第十章 浮力
精准突破:
知识点一 浮 力
1.浮力定义:浸在液体(或气体)里的物体,受到液体(或气体)向上托的力叫浮力。
2.浮力的测量方法:
先用弹簧测力计在空气中测出物体重G,再用弹簧测力计测出物体浸在液体中的重 G ,弹簧测力计两次示数的差就是浸在液体中的物体所受的浮力大小,即 F浮=_______________。
3.浮力产生的原因根据液体压强的特点可知,物体下表面受到的液体向上的压力比上表面受到向下的压力__________,这就是物体受到浮力的原因,即_______________________,可见浮力并不是一种新的性质的力。
知识点二 阿基米德原理
1.阿基米德原理 ,这就是著名的阿基米德原理。
2.公式:F浮=G排;推导公式:F浮= 。
3.适用范围:适用于液体和气体。
课中巩固:
一、单选题
1.壮乡“三月三”俗称“歌圩节”,当天,饮州的人们会登上游船,在铁江举行山歌对唱。小明发现当人们登上游船后,船会下沉一些,那么( )
A.游船的重力将会减小 B.船排开水的体积增大
C.水对船的浮力将减小 D.水对船的浮力将不变
2.如图所示,装有石块的小船浮在水面上时所受浮力为10N,当把石块投入水中后,石块所受浮力为2N,池底对石块的支持力为3N,下列判断中不正确的是( )
A.空船所受浮力为5N B.池底所受的压力不变
C.石块所受重力等于5N D.船排开水的体积减小了8×104m3
3.如图是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验。乙、丙图中的烧杯装有等体积的水和盐水。实验甲、乙和丙中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、3.0N和2.9N,薄壁烧杯底面积100cm2。则下列结论正确的是( )
A.乙图中物体所受浮力为1.1N
B.丙图中盐水的密度为1.2×103kg/m3
C.乙图中物体浸没后,水对烧杯底部的压强比原来增大了100Pa
D.丙图中烧杯对桌子的压力比图乙中烧杯对桌子的压力大0.1N
4.如图甲所示是小华研究弹簧测力计的示数F与正方体金属块A下表面离液面的距离h的关系实验装置,用弹簧测力计提着金属块A,使其缓慢浸入液体中(液体未溢出),得到F与h的关系图像如图乙所示,则金属块A一半浸在液体中受到的浮力和金属块A的密度分别为( )
A.4N,2.5×103kg/m3 B.2N,2.5×103kg/m3
C.4N,8.0×103kg/m3 D.2N,8.0×103kg/m3
5.如果把远洋轮船想象成一个巨大的液体密度计,下列有关远洋轮船体上的国际航行载重线(如图所示)的表述中,正确的是
A.FW表示冬季轮船在海水中航行时的吃水线
B.FW表示夏季轮船在海水中航行时的吃水线
C.S 表示夏季轮船在海水中航行时的吃水线
D.W表示冬季轮船在淡水中航行时的吃水线
6.一个物体放入某种液体中静止时处于悬浮状态,当把该物体切成大小不等的两块后,大的占70%,再把它们投入到原来的液体中,则下列说法正确的是( )
A.大块的下沉,小块的上浮 B.大筷的上浮,小块的下沉
C.大块的悬浮,小块的悬浮 D.条件不足,无法判断
7.如图所示,将相同的长方体木块分别放在甲、乙、丙三个容器中,乙、丙中的木块用细线拴于容器底,木块受到的浮力分别是F甲、F乙、F丙,则( )
A.F甲<F乙<F丙 B.F甲=F乙<F丙
C.F甲<F乙=F丙 D.F甲=F乙=F丙
8.某学习小组自制“浮力秤”,用来称量物体的质量,如图所示。浮力秤由浮体和外筒构成,浮体包括秤和高度为、底面积为的圆柱体(圆柱体包含底部的固定物P,它的作用是能让浮体直立漂浮在水中),浮体总质量为。外筒是足够高的、底面积为的圆柱形玻璃容器,容器壁厚度可忽略不计。现向外筒中加入适量水,浮体直立漂浮在水面上,将被称物体放在秤盘上,测出浮体的圆柱体没入水中的深度就可以“称”出物体的质量,水的密度为,下列说法中正确的是( )
A.当秤盘上不放物体时,浮体的圆柱体浸入水中的深度h是
B.若将一个物体放到秤盘中,静止时圆柱体露出水面,该物体的质量是
C.要使此“浮力秤”能够达到最大称量值,使用前应在外筒中至少加入水的质量为
D.如果改用盐水可以减小“浮力秤”的量程
9.如图,小瓷碗可以漂浮在容器内的水面上,也可以倾斜后沉人水底,下列说法正确的是( )
