鲁科版(五四制)八年级物理下册第八章浮力定向测试
考试时间:90分钟;命题人:物理教研组
考生注意:
1、本卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间90分钟
2、答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置,如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带,不按以上要求作答的答案无效。
第I卷(选择题 30分)
一、单选题(10小题,每小题3分,共计30分)
1、在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止,如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图像。对图像的分析不正确的是( )
A.圆柱体的重力是12N
B.圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是4N
C.圆柱体的体积是8×10-4m3
D.圆柱体的密度是1.5×103kg/m3
2、某检验人员在盛放密度分别为ρ甲、ρ乙、ρ丙的硫酸铜溶液试管中,分别滴入一滴体积相同的同一感染者的血液,一段时间后出现了如图所示的情形。下列分析正确的是( )
A.血液的密度大于ρ甲
B.血液在甲乙两试管中受到的浮力相等
C.血液的重力小于在丙试管排开的溶液的重力
D.三支试管底部受到液体的压强相等
3、2020年11月10日8时12分,我国全海深载人潜水器“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909米,创造了中国载人深潜的新纪录。给压载水箱注水,使潜水器下潜,到达海底完成各项科考任务后,抛掉舱底的压载金属片,潜水器上浮返回海面。忽略不同深度处海水密度的变化,其中涉及到的物理知识,说法正确的是( )
A.“奋斗者”号在海底最深处受到海水的压强超过1×109pa,
B.“奋斗者” 号从海面下潜到海底的过程,浮力不断变小
C.“奋斗者”号从海底返回前,抛掉压载金属片,是为了增大浮力
D.“ 奋斗者”号从开始上浮至露出海面前,受到海水的浮力不变,压强变小
4、同学们梳理了教材中与物理知识相关的实验,如图所示,其中分析不正确的是( )
A.甲图中,密度计上的刻度线均匀,自上往下,密度值越来越小
B.乙图中,潜艇的制作原理是通过排水、吸水的方法改变其重力,实现沉与浮
C.丙图中,将金属块竖放在海绵上,与平放相比,减小受力面积,增大压强
D.丁图中,测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力和吸盘的面积,估测大气压强值
5、在水中,悬浮的鱼、漂浮的木头、静止在水底的石头的位置如图所示,下列说法正确的是( )
A.木头受到的浮力大于它自身的重力
B.水对石头的压强比对鱼的大
C.石头受到的浮力等于它自身的重力
D.鱼受到的浮力大于它排开液体的重力
6、如图所示,核潜艇是捍卫我国主权的战略利器。根据不同任务的要求,核潜艇需要在水面漂浮或在不同深度处悬浮(假设海水密度保持不变)。下列说法正确的是( )
A.下潜时受到的压强不变
B.下潜时受到的浮力减小
C.露出水面上升的过程中受到的浮力减小
D.漂浮时受到的浮力大于排开海水的重力
7、在水平桌面上有甲、乙两个完全相同的杯子盛满不同浓度的盐水,将两个完全相同的小球分别放入其中,当小球静止时,两个杯子中小球所处的位置如图所示,则( )
A.甲杯中溢出的盐水质量较小 B.乙杯底部所受的液体压强较大
C.甲杯底部所受的液体压力较大 D.小球在乙杯中受到的浮力较大
