压力和向下的压力不相等,压力差就产生了浮力,即F浮=F向上﹣F向下。
故答案为:平衡;大。
【分析】相同深度处液体向各个方向的压强相等.物体受到向上的压力大于向下的压力,存在压力差产生了浮力.
24.轮船、鸭子、木块能浮在水面,这是因为它们受到了水的 ,施力物体是 ,方向为 .
【答案】浮力;水;竖直向上
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】解:轮船、鸭子、木块能够浮在水面,这是因为它们受到了水的浮力,浮力的施力物体是水,方向是竖直向上的.
故答案为:浮力;水;竖直向上.
【分析】浸在液体中的物体受到液体对它向上托的力,这个力就是浮力,浮力的方向总是竖直向上的.
三、综合应用
25.将一个乒乓球放入倒置的饮料瓶中,然后向瓶内注入水将乒乓球浸没,如图所示,乒乓球保持静止状态则乒乓球( )
A.仍受水的浮力
B.不受水的浮力,也不受水对它的压力
C.不受水的浮力,但受水对它的压力
D.无法判断
【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】图中,乒乓球下部没有水,它的底部不受水的向上的压力,所以,乒乓球不受浮力,乒乓球上部有水,水对乒乓球有一个向下的压力,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】物体受到浮力一定是物体下面有液体.
26.(2018八上·深圳月考)王老师用自制教具演示了如下实验:将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球放入瓶内并注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球静止(如图所示),然后用手堵住瓶口,一会儿乒乓球浮起来了,以下分析正确的是( )
A.乒乓球在图中位置静止时没有受到浮力作用
B.乒乓球上浮过程中,受到的浮力始终不变
C.乒乓球上浮过程中,受到的液体压强保持不变
D.乒乓球在图中位置静止时,是由于受到大气压的作用
【答案】A
【知识点】浮力及其产生原因;阿基米德原理
【解析】【解答】A、乒乓球在图中位置静止时,乒乓球只有上表面受到水的压力,所以不受浮力作用,故A正确;B、乒乓球上浮过程中至露出水面前,排开水的体积变小,根据F浮=ρ水gV排可知,受到的浮力会变小,故B错误;C、乒乓球上浮过程中,距离水面的深度h变小,水的密度不变,根据p=ρgh可知,受到的液体压强变小,故C错误;D、乒乓球在图中位置静止时,受重力、水的压力和支持力,在这三个力的作用下处于平衡状态,不是由于受到大气压的作用,故D错误.故答案为A.
【分析】浮力是由于物体在液体中所受到的上下表面的压力差产生的;根据阿基米德原理判断浮力的变化情况;根据液体压强公式判断压强的变化情况.
27.二战时期,德国纳粹一潜水艇在下潜过程中,撞到海底被搁浅(潜水艇的大半身已被淤泥浸没)而不能浮起来,这是因为( )
A.有浮力,但浮力小于重力
B.有浮力,且浮力等于重力
C.潜水艇底部没有水进入,不产生向上的浮力
D.机器坏了,不产生浮力
【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】潜水艇在下潜过程中,撞到海底被搁浅(潜水艇的大半身已被淤泥浸没),由于潜水艇底部没有水进入,不产生向上的压力,只有向下的压力,根据F浮=F向上﹣F向下知浮力为零,即不受浮力,C符合题意;
故答案为:C。
【分析】明确物体受到浮力一定是物体下面有液体.
28.钱塘江是浙江省最大的河流,两岸蕴藏着极其丰富的旅游资源,是全省最重要的旅游线,给人们的生活带来了丰富多彩的娱乐活动。下列在钱塘江中的物体,没有受到浮力的作用的是( )
A.漂在水面的树叶 B.长在河底的水草的叶子
C.游在水中的小鱼 D.钱塘江上一座大桥的桥墩
【答案】D
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】ABC中的物体浸在水中,因为水有流动性,因此水对浸在其中的物体有向上的作用力和向下的压力作用,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即物体受到的浮力。ABC选择中的物体均受浮力作用;D中钱塘江上一座大桥的桥墩埋在河底,下表面不能与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,故桥墩不受浮力作用。
故答案为:D。
【分析】根据浮力产生的原因分析解答即可,注意物体受到浮力一定是物体下面有液体.
29.如图所示,边长为a的立方体物块浸没在液体中,处于悬浮状态。物块上、下表面所处的深度分别记为h1、h2,液体对上、下表面的压力分别为F1、F2,液体密度为ρ1、物块密度为ρ2.下面各式中能表示物块所受浮力的有( )
A.F2 B.F2﹣F1
C.ρ2a3g D.ρ1(h2﹣h1)a2g
【答案】B,C,D
【知识点】浮力及其产生原因;浮力大小的计算
【解析】【解答】计算浮力的方法:压力差法:F浮=F向上﹣F向下;即F浮=F2﹣F1=p2=ρ1gh2S﹣p1Sh1=ρ1(h2﹣h1)a2g,A不符合题意;BD符合题意;阿基米德原理:F浮=ρ液gV排=ρ1a3g;因为物体是悬浮的,因此物体的密度等于液体的密度,即ρ1=ρ2,所以F浮=ρ液gV排=ρ2a3g,C,符合题意;
故答案为:BCD。
【分析】利用压力差法:F浮=F向上﹣F向下和阿基米德原理:F浮=ρ液gV排求解即可.
30.如图所示,甲实验为上下均开口的矿水瓶,先将乒乓球放置到里面,然后注水,乒乓球并不上浮,然后用手掌堵住下方开口,乒乓球才上浮;乙实验为正常矿水瓶子,无水时,将乒乓球堵住瓶口倒置,乒乓球掉落,注满水后,再将乒乓球堵住瓶口倒置,乒乓球不掉落;丙实验为两端开口直径略大于乒乓球的玻璃管,倾斜放置,一端靠近乒乓球处,另一端用吹风机水平吹,乒乓球从玻璃管上端飞出。下列说法正确的是( )
A.甲实验中,下端开口时,乒乓球不上浮,是因为受到的压强差向下
B.甲实验中,下端堵住时,手对乒乓球有一个向上的托力
C.乙实验是因为大气压向上的压力远大于水柱向下的压力
D.甲乙丙三个实验都是大气压造成的,甲乙情况相同,而丙主要是流速不同造成的压强差
【答案】A,C
【知识点】流体压强与流速的关系;浮力及其产生原因
【解析】【解答】A、甲实验中,下端开口时,向内注水,水从乒乓球与瓶颈缝隙中流出,乒乓球下部没有水,它的底部不受水向上的压力,浮力是由于浸在液体中的物体上下表面受到液体的压力差而产生的,所以,乒乓球不受浮力,而乒乓球上部由于受到水向下的压强,压强差向下,所以,乒乓球不会上浮;A符合题意;
B、浮力大于乒乓球的重力,所以乒乓球上浮;实验过程中手与乒乓球没有接触,所以手对乒乓球没有向上的托力。B不符合题意;
C、乙实验中,矿水瓶子内无水时,将乒乓球堵住瓶口倒置,瓶内和瓶外大气压相等,相互抵消,乒乓球由于受到重力作用而掉落;注满水后,再将乒乓球堵住瓶口倒置,由于瓶内气体被排出,而瓶外的大气压远大于瓶内水柱产生的压强,大气压向上的压力远大于水柱向下的压力,所以乒乓球不掉落;C符合题意;
D、丙实验中,用吹风机水平吹玻璃管的上端,玻璃管上端空气流速增大,压强变小,而玻璃管下端空气流速不变,压强不变,玻璃管上端的压强小于玻璃管下端的压强,在压强差的作用下,乒乓球从玻璃管上端飞出;但由ABC的分析可知,甲实验主要是由浮力造成的,乙实验是由大气压造成的,丙实验是流速不同造成的压强差造成的。D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】浮力是由于浸没在液体中的物体上下表面受到液体的压力差而产生分析实验甲;
比较堵住瓶口前后瓶内瓶内大气压和平外大气压、水柱产生的压强与外界大气压的大小分析实验乙;
根据流体压强和流速的关系分析实验丙.
