鲁科版(五四制)八年级物理下册第八章浮力专题测试
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、把一个小球放入盛满某种液体的溢水杯中,小球沉在杯底,从杯中溢出 1000g 液体,则小 球所受浮力( )
A.大于 10N B.小于 10N C.等于 10N D.无法判断
3、在探究“物体浮力的大小跟它排开液体的重力的关系”实验时,具体设计的实验操作步骤的图甲、乙、丙和丁所示,为方便操作和减小测量误差,最合理的操作步骤应该是( )
A.甲、乙、丙、丁 B.丁、甲、乙、丙
C.乙、甲、丁、丙 D.乙、甲、丙、丁
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、在防控疫情“停课不停学”期间,小明同学在家做实验,他把一枚鸡蛋放在一个透明玻璃杯中,加入清水后发现鸡蛋沉在杯底(如图甲);他向水里加盐并搅拌最后鸡蛋漂浮(如图乙)。下列关于甲乙两种状态的说法正确的是( )
A.鸡蛋排开液体的体积甲小于乙
B.鸡蛋排开液体的质量甲小于乙
C.玻璃杯对桌面的压力甲大于乙
D.乙图中鸡蛋受到的浮力大于鸡蛋的重力
6、如图所示,质量相等的甲、乙两个实心正方体物块分别竖直悬浮在水中和漂浮在水面,下列说法中正确的是( )
A.甲物体的密度小于乙物体的密度
B.甲物体受到的浮力小于乙物体受到的浮力
C.水对甲下表面的压强等于水对乙下表面的压强
D.甲物体排开水的质量等于乙物体排开水的质量
7、学习浮力时,老师组织同学们进行了以下体验活动:将一个密闭的圆柱形空筒放在装有水的深桶中,如图所示用手试着慢慢把它竖直压入水中,体会手的感受;空筒全部没入水中后,继续试着把它压向桶底,体会手的感受。根据活动中的感受,大家提出了以下四个问题。其中最有探究价值且易于探究的科学问题是( )
A.手的感受与物体所受到的浮力大小有什么关系
B.浮力的大小与浸入液体的物体形状有什么关系
C.浮力的大小与物体排开液体的体积有什么关系
D.浮力的大小与物体浸入液体的深度有什么关系
8、有一个重为10N的空心金属球,用弹簧测力计吊着完全浸没在一种密度为ρ1的液体中,此时弹簧测力计的示数为空心金属球重力的;如图所示的另一容器,其上、下部的横截面积之比S1:S2=1:4,里面盛有密度为ρ2的另一种液体,ρ1:ρ2=2:5,若把空心金属球放到这个容器的液体中待其静止后(容器足够大),那么( )
A.空心金属球在ρ1的液体中受到的浮力是2N
B.空心金属球在ρ2的液体中受到的浮力是8N
C.空心金属球在ρ2的液体中时,液体对容器底部增加的压力是40N
D.空心金属球在ρ2的液体中时,液体对容器底部增加的压强是4000Pa
9、等体积的木球A和铁球B被细线系住,浸没在水中,如图所示,下列说法正确的是( )
A.两球均处于悬浮状态
B.两球所受的浮力相等
C.木球可能空心,铁球一定实心
D.剪断细绳后,水对容器底部的压强不变
10、小华将一个新鲜鸡蛋放入装有适量水的玻璃杯中,鸡蛋沉入杯底,若向杯中逐渐加盐并搅拌均匀,下列分析正确的是( )
A.鸡蛋所受浮力不变 B.杯底所受压强不变
C.杯底所受压力不变 D.鸡蛋所受重力不变
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、一个重7.9N的铁球,当它浸没在水中时,排开水的体积是 m3;受到的浮力是 N(ρ铁=7.9×103kg/m3,g=10N/kg)
2、我国人民在生产、生活的实践中形成了一批具有物理意义的成语。例如:成语“如坐针毡”反映针尖所产生的压强很 ;成语“冰山一角”是指冰山藏在水面下的体积很 ;成语“轻如鸿毛”表明鸿毛的密度很 。(均选填“大”或“小”)
3、如右上图所示,将一铁块慢慢提起离开水面的过程中,铁块所受浮力的变化情况是
(选填“增大”、“不变”或“减小”);若某时刻h=5cm,铁块的底面积以1.0×10-2m2计,则铁块下底面受到水的压强是 Pa,此时铁块受到的浮力大小是 N.(取g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
4、如图,先将溢水杯装满水,然后用测力计拉着重为3N、体积为100cm3的石块,缓慢浸没在水中,溢出的水全部收集到小空桶中,桶中水重为 N,石块静止时,测力计示数为 N,石块密度为 kg/m3(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)。