8、关于浮力,下列说法中正确的是( )
A.浸在气体中的物体不受浮力
B.浸在液体中的物体受到的浮力就是液体对物体压力的合力
C.浸在液体中的物体受到的浮力只与液体的密度有关
D.在液体中上升的物体受浮力、下降的物体不受浮力
9、将小铁块和小木块放入一盆水中,结果发现木块浮在水面上,铁块沉入水底,就此现象,下列分析正确的是( )
A.木块受到浮力,铁块不受浮力
B.铁块沉入水底,所受浮力一定小于自身的重力
C.木块受到的浮力一定大于铁块所受的浮力
D.木块浮在水面上,所受浮力大于自身重力
10、生活处处有物理。下列场景与物理知识的联系中正确的是( )
A.锅铲手柄上常常刻有花纹,目的是减小摩擦
B.排气扇是利用空气流速大的位置压强大进行空气变换的
C.切肉前先磨刀,是为了增大刀对肉的压力
D.煮饺子时,煮熟的饺子因所受的浮力大于饺子的重力而上浮
第Ⅱ卷(非选择题 70分)
二、填空题(5小题,每小题4分,共计20分)
1、 2019年12月17日中国第一艘国产航母“山东舰”在海南三亚某军港交付海军。该航母满载排水量是65000t,则它满载时受到的浮力为 N,当舰载机着舰后,浮力将 ;舰母在航行时,两侧的护卫舰不能靠它太近,因为它们之间水的流速大,压强 ,容易发生相撞事故。
2、夏天到了,清凉的河水成为许多同学的“挚爱”,同一个人在水面仰泳漂浮和水底潜泳时,仰泳漂浮所受到的浮力较 (大/小)。但要注意的是,河水中常常会出现如图所示的漩涡,漩涡边沿水的流速相对中心处的流速较 (大/小),压强较 (大/小),从而形成压力差,导致周边的物体或游泳者被“吸入”漩涡。
3、如图所示,重为 8N 、体积为 10-3m3 的长方体悬浮在某种液体中,则该液体的密度为 kg/m 3 ;若此时长方体下表面受到的液体压力大小为 15N,则长方体上表面所受液体压力的大小为 N 。
4、今夏,我国首台载人潜水器“蛟龙号”已“探触”5000米深海.当其下潜至1000米深度时,该处海水的压强约为 帕.该潜水器从1000米深处继续下潜,受到的海水压强将 ,受到的浮力将 (选填“变大”、“不变”或“变小”).(海水的密度近似取 千克/米3)
5、用手将一重为5N的物体全部压入水中,物体排开的水重8N,此时物体受到的浮力为 N,放手后物体将 (选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”),待物体静止时所受浮力为 N .
三、计算题(5小题,每小题8分,共计40分)
1、一个盛有水的薄壁圆柱形容器(足够高),其底面积S=100cm2。如图甲所示,用弹簧秤竖直悬挂着一个长方体的金属块,从水面上方某处缓慢下降,直至全部浸入水中,弹簧秤的示数F随金属块下落距离h的变化情况如乙图所示。求:(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)当金属块完全没没水中时,其受到的浮力;
(2)该金属块的密度;
(3)当金属块完全浸没水中时,容器底部增加的压强。
2、如图所示,一密度均匀、质量为6 kg、底面积为600 cm2的长方体木块漂浮在静止的水面上。已知 ρ水=1.0×103 kg/m3,g=10 N/kg。求:
(1)水对木块产生的浮力大小。
(2)木块排开水的体积。
(3)水在木块下表面上产生的压强大小。
3、
(1)如图甲所示,石块在空气中,弹簧测力计的示数为 ,在水中的示数为 ,求石块所受的浮力为多少牛?
(2)小丽同学买了一只平底玻璃杯,经测算,玻璃杯的质量为 ,底面积为 ,静止在水平桌面上。在玻璃杯内装 的水,水深 ,如图乙所示。 取 ,通过计算回答:
①水对杯底的压强是多少帕?
②玻璃杯和水的总重力是多少牛?
③此时玻璃杯对桌面的压强是多少帕?