31.关于浸没在液体中的物体受到浮力的原因,如图所示的圆柱体浸没在液体中时,它的侧面受到的各个方向液体的压力 ,其下表面受到液体向上的压力比上表面受到液体向下的压力 ,这是因为在同种液体中液体的压强与 有关。
【答案】相等;大;深度
【知识点】液体压强的特点;浮力及其产生原因
【解析】【解答】据相同深度处液体向各个方向的压强相等的特点可知,圆柱体浸没在液体中时,它的侧面受到的各个方向液体的压力相等,即可以相互抵消;而圆柱体上、下表面所受的液体压力是不同的,设上表面所处的深度为h1,下表面所处的深度为h2。则上表面受到的压强为p向下=ρ液gh1,受到的压力为F向下=p向下S=ρ液gh1S;下表面受到的压强为p向上=ρ液gh2,受到的压力为F向上=P向上S=ρ液gh2S。因为h1<h2,所以F向上>F向下,则液体对物体产生向上的压力和向下的压力不相等,压力差就产生了浮力,即F浮=F向上﹣F向下.这是因为在同种液体中液体的压强与深度有关;
故答案为:相等;大;深度。
【分析】相同深度处液体向各个方向的压强相等.
上、下表面所受的液体压力不同,压力差表现为浮力.
32.如图所示,游泳时手和脚向后划水,人会向前运动。推动人向前运动的力的施力物体是 ,此现象说明力的作用是 ,人在水中 (不受/受)浮力。
【答案】水;相互的;受
【知识点】力作用的相互性;浮力及其产生原因
【解析】【解答】物体间力的作用是相互的,物体受到力的同时,也对另一个物体施加了力;游泳时手和脚向后划水,人会向前运动。推动人向前运动的力的施力物体是水。此现象说明力的作用是相互的;人浸在水中,受到水竖直向上托的力,即浮力。
故答案为:水;相互的;受。
【分析】物体间力的作用是相互的. (一个物体对别的物体施力时,也同时受到后者对它的力).
浮力:一切浸入液体的物体,都受到液体对它竖直向上的力,这个力叫浮力.浮力方向总是竖直向上的.(物体在空气中也受到浮力)
33.在图中,浸没在液体中的物体,两个相对的侧面所受液体的 相互平衡,对物体水平方向的受力没有影响。其上、下表面受到液体对它的压力不同,这就是浮力产生的原因。如果F1=8N,物体受到的浮力是4牛,则F2= N。
【答案】压力;12
【知识点】液体压强的特点;浮力及其产生原因
【解析】【解答】根据相同深度液体向各个方向的压强相等的特点可知,正方体浸没在液体中时,它的侧面受到的各个方向液体的压力相互平衡,即可以相互抵消掉;因为F浮=F向上﹣F向下,所以F2=F浮+F1=4N+8N=12N。
故答案为:压力;12。
【分析】相同深度液体向各个方向的压强相等.
利用压力差法F浮=F向上﹣F向下求得 F2 .
34.浸没在液体中的物体受到竖直向上的压力比向下的压力 ,这个 就是液体对物体的浮力,产生浮力的根本原因是 .
【答案】大;压力差;液体上下表面的压力差
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】解:物体浸没在液体中,因为液体有重力,液体对浸没在其中的物体有向下的压力作用,
物体有重力和具有流动性,液体对物体产生向上的压力作用,
其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即物体受到的浮力.
故答案为:大;压力差;液体上下表面的压力差.
【分析】浸没在液体中的物体,液体对物体向上的压强大于向下的压强,向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差的作用,这个压力差是物体受到的浮力.
35.浸没在液体中的物体,受到向上和向下的 就是浮力。
【答案】压力差
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】物体浸在液体中,由于物体上、下表面所处的深度不同,下表面所处的深度大于上表面的深度,下表面受到的压强大于上表面受到的压强,因此其下表面受到的液体压强大于上表面受到的液体压强,则液体对物体产生的一个向上的压力与向下的压力不相等,存在压力差;实际上压力差就是液体对物体施加的向上托的作用,这个力习惯上为浮力。
故答案为:压力差。
【分析】结合浮力产生的原因分析解答.
36.如图所示,把一个底面积为S,高为l的长方体浸没在密度为ρ的液体中,上、下表面分别距液面为h1和h2,因为液体内部存在压强,所以长方体各表面都受到液体的压力。
(1)分析图中长方体的受力情况,其受到浮力的原因是 ,浮力的方向是 。
(2)大量的实验结果表明:“浸在液体中的物体受到浮力的大小等于它排开液体所受的重力”。请从浮力产生原因的角度推导出这一结论。
【答案】(1)上、下表面存在压力差;竖直向上
(2)由液体压强公式p=ρgh及压强公式p= 得:长方体上表面受到液体的压力:F1=p1S=ρ液gh1S;长方体下表面受到液体的压力:F2=p2S=ρ液gh2S,上、下两表面的压力差为:F2﹣F1=ρ液gh2S﹣ρ液gh1S=ρ液g(h2﹣h1)S﹣﹣﹣﹣①。长方体浸没在液体中,则长方体排开液体的体积:V排=V物=Sl=S(h2﹣h1)﹣﹣﹣②,所以,结合浮力的产生原因有:F浮=F2﹣F1=ρ液g(h2﹣h1)S=ρ液gV排=m排g=G排。
【知识点】液体压强计算公式的应用;浮力及其产生原因
【解析】【分析】(1)结合浮力产生的原因及浮力的分析分析解答
(2) 由液体压强公式p=ρgh及压强公式p= 分析得解.