5、如图所示,这是我国自主研发的第一艘001A型航空母舰,它满载时浸入海水中的体积为6.5×104m3,舰底距水面9m,航空母舰满载所受浮力为 N,舰底受到海水压强为 Pa(ρ海水=1.03×103kg/m3)。
三、计算题(5小题,每小题8分,共计40分)
1、如图所示,弹簧测力计的秤钩上挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降,使其逐渐浸没入水中至某一深度处。下图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像。(已知 ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg )求:
(1)圆柱体的质量;
(2)圆柱体浸没时受到的浮力;
(3)圆柱体的密度。
2、如图所示放在水平面上装满水的一溢水杯,水深为20cm。弹簧测力计挂着重为10N的物块。现将物块浸没在装满水的溢水杯中,静止后溢出水的质量为0.4kg(g取10N/kg)。求:
(1)水对溢水杯底的压强;
(2)弹簧测力计的示数;
(3)物体的密度。
3、如图所示,底面积为25 cm2圆柱形容器内盛有水,将一个体积为1×10-4m3、重力为0.6N的实心小球用一根细线固定在水中,已知 ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,求:
(1)小球浸没在水中时受到的浮力;
(2)细线对小球的拉力;
(3)剪断细线后,容器内水面上升还是下降,变化的高度是多少。
4、如图甲所示,水平桌面上有一底面积为 5.0 10-3 m2的圆柱形容器,容器中装有一定量的水,现将一个体积 5.0 10-5 m3的物块放入容器中,物块漂浮在水面上,浸入水中的体积为 4.0 10-5 m3。求:
(1)物块受到的浮力;
(2)物块的质量;
(3)如图乙所示,用力 F 缓慢向下压物块,使其恰好完全浸没在水中。力F大小为多少?
5、如图所示,一个实心小球,质量是51g,放入盛满水的容器中,沉入水底,溢出了0.5 N的水。(g取10 N/kg)求:
(1)小球受的重力?
(2)小球的体积?
(3)现在将小球放入密度为1.05×103 kg/m3的盐水中,小球在盐水中静止时,受到的浮力是多少?
四、实验探究(1小题,每小题10分,共计10分)
1、小陶子在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,做了如图所示的实验,请你根据他的实验探究回答下列问题:(已知物体A的底面积为20cm2)
(1)步骤A所示弹簧测力计的示数为 N;
(2)用弹簧测力计挂着物体缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E所示(液体均未溢出),观察并记录测力计的示数。在实验步骤C中物体所受浮力F浮= N。
(3)分析实验步骤A、B、C、D,可以说明浮力大小跟 有关;分析实验步骤A、C、E,可以说明浮力大小跟 有关。
(4)他还根据相关数据算出了步骤B中物体下表面受到水的压力是 N,步骤E中盐水的密度是 kg/m3。
(5)小陶子还想利用一个密度为0.9g/cm3的小球来测量某液体的密度,具体方法如下:
① 取一个容积为100mL的空烧杯,并放入小球;
②在烧杯中缓慢倒入密度为0.8g/cm3酒精,发现倒入32g的酒精后,恰好将烧杯装满;
③取出小球,擦干表面的酒精,并将烧杯中的酒精倒掉,擦干烧杯再次放入小球,然后缓慢倒入某液体,发现倒入56g的该液体恰好将烧杯装满。则:
该小球在该液体中的状态是 (选填“沉底”、“悬浮”或“漂浮”),小球的质量是 g,此该液体的密度是 g/cm3。
-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】C
【解析】【解答】根据阿基米德原理分析解答。
【分析】根据阿基米德原理可知,小球受到的浮力等于它排开液体受到的重力,即F浮=G排=m排g=1kg×10N/kg=10N,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
3、【答案】B
【解析】【解答】此实验中,为方便操作和减小测量误差,合理的实验顺序是:
丁、测出空桶所受的重力,再把空桶置于溢水杯口的正下方;
甲、用弹簧测力计测出物体所受的重力;
乙、用弹簧测力计吊着物体浸没在装满水的溢水杯中,读出此时弹簧测力计的示数;
丙、测出桶和排开水所受的总重力。
故答案为:B。
【分析】探究物体受到浮力和排开液体重力关系时,先测量空桶和物体的重力,再测量物体进入液体中的拉力,结合物体的重力和拉力计算浮力,再判断浮力和排开液体重力的关系。