4、如图所示,重为50N的正方体木块A,在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为30N,水深为50cm。g取10N/kg。要求:画出受力分析图。求:
(1)物体A所受浮力的大小。
(2)水对容器底的压强。
(3)若绳子断了,物块最终露出水面的体积与总体积之比。
5、如图甲所示,装满水的溢水杯放在水平桌面上,将高为6cm的长方体木块平稳地放在水面上,静止时木块露出水面的高度为2cm,排出150g的水;如图乙所示,把图甲中的长方体木块用细线系住浸没在水中。已知ρ水=1.0×10kg/m,g取10Nkg。求:
(1)图甲中水对木块下表面的压强;
(2)长方体木块的质量;
(3)图乙中细线对木块的拉力。
四、实验探究(1小题,每小题10分,共计10分)
1、有一个小金属柱体(如图所示),横截面是一个不规则的多边形,小明同学想测量出柱体的横截面积。现有一把刻度尺,无法直接测量柱体的横截面积,小明又找到了天平和砝码、烧杯、细线和水。小明发现烧杯的底面积大于柱体的横截面积,但烧杯的高度小于柱体高度。为测量其横截面积,小明在柱体侧面画出A、B两条横线,请你请利用上述器材帮小明设计一个实验方案,测量金属柱体的横截面积。
要求:
(1)写出主要实验步骤及所需测量的物理量;
(2)写出金属柱体的横截面积的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】B
【解析】【解答】A.由图象知道,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件知道,圆柱体的重力是G=F拉=12N
A正确,不符合题意;
B.由图象知道,从h=7cm开始,弹簧测力计示数不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,对圆柱体受力分析知道,圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是F浮=G-F拉=12N-4N=8N
B错误,符合题意;
C.由由 知道,排开液体的体积为
因为物体是全部浸没,所以,圆柱体的体积V物=V排=8×10-4m3
C正确,不符合题意;
D.由公式G=mg知道,物体的质量
故物体的密度为
D正确,不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据物体的重力和进入液体中受到的拉力差计算浮力大小;根据物体的重力可以计算质量,利用浮力可以计算物体的体积,结合质量和体积的比值可以计算密度的大小。
2、【答案】B
【解析】【解答】A.在甲试管中,血液漂浮于硫酸铜溶液中,根据物体的沉浮条件可以判断得出,此时血液的密度应该小于甲试管中硫酸铜溶液的密度ρ甲,A不符合题意;
B.因为不同试管中血液的体积和密度相同,所以它们的质量相同,根据重力公式进一步可知它们的重力也相同,血液在甲试管中漂浮,在乙试管中悬浮,因为都处于平衡状态,浮力与重力相等,所以两种情况下所受到的浮力也相同,B选项正确;
C.在丙试管中的血液处于沉底的状态,受力分析可得
又根据阿基米德原理
所以
C不符合题意;
D.当物体密度与液体密度相同时,物体悬浮在液体之中,血液滴在乙中悬浮,故感染者血液的密度与ρ乙相同,当血液漂浮时,硫酸铜溶液的密度大于血液的密度,当血液沉底时,硫酸铜溶液的密度小于血液的密度,故可知
因为液面相平,根据液体压强公式
可知 ,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】当物体受到的浮力大于重力时,物体上浮直至漂浮;当物体受到的浮力小于重力时,物体会下沉直至沉底。
3、【答案】D
【解析】【解答】“奋斗者”号在海底最深处受到海水的压强
p=ρ水gh=103kg/m3×10N/kg×10909m=1.0909×108Pa,故A错误;
“奋斗者” 号从海面下潜到海底的过程,它排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮力=ρ水gV排可知,它受到的浮力不变,故B错误;
“奋斗者”号从海底返回前,抛掉压载金属片,可以减小自身重力,当浮力大于重力时,它就会上浮,故C错误;
“ 奋斗者”号从开始上浮至露出海面前,它排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮力=ρ水gV排可知,它受到的浮力不变;根据液体压强公式p=ρ水gh可知,它受到的压强不断减小,故D正确。
故选D。