37.理论上分析:浸在液体中的物体受到的浮力就是液体对物体表面压力的合力。如图所示,一个底面积为S,高为h的长方形浸没在密度为ρ的液体中。
(1)分析该物体侧面所受液体压力的合力F合1;
(2)求出该物体底面所受液体压力的合力F合2;
(3)结合以上结果,说明该理论分析与阿基米德原理的表述是一致的。
【答案】(1)答:如图,以长方形物体的左右侧面为例,两侧面所处液体的深度相等,液体的密度相等,
根据p=ρgh可知,左右两侧面受到液体的压强相等,即p左=p右,又知两侧面面积相等,根据p= 可得F=pS,则两侧面受到的液体的压力相等,即F左=F右,所以,物体侧面所受液体压力的合力F合1=F左﹣F右=0;同理,其前后两个侧面受到的合力也为0。
(2)已知液体压强公式p=ρgh,
由压强公式p= 得,F=pS,所以:F下=p下S=ρ液h2gS=ρ液(h1+h)gS,F上=ρ液h1gS,
物体底面所受液体压力的合力F合2=F下﹣F上=ρ液(h1+h)gS﹣ρ液h1gS=ρ液gSh=ρ液gV,
(3)答:由(1)可知,长方形物体浸没在液体中时,它的侧面受到的各个方向液体的压力相互平衡,即可以相互抵消掉;由(2)可知,V=V排,m排=ρ液V排,则F浮=ρ液gV=ρ液gV排=m排g=G排,即浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体的重力,这与阿基米德原理的表述是一致的。
【知识点】液体压强的特点;液体压强计算公式的应用;浮力及其产生原因
【解析】【分析】(1) 根据p=ρgh可知 侧面受到液体的压强大小;再利用 p= 可得压力大小关系.
(2)同理, 利用液体压强公式p=ρgh及压强公式p= 得底面压力差.
(3)将压力差与阿基米德原理求得的浮力大小对比,得出结论.
38.张老师在研究浮力产生原因时,做了如下实验,下图是由容器A和B构成的连通器,B容器底的中间部分有一个面积为80cm2方形孔,将密度为0.6g/cm3、边长为10cm的正方体木块放在B容器中,且把容器底的正方形孔密合覆盖,然后向B容器缓慢注入15cm深的水,发现木块没有上浮,静止在B容器底部。
(1)求B容器中水对木块压力的大小和方向(g=10N/kg);
(2)为使B容器中的木块上浮,至少需要在A容器中注入距离B容器底多深的水?
【答案】(1)木块上表面受到水的压强为p=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×(0.15m﹣0.1m)=500Pa,上表面所受水的压力为:F=pS=500Pa×0.01m2=5N,方向:垂直上表面向下;
(2)木块的重力为G=mg=ρ木Vg=0.6×103kg/m3×0.001m3×10N/kg=6N,则为使B容器中的木块上浮,至少A中所注入的水所产生的向上的压力F1=5N+6N=11N,A中水所要产生的压强应为p1= = =1375Pa。因此A中水的深度为h1= = =0.1375m=13.75cm。
【知识点】液体压强计算公式的应用;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)利用 p=ρgh 求得木块上表面受到水的压强,再利用 F=pS 求得 表面所受水的压力 .
(2)先利用p=求出A中要注入的水对木块下底面产生的压强,再利用p=ρgh求出所注入水的深度.
39.如图所示是认识浮力的探究实验。
(1)将物体悬挂在弹簧测力计下端,如(a)实验所示,物重G= N。
(2)当用手向上托物体时,如(b)实验所示,手对物体向上的托力F= N。
(3)当物体浸入水后,如(c)实验所示。将(c)实验与(a)、(b)实验对照,说明水对物体也有向上的托力,即浮力。水对物体的浮力F浮= N。
(4)该实验是通过 的物理方法,建立起浮力概念的。
【答案】(1)5
(2)3
(3)2
(4)类比
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】(1)图(a)中,物重即为弹簧测力计的示数,即G=5N;(2)图(b)中,弹簧测力计的示数为2N,即G﹣F=2N,得F=3N;(3)对照实验(a)(b)(c),说明水对重物产生了一定的托力,即浮力;在(c)中,测力计的示数为:3N,即G﹣F浮=3N,得F浮=2N;(4)此实验是通过类比(a)(b)(c)的实验结果,得到液体对物体有向上的托力,即浮力;即通过类比的方法来建立起浮力概念的。故答案为:(1)5、(2)3、(3)2、(4)类比。
【分析】(1)物重即为弹簧测力计的示数.
(2)对物块进行受力分析,计算 手对物体向上的托力 .
(3)同理,结合受力分析求得浮力大小.
(4)该实验通过类比的方法来建立起浮力概念的.
40.1874年8月的一天,在大西洋亚速尔群岛的西南方,有一艘深海考察潜艇,为研究海底矿产资源的分布,正在向深处下潜.舱内的考察人员被海底的景色陶醉了,致使下潜速度过大,潜艇猛然撞到海底,陷入海底的沉积物中了.船员把潜水艇中的水全部排除,企图上浮.奇怪的是,潜艇丝毫不动,像是被海底吸住了一样.这是为什么呢?难道浮力真的消失了吗?怎么办呢?并替他们想出摆脱困境的办法?
【答案】答:当物体与容器底部紧密接触时,两个接触面间就没有液体渗入,物体的下表面不再受液体对它向上的压强,液体对它就失去了向上托的力,浮力当然随之消失了.
潜艇猛然撞到海底,应该是潜艇底部与海底连接过于紧密,导致水无法进入潜艇与海底之间的部分,导致潜艇上下无水压差,所以浮力不足以托起潜艇.
只要想办法让水进入潜艇与海底中间区域就可以使潜艇脱离海底.可以派潜水员在海底与潜艇连接的部分打几个洞,让海水流入潜艇与海底之间的部分.
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【分析】浮力产生的根本原因是浸在水中的物体上表面和下表面受的水压不一样,下面压强大,上面压强小(因为液体压强与深度直接相关),所以水压会托起浸在水中的物体.
1 / 12018-2019学年沪科版物理八年级下学期 9.1 认识浮力 同步练习
一、基础达标
1.下列物体中,不受浮力的是( )
A.浮在水面上的轮船 B.浸泡在水中的桥墩
C.在水中下沉的石块 D.浸在酒精中的铁块
2.(2018八下·陆川期末)在一个盛有水的容器中,乒乓球漂浮于水面上,乒乓球所受浮力的施力物体是( )
A.水 B.乒乓球 C.空气 D.盛水容器
3.如图所示的四种情景,没有受到浮力的物体是( )
A.遨游太空的‘’天宫二号‘’
B.海试中的‘’山东号‘’航母
C.下潜中的‘’蛟龙‘’号
D.飘在空中的热气球
4.如图所示,A、B是自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水,则下列说法中正确的是( )
A.A物体不一定受到浮力作用 B.B物体一定受到浮力作用
C.C物体不一定受到浮力作用 D.D物体一定受浮力的作用
5.关于物体所受的浮力,下列说法中正确的是( )
A.空气中的物体不受浮力作用
B.沉在水底的铁球不受浮力作用
C.浮力是物体对液体施加的力
D.浮力是液体或气体对物体压力的合力
6.浸在水中的物体受到水的浮力的根本原因是( )
A.在水中,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大
B.浮力与液体的重力有关
C.水的压强随深度的增加而增大,上下有压强差,有压力差
D.水对流时产生向上的压力差
7.一长方形物体浸没在水中,受到的浮力为98N,已知上表面受到的压力是50N,则下表面受到的水的压力为( )
A.48N B.50N C.98N D.148N
8.如图所示的圆柱体浸没在液体中,它的侧面所受的各个方向上的压力相互 ,其下表面受到液体向上的压力F1 (选填“大于”、“等于”或“小于”)其上表面受到液体向下的压力F2,这就是浸在液体中的物体受到浮力的原因,所以浮力的大小可表示为F浮= 。
9.如图,取一个瓶口内径略小于乒乓球直径的雪碧瓶,去掉其底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮。若用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来。此实验说明了 。
10.一块橡皮掉入盛有水的杯中,它所受到的浮力的施力物体是 ,浮力的方向总是 .