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.鸡蛋在甲中沉入水底,则 ;在图乙中漂浮,则 ;所以鸡蛋排开液体的体积甲大于乙,A不符合题意;
BD.鸡蛋在甲中沉入水底,则 ;在图乙中漂浮,则 ;所以鸡蛋受到的浮力 ,因为阿基米德原理
所以鸡蛋排开液体的质量甲小于乙,B符合题意,D不符合题意;
C.加盐后,水的密度变大,则水的质量变大,重力变大,因为玻璃杯对桌面的压力等于玻璃杯、玻璃杯内液体和鸡蛋的总重力,所以玻璃杯对桌面的压力甲小于乙,C不符合题意。
故答案为:B。
【分析】排开液体的体积相同,液体密度越大,受到的浮力越大,排开液体的质量越大。
6、【答案】D
【解析】【解答】A.由题意得,两正方块物体都是实心的,且其质量相等,由图可知,甲悬浮在水中,则甲的密度等于水的密度,乙漂浮在水面,则乙的密度小于水的密度,所以加的密度大于乙的密度,A不符合题意;
B.甲、乙两实心正方体物块分别悬浮、漂浮在水里,根据悬浮和漂浮条件可知,F浮甲=G甲,F浮乙=G乙
由于两球质量相等,故重力相等,所以浮力相等,B不符合题意;
C.由图可知,甲下表面所处得深度大于乙下表面所处得深度,根据
可得,水对物体下表面的压强为p甲>p乙
C不符合题意;
D.由前面解析可知,甲乙受到的浮力相等,根据阿基米德原理F浮=G排=m排g
可知,甲物体排开水的质量等于乙物体排开水的质量,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积,液体密度越大,排开液体的体积越大,那么物体受到的浮力就越大。当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力。
7、【答案】C
【解析】【解答】由阿基米德原理可知:物体在液体中受到浮力的大小,与液体的密度和排开液体的体积有关,由于深桶中装有水,则液体的密度一定,据此可以得出最有探究价值且易于探究的科学问题是研究浮力的大小与物体排开液体的体积有什么关系,ABD不符合题意;C符合题意。
故答案为:C。
【分析】在液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大。
8、【答案】C
【解析】【解答】A.空心金属球完全浸入一种密度为ρ1的液体中,则球排开液体的体积V排1=V,根据称重法可知,金属球受到的浮力
A不符合题意;
B.由阿基米德原理可知可知,物体的体积为
已知,ρ1:ρ2=2:5,则
若把金属球浸没放入第二种液体时,它受到的浮力
由此可见,金属球静止时将浮在液面上,它受到的浮力
B不符合题意;
C.此时排开ρ2液体的体积
则液面上升的高度
放入金属球后,液体对容器底部增加的压强
由得,放入金属球后,容器底部所受液体的压力增大量为
C符合题意;
D.由于容器的底面积未知,则压强的增加量无法计算,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据称重法求出空心金属球完全浸入一种密度为ρ1的液体中受到的浮力;根据阿基米德原理求出金属球的体积;当若把空心金属球放到ρ2的液体中,根据浸没时金属球受到浮力与重力的大小判断出浸入第二种液体时金属球所处的状态,然后根据物体的浮沉条件和阿基米德原理求出金属球排开的液体体积,再求出由于金属球的浸入液面上升的高度,由液体压强公式求出液体压强的增加量,然后由压强公式的变形公式求出容器底所受液体压力的增加量;由于容器的底面积未知,则压强的增加量无法计算。
9、【答案】B
【解析】【解答】A.通过图中被拉直的绳子可判断,木球A可能受到竖直向下的重力与绳子的拉力和竖直向上的浮力,此时木球A受到的浮力大于重力;铁球B可能受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力与绳子的拉力,此时铁球B受到的浮力小于重力;因此两球可能均不处于悬浮状态,A不符合题意;
B.由题可知,A、B两球体积相等并完全浸没在水中,根据阿基米德原理可知,A、B两球在水中所受浮力相等,B符合题意;
C.只要木球A的浮力大于等于重力,铁球B的浮力小于等于重力,都能呈现如图的状态,所以无法判断两球是否空心,C不符合题意;
D.由于木头的密度小于水的密度,所以剪断绳子后,木球最终会漂浮在水面,排开水的体积小于浸没时,使水面下降,深度减小,由
p=ρgh