【分析】(1)根据液体压强公式p=ρ水gh计算;
(2)根据阿基米德原理F浮力=ρ水gV排分析;
(3)根据浮沉条件分析判断。
(4)根据阿基米德原理F浮力=ρ水gV排分析浮力的变化,根据液体压强公式p=ρ水gh分析压强的变化。
4、【答案】A
【解析】【解答】A、同一密度计漂浮时浮力等于密度计的重力,根据F浮=ρ液gV排分析可知,液体密度越大排开液体的体积越小,密度计浸入液体的深度越小,说明密度计上的刻度值越靠近上端示数值越大,反之,越靠近下端数值越小,所以密度计自上往下,密度值越小,但是因为密度计的下端横截面积较大所以密度计越靠近下端,刻度线越密,所以刻度线不均匀,故A错误;
B、潜水艇是通过改变自身的重力来实现上浮下潜,故B正确;
C、丙图中,竖放与平放,金属块与海绵的受力面积减小,压强增大,故C正确;
D、丁图实验测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力和吸盘的面积算出大气压强值,故D正确。
故答案为:A
【分析】(1)液体密度越大,密度计浸入液体的体积越小;
(2)物体的浮沉取决于物体受到的重力和浮力大小;
(3)压力的作用效果与压力和受力面积的大小有关,压力越大,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(4)知道压力和受力面积,利用p=求压强。
5、【答案】B
【解析】【解答】A.木头漂浮,处于平衡态,故重力和浮力是平衡力,浮力等于重力,A不符合题意;
B.石头深度大,根据 可知,水对石头的压强比对鱼的大,B符合题意;
C.石头沉底,重力大于浮力,C不符合题意;
D.根据阿基米德原理,鱼受到了浮力等于它排开液体的重力,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】当物体受到的浮力大于重力时,物体上浮直至漂浮;当物体受到的浮力小于重力时,物体会下沉直至沉底。
6、【答案】C
【解析】【解答】A.根据液体压强公式p=ρgh可知,液体的密度不变时,深度越大,压强越大,核潜艇下潜时受到的压强变大,A不符合题意;
BCD.根据阿基米德原理
核潜艇下潜时,排开水的体积不变,受到的浮力不变,核潜艇露出水面上升的过程中,排开水的体积减小,受到的浮力减小,漂浮时受到的浮力等于排开海水的重力,BD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】A.根据液体压强公式p=ρgh可知,液体的密度不变时,深度越大,压强越大。
B.根据阿基米德原理 排开水的体积不变,受到的浮力不变。
C.排开水的体积减小,受到的浮力减小。
D.漂浮时受到的浮力等于排开海水的重力。
7、【答案】C
【解析】【解答】AD.因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,所以完全相同的小球在两杯中受到的浮力相等,都等于小球的重力,根据 可知,小球排开液体的质量相同,A、D不符合题意;
BC.由图可知,小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态,因为 时物体漂浮, 时物体悬浮,所以甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度,由于两杯中液面相平,根据 可知,甲杯底压强大于乙杯底压强,底面积相同,根据 可知,甲杯中所受液体的压力较大,B不符合题意、C符合题意。
故答案为:C。
【分析】物体在液体中漂浮和悬浮,首都的浮力等于物体的重力;浮力相同时,排开液体的体积越大,液体的密度越小;根据液体密度和深度,可以计算液体压强的大小。
8、【答案】B
【解析】【解答】A.阿基米德原理既适用于液体又适用于气体,因此浸在液体或气体中的物体都受浮力,A不符合题意;
B.浸在液体中的物体受到各个方向的压力,由于上下表面存在高度差,因此只有受到竖直向上的压力与竖直向下的压力无法抵消,即上下表面的压力差等于浮力,浸在液体中的物体受到的浮力就是液体对物体压力的合力,B符合题意;
C.浸在液体中的物体受到的浮力与液体的密度和排开液体的体积有关,C不符合题意;
D.浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关,与物体在液体上升和下降无关,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】浮力是物体受到的液体对物体竖直向上的力,浮力大小和液体密度、排开液体的体积有关。