11.水对物体向上和向下的 就是水对物体的浮力,浮力的方向总是 ,物体在水中受到的浮力施力物体是 。
12.浸在液体中的物体受到浮力的方向是 的,与 力的方向相反.
二、能力提升
13.以下情景中没有受到浮力的物体是( )
A.太空中的卫星 B.空中的孔明灯
C.海洋中的冰山 D.池塘中的睡莲
14.如图所示,甲、丙是容器自带凸起的一部分,乙是能够自由移动的物体,现往容器里注入一些水,则下列说法正确的是( )
A.甲一定受到浮力作用 B.乙一定受到浮力作用
C.丙一定受到浮力作用 D.都受到浮力作用
15.如图所示情景中没有受到浮力的物体是( )
A.下潜的‘’蛟龙‘’号
B.上升的热气球
C.航行的‘’辽宁号‘’
D.遨游的‘’天宫一号‘’
16.如图所示,取一个瓶口内径略小于乒乓球的矿泉水瓶,去掉底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶内注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮。若用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来。此实验可以用来说明( )
A.浮力产生的原因
B.阿基米德原理
C.大气存在压强
D.液体的压强与液体的密度和深度有关
17.(2018八下·深圳期中)一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上,如图所示.图上画出了几个力的方向,你认为鸡蛋所受浮力的方向应是( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
18.某天,晓琳用细线绑住一个近似于长方形的小石块,并将它竖直悬置于一桶水中,当小石块浸没在水中时,她发现手受到的绳子的拉力变小了,这是因为( )
A.小石块的质量变小了
B.小石块所受到的重力消失了
C.小石块的上下表面存在压力差
D.小石块的前后左右都受水的压力
19.将一小石块和小木块抛入一杯水中,结果发现木块浮在水面上,而石块却沉入水中,就此现象,下列分析正确的是( )
A.木块受到浮力,石块不受浮力
B.木块不受到浮力,石块受到浮力
C.木块和石块都不受浮力
D.木块和石块都受到浮力
20.如图所示,将两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中,当玻璃圆筒沿水平方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左和F向右的大小关系是F向左 F向右(填“大于”“等于”或“小于”),当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上和F向下的大小关系是F向上 F向下(填“大于”、“等于”或“小于”),通过以上探究,你认为浮力产生的原因是 。
21.一均匀的正方体浸没在液体中,如图所示,已知它的棱长为a,上表面所处的深度为h,则正方形下表面所受到液体的压力表达式为 ,正方体所受浮力表达式为 (液体密度ρ和g为已知量)
22.弹簧秤下吊着重为14.7N的正方形金属块,当它完全浸没在水中时,弹簧秤的示数为9.8N,则金属块排开水的重力为 N.若金属块上表面所受水的压力为19.6N,则金属块下表面所受水的压力为 N.
23.如图所示的圆柱体浸没在液体中时,它的侧面受到的各个方向液体的压力相互 ,其下表面受到液体向上的压力比上表面受到液体向下的压力 ,这就是浸没在液体中的物体受到浮力的原因。
24.轮船、鸭子、木块能浮在水面,这是因为它们受到了水的 ,施力物体是 ,方向为 .
三、综合应用
25.将一个乒乓球放入倒置的饮料瓶中,然后向瓶内注入水将乒乓球浸没,如图所示,乒乓球保持静止状态则乒乓球( )
A.仍受水的浮力
B.不受水的浮力,也不受水对它的压力
C.不受水的浮力,但受水对它的压力
D.无法判断
26.(2018八上·深圳月考)王老师用自制教具演示了如下实验:将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球放入瓶内并注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球静止(如图所示),然后用手堵住瓶口,一会儿乒乓球浮起来了,以下分析正确的是( )
A.乒乓球在图中位置静止时没有受到浮力作用
B.乒乓球上浮过程中,受到的浮力始终不变
C.乒乓球上浮过程中,受到的液体压强保持不变
D.乒乓球在图中位置静止时,是由于受到大气压的作用
27.二战时期,德国纳粹一潜水艇在下潜过程中,撞到海底被搁浅(潜水艇的大半身已被淤泥浸没)而不能浮起来,这是因为( )
A.有浮力,但浮力小于重力
B.有浮力,且浮力等于重力
C.潜水艇底部没有水进入,不产生向上的浮力
D.机器坏了,不产生浮力
28.钱塘江是浙江省最大的河流,两岸蕴藏着极其丰富的旅游资源,是全省最重要的旅游线,给人们的生活带来了丰富多彩的娱乐活动。下列在钱塘江中的物体,没有受到浮力的作用的是( )
A.漂在水面的树叶 B.长在河底的水草的叶子
C.游在水中的小鱼 D.钱塘江上一座大桥的桥墩
29.如图所示,边长为a的立方体物块浸没在液体中,处于悬浮状态。物块上、下表面所处的深度分别记为h1、h2,液体对上、下表面的压力分别为F1、F2,液体密度为ρ1、物块密度为ρ2.下面各式中能表示物块所受浮力的有( )
A.F2 B.F2﹣F1
C.ρ2a3g D.ρ1(h2﹣h1)a2g
30.如图所示,甲实验为上下均开口的矿水瓶,先将乒乓球放置到里面,然后注水,乒乓球并不上浮,然后用手掌堵住下方开口,乒乓球才上浮;乙实验为正常矿水瓶子,无水时,将乒乓球堵住瓶口倒置,乒乓球掉落,注满水后,再将乒乓球堵住瓶口倒置,乒乓球不掉落;丙实验为两端开口直径略大于乒乓球的玻璃管,倾斜放置,一端靠近乒乓球处,另一端用吹风机水平吹,乒乓球从玻璃管上端飞出。下列说法正确的是( )
A.甲实验中,下端开口时,乒乓球不上浮,是因为受到的压强差向下
B.甲实验中,下端堵住时,手对乒乓球有一个向上的托力
C.乙实验是因为大气压向上的压力远大于水柱向下的压力
D.甲乙丙三个实验都是大气压造成的,甲乙情况相同,而丙主要是流速不同造成的压强差
31.关于浸没在液体中的物体受到浮力的原因,如图所示的圆柱体浸没在液体中时,它的侧面受到的各个方向液体的压力 ,其下表面受到液体向上的压力比上表面受到液体向下的压力 ,这是因为在同种液体中液体的压强与 有关。
32.如图所示,游泳时手和脚向后划水,人会向前运动。推动人向前运动的力的施力物体是 ,此现象说明力的作用是 ,人在水中 (不受/受)浮力。
33.在图中,浸没在液体中的物体,两个相对的侧面所受液体的 相互平衡,对物体水平方向的受力没有影响。其上、下表面受到液体对它的压力不同,这就是浮力产生的原因。如果F1=8N,物体受到的浮力是4牛,则F2= N。
34.浸没在液体中的物体受到竖直向上的压力比向下的压力 ,这个 就是液体对物体的浮力,产生浮力的根本原因是 .