可知,水对容器底部的压强会减小,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积,液体密度越大,排开液体的体积越大,那么物体受到的浮力就越大。
10、【答案】D
【解析】【解答】A.向杯中逐渐加盐,水的密度增大,当水的密度大于鸡蛋密度时,鸡蛋会上浮,所以鸡蛋受到的浮力是变化的,A不符合题意;
B.由于液体密度变大,杯底受到的液体压强是变大的,B不符合题意;
C.水的密度增大,体积不变,质量增大,对杯底的压力变大,C不符合题意;
D.鸡蛋的质量不变,重力也不变,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】结合物体排开液体的体积,利用阿基米德原理F浮=ρ液gV排求解物体受到的浮力;液体压强的计算公式为p=ρgh,ρ是液体的密度,h是深度,通过公式可以看出,液体的压强大小与液体的密度和深度有关。
二、填空题
1、【答案】10-4;1
【解析】【解答】由 得,铁球的质量为
当它浸没在水中时,排开水的体积
铁球受到的浮力
【分析】阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积。
2、【答案】大;大;小
【解析】【解答】根据压强公式 可知,成语“如坐针毡”反映针尖所产生的压强很大。成语“冰山一角”是指冰山藏在水面下的体积很大,露出来的体积很小。成语“轻如鸿毛”表明鸿毛的密度很小,单位体积的羽毛质量小。
【分析】压力一定时,减小受力面积可以增大压强;冰的密度稍小于水的密度,漂浮时,露出体积较小;密度较小的物体,体积一定时,质量较小。
3、【答案】减小;500;5
【解析】【解答】铁块排开水的体积逐渐减小,由根据公式F浮=ρgV排可知浮力逐渐减小.下表面所受压强:P=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa.
铁块所受浮力:F浮=ρgV排=1000kg/m3×10N/kg×1.0×10-2m3×0.05m=5N.
【分析】根据液体密度、排开液体的体积可以计算浮力的大小;利用液体密度、深度可以计算液体压强大小。
4、【答案】1;2;3×103
【解析】【解答】石块浸没在水中后,排开水的体积等于石块的体积,为100cm3,则排开的水重为
石块静止后,受到的浮力等于被排开的水的重力,测力计的示数为
石块的密度为
【分析】根据物体的质量计算重力;利用物体的重力计算质量,根据质量和体积的比值, 计算密度。
5、【答案】6.695×108;9.27×104
【解析】【解答】 航空母舰满载所受浮力为;
舰底受到海水压强为
【分析】本题考查阿基米德原理和液体压强计算,直接代入公式计算即可。
三、计算题
1、【答案】(1)由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,弹簧测力计的示数等于物体重力的大小,即圆柱体的质量为
答:圆柱体的重力为12N;
(2)从h=7cm开始,弹簧测力计示数F拉不变,说明此时圆柱体已经浸没在煤油中,则圆柱体浸没时受到的浮力为F浮=G-F拉=12N-4N=8N
答:圆柱体浸没时受的浮力为8N
(3)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,由F浮=ρ液V排g得,圆柱体的体积为
所以圆柱体的密度
答:圆柱体的密度为 。
【解析】【分析】(1)根据物体的重力可以计算质量的大小;
(2)利用物体的重力和进入液体中测力计的拉力差,计算浮力的大小;
(3)根据浮力和液体密度,可以计算排开液体的体积,利用质量和体积的比值计算密度。
2、【答案】(1)解:水对溢水杯底的压强:P=ρgh=1×103kg/m3×10 N/kg×0.2m=2×103Pa
(2)解:物块受到的浮力为:F浮=G排=m排g= 0.4 kg×10 N/kg=4N
弹簧测力计的示数:F=G物-F浮=10 N-4N=6N
(3)解:物体的密度:V物=V排= =4×10-4m3
ρ物= =2.5×103kg/m3
【解析】【分析】(1)液体对容器底的压强利用公式P=ρgh进行计算;
(2)根据阿基米德原理公式可知F浮=G排=m排g,计算物体浸没在水中所受的浮力,对物体进行受力分析,受到竖直向上的拉力和浮力以及竖直向下的重力,可知弹簧测力计的示数F拉=G-F浮;
(3)物体浸没在水中时,排开液体的体积等于物体的体积,根据F浮=ρ液gV排变形计算出物体的体积;已知物体的重力,根据G=mg计算出物体的质量,代入密度公式计算出物体的密度。