9、【答案】B
【解析】【解答】A.将小铁块和小木块放入一盆水中,小铁块和小木块都会受到水的浮力作用,A不符合题意;
B.铁块沉入水底,是因为铁块受到的浮力小于它的重力,B符合题意;
CD.木块漂浮,所以木块受到的浮力等于木块的重力,铁块沉入水底,是因为铁块受到的浮力小于它的重力,但铁块的重力与木块的重力大小不知,所木块受到的浮力不一定大于铁块所受的浮力,CD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】漂浮的物体受到的浮力等于物体重力;沉底的物体受到的浮力小于重力。
10、【答案】D
【解析】【解答】A、锅铲手柄上刻有花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故A说法错误;
B、排气扇在工作时周边的空气流速大压强小,排气扇之外的地方压强大,在压强差的作用下进行换气的,故B说法错误;
C、磨刀石通过减小受力面积来增大压强,容易切肉,故C说法错误;
D、煮饺子时,饺子膨胀,排开液体体积变大,所受浮力增大,所以煮熟后浮力大于重力时会上浮,故D说法正确;
故答案为:D。
【分析】(1)增大摩擦力的方法:增大压力或增大接触面的粗糙程度;
(2)流速大的地方压强小;
(3)增大压强的方法:增大压力或减小受力面积;
(4)物体上浮时,浮力大于重力。
二、填空题
1、【答案】6.5×108;增大;小
【解析】【解答】由阿基米德原理可得,该航母满载时受到的浮力 舰载机着舰前后,航母始终漂浮,受到的浮力和自身的总重力相等,但舰载机着舰后,航母的总重力增大,所以航母受到的浮力将增大。舰母在航行时,两侧的护卫舰不能靠它太近,是因为护卫舰与航母间水的流速大、压强小,而护卫舰外侧水的流速小、压强大,向内的压强差会把两舰压向航母,容易发生相撞事故。
【分析】本题考查了学生对阿基米德原理、物体浮沉条件、流体压强和流速关系的了解和掌握,知道航母满载时排水量就是排开水的质量是本题的关键。
2、【答案】小;小;大
【解析】【解答】(1)同一个人在水面仰泳漂浮时比在水底潜泳时排开水的体积小,根据分析可知,ρg相同时,排开液体体积越大,所受到的浮力越大,所以仰泳漂浮所受到的浮力较小;
(2)河水出现漩涡时,漩涡边沿水的流速相对中心处的流速较小,压强较大,从而形成压力差,导致周边的物和人被“吸入”漩涡,发生危险。
【分析】(1)浮力大小的影响因素:液体的密度和排开液体的体积;
(2)流体流速大的地方压强大。
3、【答案】0.8×103;7
【解析】【解答】(1)由G=mg,得到长方体的质量为:
长方体的密度为:
根据物体浮沉条件,长方体在某种液体中悬浮状态时,液体的密度等于长方体的密度,即
(2)方体悬浮在液体中受力平衡,浮力等于重力,即:=G=8N,
浮力产生的原因是,
所以,=15N-8N=7N
【分析】(1)根据G=mg算出长方体的质量,由质量与密度关系算出长方体的密度,根据物体浮沉情况可以求出液体的密度;
(2)根据浮沉情况判断出长方体的浮力,再用公式算出长方体上表面所受液体压力的大小。
4、【答案】1×107;变大;不变
【解析】【解答】根据p=ρ液gh,当“蛟龙号”下潜至1000米深度时,该处海水的压强约为:p=ρ海水gh= kg/m3×10N/kg×1000m=1×107Pa;根据p=ρ液gh可知,同种液体中,深度越深压强越大.所以该潜水器从1000米深处继续下潜,受到的海水压强将变大;在下潜过程中,海水的密度不变,潜水器体积不变,则其排开海水的体积不变.根据p=ρ液gV排可知,受到的浮力将不变.
【分析】根据液体密度和深度计算压强;深度越深,液体压强越大;液体密度和排开的体积不变时,浮力大小不变。
5、【答案】8;上浮;5
【解析】【解答】由阿基米德原理可知,物体所受到的浮力等于所排开的液体所受的重力,所以物体受到的浮力为8N,由于浮力大于重力,放物后物体不能静止,而是会上浮,最后漂浮在水面上,浮力与重力相等为5N.
【分析】当物体受到的重力小于浮力,或物体的密度小于液体或气体的密度时,物体会上浮直至漂浮。
三、计算题
1、【答案】(1)解:由图可知, ,当物块完全浸没时,拉力 ,则完全浸没时的浮力为
答:物块受到的S浮力为2N;
(2)解:由 得,物块的体积
物块的质量
则物块的密度
答:物块的密度为5.6×103kg/m3;
(3)解:当金属块完全浸没时,容器底部增大的压力为
容器底部增加的压强为
答:当金属块完全浸没水中时,容器底部增加的压强为200Pa。
【解析】【分析】(1)结合乙图得出物体的重力和弹簧测力计的示数,根据称重法F浮=G-F示可知金属块完全浸没水中时,其受到的浮力。