35.浸没在液体中的物体,受到向上和向下的 就是浮力。
36.如图所示,把一个底面积为S,高为l的长方体浸没在密度为ρ的液体中,上、下表面分别距液面为h1和h2,因为液体内部存在压强,所以长方体各表面都受到液体的压力。
(1)分析图中长方体的受力情况,其受到浮力的原因是 ,浮力的方向是 。
(2)大量的实验结果表明:“浸在液体中的物体受到浮力的大小等于它排开液体所受的重力”。请从浮力产生原因的角度推导出这一结论。
37.理论上分析:浸在液体中的物体受到的浮力就是液体对物体表面压力的合力。如图所示,一个底面积为S,高为h的长方形浸没在密度为ρ的液体中。
(1)分析该物体侧面所受液体压力的合力F合1;
(2)求出该物体底面所受液体压力的合力F合2;
(3)结合以上结果,说明该理论分析与阿基米德原理的表述是一致的。
38.张老师在研究浮力产生原因时,做了如下实验,下图是由容器A和B构成的连通器,B容器底的中间部分有一个面积为80cm2方形孔,将密度为0.6g/cm3、边长为10cm的正方体木块放在B容器中,且把容器底的正方形孔密合覆盖,然后向B容器缓慢注入15cm深的水,发现木块没有上浮,静止在B容器底部。
(1)求B容器中水对木块压力的大小和方向(g=10N/kg);
(2)为使B容器中的木块上浮,至少需要在A容器中注入距离B容器底多深的水?
39.如图所示是认识浮力的探究实验。
(1)将物体悬挂在弹簧测力计下端,如(a)实验所示,物重G= N。
(2)当用手向上托物体时,如(b)实验所示,手对物体向上的托力F= N。
(3)当物体浸入水后,如(c)实验所示。将(c)实验与(a)、(b)实验对照,说明水对物体也有向上的托力,即浮力。水对物体的浮力F浮= N。
(4)该实验是通过 的物理方法,建立起浮力概念的。
40.1874年8月的一天,在大西洋亚速尔群岛的西南方,有一艘深海考察潜艇,为研究海底矿产资源的分布,正在向深处下潜.舱内的考察人员被海底的景色陶醉了,致使下潜速度过大,潜艇猛然撞到海底,陷入海底的沉积物中了.船员把潜水艇中的水全部排除,企图上浮.奇怪的是,潜艇丝毫不动,像是被海底吸住了一样.这是为什么呢?难道浮力真的消失了吗?怎么办呢?并替他们想出摆脱困境的办法?
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】ACD、浮在水面门上的轮船、浸在酒精中的铁块、水中正在下沉的石头,都受到液体向上的压力,由浮力的产生原因可知,都受到浮力;ACD不符合题意;
故答案为:B
【分析】浮力:一切浸入液体、气体中的物体,都受到液体对它竖直向上的力,这个力叫浮力.
2.【答案】A
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】解:盛有水的容器中,乒乓球漂浮于水面上,乒乓球排开了一定体积的水,则乒乓球所受浮力的施力物体是水,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】浮力的施力物体是液体或气体.
3.【答案】A
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】A、太空中没有空气,故太空中运行的“天宫二号”不受到浮力,A符合题意;
B、浮力是浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)向上托起的力,海试中的“山东号”航母受到水的向上托起的力,即受到浮力,B不符合题意;
C、下潜的“蛟龙”号在水中尽管下沉,但仍然受到浮力,C不符合题意;
D、空中上升的热气球受到空气的浮力,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】浮力:一切浸入液体或气体中的物体,都受到液体对它竖直向上的力,这个力叫浮力.
4.【答案】B
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】A、A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A物体上下表面产生了的压力差,A物体受浮力的作用,A不符合题意;
BC、由图可知,水对BC物体上下表面都产生了的压力差,BC物体都受浮力的作用,B符合题意、C不符合题意;
D、D物体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D物体上下表面没有产生压力差,D物体不受浮力的作用,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】浮力产生的原因:浸在液体中的物体受到液体对它的向上和向下的压力差.
5.【答案】D
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】A、空气中的物体与液体中的物体一样,都可能受浮力作用,A不符合题意;
B、沉在水底的铁球排开了一定体积的水,所以受到浮力的作用,B不符合题意;
C、浮力是物体受到液体或气体对它施加的力,C不符合题意;
D、浮力的产生,其实质是物体在液体或气体中上下表面受到的压力差,即浮力是液体或气体对物体压力的合力,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】浮力:一切浸入液体或气体中的物体,都受到液体对它竖直向上的力,这个力叫浮力.
浮力产生的原因:浸在液体中的物体受到液体对它的向上和向下的压力差.
6.【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】解:A、在水中,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大,是流体压强与流速的关系,故A不符合题意;
B、根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知:物体受到的浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关,与液体的重力无关,故B不符合题意;
C、浸在液体(或气体)里的物体,受到液体(或气体)对物体产生向上托的力叫浮力;原因是液体(或气体)对物体有向下的压力作用,由于液体具有流动性,同时液体(或气体)对物体产生向上的压力作用,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即物体受到的浮力.水的压强随深度的增加而增大,故C符合题意;
D、浮力是由于液体或气体对物体向上或向下的压力差产生的,而不是水对流时产生向上的压力差,故D错误.
故选C.
【分析】浸没在液体中的物体,液体对物体向上的压强大于向下的压强,向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差的作用,这个压力差是物体受到的浮力.
液体有重力并且具有流动性,当物体浸没在液体中,液体对浸没在其中的物体产生压力作用.
7.【答案】D
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】下表面受到的水的压力为98N+50N=148N。
故答案为:D。
【分析】根据浮力等于长方体上、下表面所受液体的压力差求解即可.
8.【答案】平衡;大于;F1﹣F2
【知识点】液体压强的特点;浮力及其产生原因
【解析】【解答】据相同深度液体向各个方向的压强相等的特点可知,圆柱体浸没在液体中时,它的侧面受到的各个方向液体的压力相互平衡,即可以相互抵消掉;而圆柱体上、下表面所受的压力是不同的,下表面深度为h1,上表面所处的深度为h2。则下表面受到的压强为p1=ρ液gh1,受到的压力为F1=p1S=ρ液gh1S;上表面受到的压强为p2=ρ液gh2,受到的压力为F2=p2S=ρ液gh2S。因为h1>h2。所以F1>F2,则液体会对物体产生一个向上的和向下的压力不相等,压力差就产生了浮力,即:F浮=F1﹣F2。
故答案为:平衡;大于;F1﹣F2。
【分析】相同深度液体向各个方向的压强相等.