3、【答案】(1)解:小球浸没在水中时,排开水的体积等于小球的体积,那么小球受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=1N
答:小球浸没在水中时受到的浮力为1N;
(2)小球被细线拉着浸没在水中受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和拉力作用处于静止状态,所以拉力F=F浮-G=1N-0.6N=0.4N
答:细线对小球的拉力为0.4N;
(3)因为小球浸没在水中时,所受的浮力大于重力,小球会上浮,漂浮在水面时,排开水的体积变小,则容器内水面会下降。此时,小球所受的浮力F浮1=G=0.6N
排开水的体积
小球由浸没到漂浮,体积的变化量 V=V排-V排1=1×10-4m3-0.6×10-4m3=0.4×10-4m3
那么水面高度的变化量
答:剪断细线后,容器内水面下降,变化高度是1.6cm。
【解析】【分析】(1)阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积;
(2)结合物体的重力和拉力求解浮力大小;
(3)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,除以容器的横截面积求解深度的变化。
4、【答案】(1)物块漂浮在水面上,浸入水中的体积为 4.0 10-5m3,可知排开水的体积
物体受到的浮力
答:物块受到的浮力大小为0.4N;
(2)由于物块漂浮在水面上,浮力与重力相等,则物块的重力
则物体的质量
答:物块的质量为0.04kg;
(3)物块使其恰好完全浸没在水中,排开水的体积变化
对物体进行受力分析得
答:F的大小为0.1N。
【解析】【分析】(1)阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积。
(2)结合物体的重力和g,相除求解物体的质量;
(3)求解浮力的大小,可以利用称重法求解。
5、【答案】(1)解:小球的重力是G=mg=0.051kg×10N/kg=0.51N
答:小球受的重力是0.51 N;
(2)解:根据阿基米德原理知道F浮=G排=ρ水gV
所以小球的体积是
答:小球的体积是5×10-5 m3
(3)解:小球的密度是
因为ρ<ρ盐水
所以小球在盐水中处于漂浮状态,受到的浮力是F浮′=G=0.51N
答:小球在盐水中静止时,受到的浮力是0.51 N。
【解析】【分析】(1)根据质量计算重力;
(2)利用浮力和液体密度,可以计算排开液体的体积;
(3)根据物体的质量和体积的比值,计算密度。
四、实验探究
1、【答案】(1)8
(2)2
(3)排开液体的体积;液体密度
(4)1;1.2×103
(5)漂浮;54;1.1
【解析】【解答】(1)先观察弹簧测力计测力计的分度值为0.4N,再去读出示数:8N。
(2)在步骤C中,物体处于完全浸没状态,弹簧测力计的示数是重力G减去浮力F浮 ,
即F浮=G-F=8N-6N=2N。
(3)从步骤A、B、C中,我们可以看到,随着物体排开液体的体积越大,所受浮力越大,且根据步骤C、D,物体排开液体的体积不变,所受的浮力也不变,得到结论是:
液体密度一定,物体排开液体的体积越大,浮力越大。根据步骤A、C、E,物体排开的液体的体积相同,但液体的密度不同,所受的浮力也不同,说明浮力大小与液体的密度有关。
(4)根据浮力的本质,步骤B中物体下表面受到水的压力,等于所受浮力的大小,即F=F浮B=8N-7N=1N。在步骤C中,物体受到的浮力F浮=2N,在步骤E中,物体受到的浮力F浮E=G-FE=8N-5.6N=2.4N,物体排开盐水的体积等于自身的体积,所以V排不变,根据阿基米德原理,可得盐水的密度为。
(5)由①与②可知,倒入32g酒精的体积为,则小球体积为100-40=60cm3,小球质量为。在步骤③中,首先假设小球完全浸没,则此时液体的体积为40cm3,则此状态下液体的密度为,因此小球不可能被浸没,小球为漂浮状态,此时小球所受的浮力等于重力,则根据阿基米德原理,有。液体的体积为V液=100-V排,代入密度公式,可得,解得。
【分析】(1)先找出弹簧测力计的分度值,根再据指针读出相应的刻度;
(2)用称重法求出浮力的大小;
(3)使用控制变量法,找出不变量和变量,确定浮力大小与变量之间的关系;
(4)由浮力产生的原因可知步骤B中物体下表面受到水的压力;在步骤E和F中,根据木块排开液体的体积不变(等于自身的体积)列式子,求出液体密度;
(5)已知酒精的质量和密度,求出酒精体积,进而求出小球的体积和质量;假设小球恳浮或沉底,根据液体的体积求液体的密度,然后根据浮沉条件分析小球的状态;。