(2)根据G=mg得出金属块的质量,根据F浮=ρgV排可知金属块完全浸没水中时排开水的体积,再根据ρ=可知该金属块的密度;
(3)先求得水面上升的高度,再根据p=ρ液gh得出容器底部增加的压强。
2、【答案】(1)由题意可知,木块的重力为G=mg=6kg×10N/kg=60N
木块漂浮,所以水对木块产生的浮力为F浮=G=60N
答:水对木块产生的浮力大小为60N;
(2)木块的底面积为S=600cm2=6×10-2m2
根据F浮=ρ水gV排可得,木块排开水的体积为
答:木块排开水的体积为6×10-3m3;
(3)水在木块下表面上产生的压强为p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1.0×103Pa
答:水在木块下表面上产生的压强为1.0×103Pa。
【解析】【分析】(1)当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力;
(2)结合物体受到的浮力,利用阿基米德原理的变形公式求解物体排开水的体积;
(3)求解液体内部的压强,利用公式p=ρgh,其中ρ是液体的密度,h是深度。
3、【答案】(1)解:石块所受的浮力
答:石块所受的浮力为 。
(2)解:①水深为
水对杯底的压强是
②玻璃杯质量
玻璃杯和水的总质量
玻璃杯和水的总重力
③因为玻璃杯在水平桌面上,所以压力
玻璃杯对桌面的压强
答:①水对杯底的压强是 Pa;
②玻璃杯和水的总重力是6N;
③玻璃杯对桌面的压强是 Pa。
【解析】【分析】(1)求解浮力的大小,可以利用称重法求解;
(2)求解液体内部的压强,利用公式p=ρgh,其中ρ是液体的密度,h是深度;结合物体的质量,利用公式G=mg求解物体的重力。
处在水平面上的物体,物体对底面的压力等于重力,结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强,其中F是压力,S是受力面积。
4、【答案】(1)解:受力分析图如图。
物体A所受浮力F浮=G+F=50N+30N=80N
答:物体A所受浮力的大小80N;
(2)解:水对容器底的压强
答:水对容器底的压强5000Pa;
(3)解:物体体积为
木块密度
若绳子断了,物体最终漂浮,浮力等于重力,即
解得
答:若绳子断了,物块最终露出水面的体积与总体积之比 。
【解析】【分析】(1)作重力的示意图,力的作用点在物体几何中心上,方向竖直向下,重力用字母G表示。
作浮力的示意图,力的作用点在物体几何中心上,方向竖直向上,用字母F浮表示浮力;
(2)求解液体内部的压强,利用公式p=ρgh,其中ρ是液体的密度,h是深度;
(3)结合物体受到的浮力,结合物体受到的浮力,利用阿基米德原理的变形公式求解物体排开水的体积。
5、【答案】(1)解:图甲木块下表面所处的深度
受到水的压强
答:图甲中水对木块下表面的压强为400Pa;
(2)解:木块受到的浮力
木块漂浮时,木块受到的浮力
木块的质量
答:长方体木块的质量为150g;
(3)解:根据
木块完全浸入排开水的体积与漂浮时排开水的体积比为
图乙中,木块浸没水中受到的浮力为
此时,木块受到竖直向上的浮力等于竖直向下的拉力加上竖直向下的重力,即
则细线对木块的拉力为
答:图乙中细线对木块的拉力为0.75N。
【解析】【分析】(1)求出图甲木块下表面所处的深度,再利用p=ρgh求下表面受到水的压强。
(2)利用阿基米德原理求木块受到的浮力,因木块漂浮时,木块受到的浮力等于木块重力,再利用G=mg求木块的质量。
(3)图乙中,木块排开水的体积等于漂浮时排开水的体积的5倍,则木块浸没水中受到的浮力等于漂浮时受到的浮力的5倍,此时,木块受到竖直向上的浮力等于细绳竖直向下的拉力加上竖直向下的重力,据此求细线对木块的拉力。
四、实验探究
1、【答案】(1)实验步骤:
①天平放在水平塔面上,游码归零,调节平衡螺母使天平横梁平衡;
②烧杯中放入适量水放在天平左盘,把柱体悬吊在细线下,竖直浸入天平左盘烧杯的水中,当柱体下部浸入水面到达A横线时(此时柱体不接触容器底和侧壁),记录天平平衡时的示数m1;
③继续缓慢浸入柱体,当B横线与水平面相平时(此时柱体不接触容器底和侧壁),记录天平平衡时的示数m2;
④用刻度尺测出A、B横线间的距离h。
(2)
【解析】【解答】(2)因为F浮 gV排,所以A、B之间的体积V排
所以金属柱体的横截面积为S
【分析】求解浮力的大小,可以利用称重法求解,结合物体受到的浮力,利用阿基米德原理的变形公式求解物体排开水的体积,除以浸在液体的深度计为横截面积的大小。