浮力产生的原因:浸在液体中的物体受到液体对它的向上和向下的压力差.
9.【答案】浮力产生的原因
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】开始时乒乓球受到上面液体压强和大气压的作用,下部没有液体只受大气压的作用,向上的压强小于向下的压强,向上的压力小于向下的压力,乒乓球不能上浮。当用手堵住瓶口,乒乓球下面有水,乒乓球下面也受到液体压强和大气压的作用。向上的液体压强大于向下的液体压强,乒乓球上浮,故此实验说明了浮力产生的原因。
故答案为:浮力产生的原因.
【分析】浮力产生的原因:物体受到向上的压力大于向下的压力,存在压力差产生了浮力.
10.【答案】水;竖直向上
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】解:物体的下表面受的水的压力的方向总是竖直向上的,下表面受的压力总是竖直向上的,而向上的压力总是大于向下的压力.
故答案为:水,竖直向上.
【分析】浮力等于物体上下表面所受的向上的和向下的压力差.
11.【答案】压力差;竖直向上;水
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】根据浮力产生的原因可知,水对物体向上和向下的压力差就是水对物体的浮力;浮力的方向总是竖直向上,物体在水中受到的浮力施力物体是水。
故答案为:压力差;竖直向上;水。
【分析】根据浮力产生的原因理解即可.浮力方向总是竖直向上的.
12.【答案】竖直向上;重
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】解:液体中的物体所受的浮力方向是竖直向上的,而重力的方向是竖直两下向下的.因此液体中的物体所受的浮力方向和重力方向相反.
故答案为:竖直向上;重.
【分析】浸在气体和液体中的物体都受到气体和液体对它的竖直向上的浮力.重力的方向是竖直向下的.
13.【答案】A
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】A、太空中没有空气,故太空中的卫星不受到浮力,A符合题意;
B、放飞的“孔明灯”,是因为灯内空气受热,内部空气的密度减小,在空中飞行时,受到空气的浮力的作用,B不符合题意;
C、海洋中的冰山,处于漂浮状态,受到水的浮力,C不符合题意。
D、浮力是浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)向上托起的力,池塘中的睡莲受到水的浮力,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】根据浮力的定义分析即可.
14.【答案】B
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】(1)由图可知,水对乙物体上下表面产生了的压力差,故乙物体一定受浮力的作用;B符合题意。(2)已知甲、丙是容器自带凸起的一部分,因此、甲、丙上表面受到水的压力,但下表面没有受到水的压力,因此水对甲、丙物体上下表面没有产生压力差,故甲、丙物体不受浮力的作用;ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】利用浮力产生的原因分析即可.
15.【答案】D
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】A、下潜的“蛟龙”号在水中尽管下沉,但仍然受到浮力,A不符合题意;
B、空中上升的热气球受到空气的浮力,B不符合题意;
C、浮力是浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)向上托起的力,航行的“辽宁号”受到水的向上托起的力,即受到浮力,C不符合题意;
D、太空中没有空气,故太空中运行的“天宫一号”不受到浮力,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据浮力的定义分析即可.
16.【答案】A
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】A、开始时乒乓球受到上面液体压强和大气压的作用,下部没有液体只受大气压的作用,向上的压强小于向下的压强,向上的压力小于向下的压力,乒乓球不能上浮。当用手堵住瓶口,乒乓球下面有水,乒乓球下面也受到液体压强和大气压的作用,向上的液体压强大于向下的液体压强,乒乓球上浮,跟浮力产生的原因有关系。A符合题意。
B、阿基米德原理是研究浸在水中的物体受到的浮力和排开液体重力的关系,该实验不能测出这两个力的大小,B不符合题意;
C、乒乓球上下都受到大气压的作用相同,开始乒乓球不上浮,后来又上浮,不是大气压的作用。C不符合题意。
D、乒乓球上升时,液体的密度一定,可以说明液体压强和深度有关,液体越深,液体的压强越大,但不能说明液体的压强与液体的密度有关。D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】浮力产生的原因:物体受到向上的压力大于向下的压力,存在压力差产生了浮力.
17.【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】解:鸡蛋悬浮在液体中,此时鸡蛋上、下表面受到的压力不同,
这个压力差就是鸡蛋所受浮力,因浮力的方向总是竖直向上的,
所以F3正确;故选C.
【分析】从浮力产生的原因和浮力的方向去解答此题.
18.【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】当小石块浸没在水中时,小石块的质量不会变小,重力也不会消失,是由于小石块的上下表面存在压力差即小石块受到水的浮力,浮力的方向是竖直向上的。所以手受到的绳子的拉力变小了。而不是因为小石块的前后左右都受水的压力,故只有C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】浮力:一切浸入液体的物体,都受到液体对它竖直向上的力,这个力叫浮力.浮力方向总是竖直向上的.
19.【答案】D
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】解:水中的石块和木块在水中上下表面存在压力差,也就是都受到浮力作用,故A、B、C不符合题意;
故选D.
【分析】判断物体在水中是否受到浮力的作用;关键是看上下表面是否存在压力差.
20.【答案】等于;大于;液体对物体上下表面的压力差
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】(1)当玻璃圆筒沿水平方向放置时,由于在同一深度,由p=ρgh可知,液体压强相等,又因为受力面积相等,由p= 可知,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左和F向右的大小相等,水平方向的合力为0;(2)当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,h下大于h上,由p=ρgh可知,p向上大于p向下,又因为受力面积相等,由p= 可知,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上大于F向下,此时竖直方向的合力不为0,方向竖直向上;因此液体会对玻璃圆筒产生向上的和向下的压力不相等,压力差F差=F向上﹣F向下=F浮,即浮力产生的原因是液体对物体上下表面的压力差。
故答案为:等于;大于;液体对物体上下表面的压力差。
【分析】结合题意,由p=ρgh分析理解浮力产生的原因.
21.【答案】F1=ρ液g(h+a) a2;F浮=ρ液ga3
【知识点】液体压强计算公式的应用;浮力及其产生原因
【解析】【解答】正方体一个面的面积:S=a2;下表面的深度为:h+a,由液体压强公式p=ρgh及压强公式的变形公式F=pS得:正方形下表面所受到液体的压力:F1=p1S=ρ液g(h+a) a2;正方形上表面所受到液体的压力:F2=p2S=ρ液gh a2;正方体所受浮力:F浮=F1﹣F2=ρ液gh a2﹣ρ液g(h+a) a2=ρ液ga3。
故答案为:F1=ρ液g(h+a) a2;F浮=ρ液ga3。
【分析】由液体压强公式p=ρgh及压强公式的变形公式F=pS可得浮力的表达式.
22.【答案】4.9;24.5
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】解:金属块受到的浮力为:F浮=G物﹣F示=14.7N﹣9.8N=4.9N;
下表面所受水的压力为F下表面=F浮+F上表面=19.6N+4.9N=24.5N;
故答案为:4.9;24.5.
【分析】已知金属块在空气中的重力和浸没水中的重力,根据F浮=G排=G物﹣F示可求浮力;
已知浮力,根据F浮=F下表面﹣F上表面变形后计算得出.
23.【答案】平衡;大
【知识点】液体压强的特点;浮力及其产生原因
【解析】【解答】据相同深度处液体向各个方向的压强相等的特点可知,圆柱体浸没在液体中时,它的侧面受到的各个方向液体的压力相互平衡,即可以相互抵消;而圆柱体上、下表面所受的液体压力是不同的,设上表面所处的深度为h1,下表面所处的深度为h2。则上表面受到的压强为p向下=ρ液gh1,受到的压力为F向下=p向下S=ρ液gh1S;下表面受到的压强为p向上=ρ液gh2,受到的压力为F向上=P向上S=ρ液gh2S。因为h1<h2,所以F向上>F向下,则液体对物体产生向上的压力和向下的压力不相等,压力差就产生了浮力,即F浮=F向上﹣F向下。
故答案为:平衡;大。
【分析】相同深度处液体向各个方向的压强相等.物体受到向上的压力大于向下的压力,存在压力差产生了浮力.
24.【答案】浮力;水;竖直向上
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】解:轮船、鸭子、木块能够浮在水面,这是因为它们受到了水的浮力,浮力的施力物体是水,方向是竖直向上的.
故答案为:浮力;水;竖直向上.
【分析】浸在液体中的物体受到液体对它向上托的力,这个力就是浮力,浮力的方向总是竖直向上的.
25.【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】图中,乒乓球下部没有水,它的底部不受水的向上的压力,所以,乒乓球不受浮力,乒乓球上部有水,水对乒乓球有一个向下的压力,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】物体受到浮力一定是物体下面有液体.
26.【答案】A
【知识点】浮力及其产生原因;阿基米德原理
【解析】【解答】A、乒乓球在图中位置静止时,乒乓球只有上表面受到水的压力,所以不受浮力作用,故A正确;B、乒乓球上浮过程中至露出水面前,排开水的体积变小,根据F浮=ρ水gV排可知,受到的浮力会变小,故B错误;C、乒乓球上浮过程中,距离水面的深度h变小,水的密度不变,根据p=ρgh可知,受到的液体压强变小,故C错误;D、乒乓球在图中位置静止时,受重力、水的压力和支持力,在这三个力的作用下处于平衡状态,不是由于受到大气压的作用,故D错误.故答案为A.
【分析】浮力是由于物体在液体中所受到的上下表面的压力差产生的;根据阿基米德原理判断浮力的变化情况;根据液体压强公式判断压强的变化情况.
27.【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】潜水艇在下潜过程中,撞到海底被搁浅(潜水艇的大半身已被淤泥浸没),由于潜水艇底部没有水进入,不产生向上的压力,只有向下的压力,根据F浮=F向上﹣F向下知浮力为零,即不受浮力,C符合题意;
故答案为:C。
【分析】明确物体受到浮力一定是物体下面有液体.
28.【答案】D
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】ABC中的物体浸在水中,因为水有流动性,因此水对浸在其中的物体有向上的作用力和向下的压力作用,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即物体受到的浮力。ABC选择中的物体均受浮力作用;D中钱塘江上一座大桥的桥墩埋在河底,下表面不能与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,故桥墩不受浮力作用。
故答案为:D。
【分析】根据浮力产生的原因分析解答即可,注意物体受到浮力一定是物体下面有液体.
29.【答案】B,C,D
【知识点】浮力及其产生原因;浮力大小的计算
【解析】【解答】计算浮力的方法:压力差法:F浮=F向上﹣F向下;即F浮=F2﹣F1=p2=ρ1gh2S﹣p1Sh1=ρ1(h2﹣h1)a2g,A不符合题意;BD符合题意;阿基米德原理:F浮=ρ液gV排=ρ1a3g;因为物体是悬浮的,因此物体的密度等于液体的密度,即ρ1=ρ2,所以F浮=ρ液gV排=ρ2a3g,C,符合题意;
故答案为:BCD。
【分析】利用压力差法:F浮=F向上﹣F向下和阿基米德原理:F浮=ρ液gV排求解即可.
30.【答案】A,C
【知识点】流体压强与流速的关系;浮力及其产生原因
【解析】【解答】A、甲实验中,下端开口时,向内注水,水从乒乓球与瓶颈缝隙中流出,乒乓球下部没有水,它的底部不受水向上的压力,浮力是由于浸在液体中的物体上下表面受到液体的压力差而产生的,所以,乒乓球不受浮力,而乒乓球上部由于受到水向下的压强,压强差向下,所以,乒乓球不会上浮;A符合题意;
B、浮力大于乒乓球的重力,所以乒乓球上浮;实验过程中手与乒乓球没有接触,所以手对乒乓球没有向上的托力。B不符合题意;
C、乙实验中,矿水瓶子内无水时,将乒乓球堵住瓶口倒置,瓶内和瓶外大气压相等,相互抵消,乒乓球由于受到重力作用而掉落;注满水后,再将乒乓球堵住瓶口倒置,由于瓶内气体被排出,而瓶外的大气压远大于瓶内水柱产生的压强,大气压向上的压力远大于水柱向下的压力,所以乒乓球不掉落;C符合题意;
D、丙实验中,用吹风机水平吹玻璃管的上端,玻璃管上端空气流速增大,压强变小,而玻璃管下端空气流速不变,压强不变,玻璃管上端的压强小于玻璃管下端的压强,在压强差的作用下,乒乓球从玻璃管上端飞出;但由ABC的分析可知,甲实验主要是由浮力造成的,乙实验是由大气压造成的,丙实验是流速不同造成的压强差造成的。D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】浮力是由于浸没在液体中的物体上下表面受到液体的压力差而产生分析实验甲;
比较堵住瓶口前后瓶内瓶内大气压和平外大气压、水柱产生的压强与外界大气压的大小分析实验乙;
根据流体压强和流速的关系分析实验丙.
31.【答案】相等;大;深度
【知识点】液体压强的特点;浮力及其产生原因
【解析】【解答】据相同深度处液体向各个方向的压强相等的特点可知,圆柱体浸没在液体中时,它的侧面受到的各个方向液体的压力相等,即可以相互抵消;而圆柱体上、下表面所受的液体压力是不同的,设上表面所处的深度为h1,下表面所处的深度为h2。则上表面受到的压强为p向下=ρ液gh1,受到的压力为F向下=p向下S=ρ液gh1S;下表面受到的压强为p向上=ρ液gh2,受到的压力为F向上=P向上S=ρ液gh2S。因为h1<h2,所以F向上>F向下,则液体对物体产生向上的压力和向下的压力不相等,压力差就产生了浮力,即F浮=F向上﹣F向下.这是因为在同种液体中液体的压强与深度有关;
故答案为:相等;大;深度。
【分析】相同深度处液体向各个方向的压强相等.
上、下表面所受的液体压力不同,压力差表现为浮力.
32.【答案】水;相互的;受
【知识点】力作用的相互性;浮力及其产生原因
【解析】【解答】物体间力的作用是相互的,物体受到力的同时,也对另一个物体施加了力;游泳时手和脚向后划水,人会向前运动。推动人向前运动的力的施力物体是水。此现象说明力的作用是相互的;人浸在水中,受到水竖直向上托的力,即浮力。
故答案为:水;相互的;受。
【分析】物体间力的作用是相互的. (一个物体对别的物体施力时,也同时受到后者对它的力).
浮力:一切浸入液体的物体,都受到液体对它竖直向上的力,这个力叫浮力.浮力方向总是竖直向上的.(物体在空气中也受到浮力)
33.【答案】压力;12
【知识点】液体压强的特点;浮力及其产生原因
【解析】【解答】根据相同深度液体向各个方向的压强相等的特点可知,正方体浸没在液体中时,它的侧面受到的各个方向液体的压力相互平衡,即可以相互抵消掉;因为F浮=F向上﹣F向下,所以F2=F浮+F1=4N+8N=12N。
故答案为:压力;12。
【分析】相同深度液体向各个方向的压强相等.
利用压力差法F浮=F向上﹣F向下求得 F2 .
34.【答案】大;压力差;液体上下表面的压力差
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】解:物体浸没在液体中,因为液体有重力,液体对浸没在其中的物体有向下的压力作用,
物体有重力和具有流动性,液体对物体产生向上的压力作用,
其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即物体受到的浮力.
故答案为:大;压力差;液体上下表面的压力差.
【分析】浸没在液体中的物体,液体对物体向上的压强大于向下的压强,向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差的作用,这个压力差是物体受到的浮力.
35.【答案】压力差
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】物体浸在液体中,由于物体上、下表面所处的深度不同,下表面所处的深度大于上表面的深度,下表面受到的压强大于上表面受到的压强,因此其下表面受到的液体压强大于上表面受到的液体压强,则液体对物体产生的一个向上的压力与向下的压力不相等,存在压力差;实际上压力差就是液体对物体施加的向上托的作用,这个力习惯上为浮力。
故答案为:压力差。
【分析】结合浮力产生的原因分析解答.
36.【答案】(1)上、下表面存在压力差;竖直向上
(2)由液体压强公式p=ρgh及压强公式p= 得:长方体上表面受到液体的压力:F1=p1S=ρ液gh1S;长方体下表面受到液体的压力:F2=p2S=ρ液gh2S,上、下两表面的压力差为:F2﹣F1=ρ液gh2S﹣ρ液gh1S=ρ液g(h2﹣h1)S﹣﹣﹣﹣①。长方体浸没在液体中,则长方体排开液体的体积:V排=V物=Sl=S(h2﹣h1)﹣﹣﹣②,所以,结合浮力的产生原因有:F浮=F2﹣F1=ρ液g(h2﹣h1)S=ρ液gV排=m排g=G排。
【知识点】液体压强计算公式的应用;浮力及其产生原因
【解析】【分析】(1)结合浮力产生的原因及浮力的分析分析解答
(2) 由液体压强公式p=ρgh及压强公式p= 分析得解.
37.【答案】(1)答:如图,以长方形物体的左右侧面为例,两侧面所处液体的深度相等,液体的密度相等,
根据p=ρgh可知,左右两侧面受到液体的压强相等,即p左=p右,又知两侧面面积相等,根据p= 可得F=pS,则两侧面受到的液体的压力相等,即F左=F右,所以,物体侧面所受液体压力的合力F合1=F左﹣F右=0;同理,其前后两个侧面受到的合力也为0。
(2)已知液体压强公式p=ρgh,
由压强公式p= 得,F=pS,所以:F下=p下S=ρ液h2gS=ρ液(h1+h)gS,F上=ρ液h1gS,
物体底面所受液体压力的合力F合2=F下﹣F上=ρ液(h1+h)gS﹣ρ液h1gS=ρ液gSh=ρ液gV,
(3)答:由(1)可知,长方形物体浸没在液体中时,它的侧面受到的各个方向液体的压力相互平衡,即可以相互抵消掉;由(2)可知,V=V排,m排=ρ液V排,则F浮=ρ液gV=ρ液gV排=m排g=G排,即浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体的重力,这与阿基米德原理的表述是一致的。
【知识点】液体压强的特点;液体压强计算公式的应用;浮力及其产生原因
【解析】【分析】(1) 根据p=ρgh可知 侧面受到液体的压强大小;再利用 p= 可得压力大小关系.
(2)同理, 利用液体压强公式p=ρgh及压强公式p= 得底面压力差.
(3)将压力差与阿基米德原理求得的浮力大小对比,得出结论.
38.【答案】(1)木块上表面受到水的压强为p=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×(0.15m﹣0.1m)=500Pa,上表面所受水的压力为:F=pS=500Pa×0.01m2=5N,方向:垂直上表面向下;
(2)木块的重力为G=mg=ρ木Vg=0.6×103kg/m3×0.001m3×10N/kg=6N,则为使B容器中的木块上浮,至少A中所注入的水所产生的向上的压力F1=5N+6N=11N,A中水所要产生的压强应为p1= = =1375Pa。因此A中水的深度为h1= = =0.1375m=13.75cm。
【知识点】液体压强计算公式的应用;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)利用 p=ρgh 求得木块上表面受到水的压强,再利用 F=pS 求得 表面所受水的压力 .
(2)先利用p=求出A中要注入的水对木块下底面产生的压强,再利用p=ρgh求出所注入水的深度.
39.【答案】(1)5
(2)3
(3)2
(4)类比
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】(1)图(a)中,物重即为弹簧测力计的示数,即G=5N;(2)图(b)中,弹簧测力计的示数为2N,即G﹣F=2N,得F=3N;(3)对照实验(a)(b)(c),说明水对重物产生了一定的托力,即浮力;在(c)中,测力计的示数为:3N,即G﹣F浮=3N,得F浮=2N;(4)此实验是通过类比(a)(b)(c)的实验结果,得到液体对物体有向上的托力,即浮力;即通过类比的方法来建立起浮力概念的。故答案为:(1)5、(2)3、(3)2、(4)类比。
【分析】(1)物重即为弹簧测力计的示数.
(2)对物块进行受力分析,计算 手对物体向上的托力 .
(3)同理,结合受力分析求得浮力大小.
(4)该实验通过类比的方法来建立起浮力概念的.
40.【答案】答:当物体与容器底部紧密接触时,两个接触面间就没有液体渗入,物体的下表面不再受液体对它向上的压强,液体对它就失去了向上托的力,浮力当然随之消失了.
潜艇猛然撞到海底,应该是潜艇底部与海底连接过于紧密,导致水无法进入潜艇与海底之间的部分,导致潜艇上下无水压差,所以浮力不足以托起潜艇.
只要想办法让水进入潜艇与海底中间区域就可以使潜艇脱离海底.可以派潜水员在海底与潜艇连接的部分打几个洞,让海水流入潜艇与海底之间的部分.
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【分析】浮力产生的根本原因是浸在水中的物体上表面和下表面受的水压不一样,下面压强大,上面压强小(因为液体压强与深度直接相关),所以水压会托起浸在水中的物体.
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