A.碗沉入水底时比漂浮时所受的浮力变小了
B.小瓷碗刚开始漂浮时受到的浮力略大于它排开的水受到的重力
C.小瓷碗能沉人水底是因为它倾斜后的重力变大了
D.碗沉入水底时比漂浮时容器底部受到水的压强变大了
10.如图,将一重5N的圆柱体挂在弹簧测力计下,将圆柱体的一半浸入水中,测力计的示数为3N,则圆柱体的底部受到水的压力为( )
A.0 B.2N C.3N D.5N
二、填空题
11.由我国自主研制的国产航母002舰,已于2017年4月26日下水,舰长302m(全长)、281m(水线)、舰宽70.5m、吃水10.5m,标准排水量5.5万吨、 满载排水量6.7万吨,下水后,船底受到水的压强为 标准情况下,航母受到的浮 (ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。
12.如图所示,A、B两物块以不同方式组合静止在甲、乙两种液体中,由此可判断ρ甲 ρ乙;若A物块在两种液体中受到的浮力分别为F甲、F乙,则F甲 F乙;若B物块在两种液体中受到A物块的支持力和细线的拉力分别为F′甲、F′乙,则F′甲 F′乙。(选填“>”、“=”或“<”)
13.将一个新鲜的鸡蛋分别浸入水和浓盐水中,静止后如图所示,则鸡蛋在两液体中的浮力关系是F甲 F乙,若鸡蛋的质量为50g,则鸡蛋在乙杯盐水中所受到的浮力为 N.
14.一金属块在空气中称重29N,把它全部浸没在水中称弹簧测力计的示数为18N,则该金属块受到的浮力是 N,方向是 ,排开水的重力是 N。
15.在弹簧测力计下挂一正方体(如图甲所示),从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,图乙所示是正方体下降过程中弹簧测力计读数F随正方体下降高度h变化的图像。(g取10N/kg,不考虑水位变化)则正方体浸没在水中时受到的浮力是 N;正方体刚浸没在水中时,底部受到的水的压强为 Pa;该正方体的密度为 kg/m3。
三、实验题
16.受阿基米德辨别真假皇冠故事的启发,实验小组的同学设计了一个测量金属皇冠模型密度的实验,如图甲皇冠模型的质量约为600g,同学们想:若能测出模型所受重力G,再测出模型浸没在水中所受的浮力F浮,已知水的密度ρ水,就可以根据求出模型密度ρ模。
(1)请证明式子成立。
① ;
② ;
③ ;
(2)现有足量的水和图乙中的各种可选的器材,要利用测出模型的密度,根据实验要求从器材A、B、C、D、E、F中选择实验所必须的器材,并写出测模型密度的实验步骤及所需记录的数据
①选择的器材(从图乙A、B、C、D、E、F中选择): ;
②实验步骤及需要记录的数据:
A先用弹簧测力计测出模型的 ,记作 ;
B将水槽中倒入适量的水,将模型悬挂在弹簧测力计上,再将模型 在水中,待示数稳定后记录下此时弹簧测力计的读数 ;
③模型的密度可以表示为:ρ模= 。
17.如图是探究“浮力大小与哪些因素有关”实验中,小明测出物块重力后,再将物块缓慢匀速浸没在液体中,测力计示数如图乙、丙所示.
(1)物块A受到的重力是 N;
(2)分析甲、乙、丙三图,说明浮力的大小与 有关.在图乙中,把物块A浸没在水中后,水对烧杯底部的压力增加了 N;
(3)在实验过程中,小明想到,如果在弹簧测力计1.6N的位置表上水的密度,在图丙中测力计指针所在位置处标上盐水的密度,再把该物质分别浸没在密度不同的液体中,按照上述方法分别标上密度值,就可以吧弹簧测力计改成一个密度秤,该密度称的最大密度值应该是 kg/m3.用该密度称测量该液体密度时,若物块没有完全浸没,而是有一部分体积漏出液面(物块不接触容器底部),则所测出的液体密度值会 (选填“偏大”或“偏小”).
四、计算题
18.一边长为10 cm的正方体物块,用细线系在底面积为200 cm2的圆柱形容器底部,向容器内加水,物块上浮,被拉直后的细线长10 cm。如图所示,当物块刚好浸没时,停止注水,此时细线拉力为4 N; 求:
(1)物块刚好浸没时所受浮力的大小
(2)物块的密度
(3)剪断细线,使物块上浮直至漂浮,物块漂浮时,水对容器底部的压强
19.如图所示,一圆柱形容器放在水平面上,容器底部有一个可开闭的阀门,容器内装有30cm深的水。再将重25N,边长为10cm的正方体M(不吸水)用上端固定的细线悬挂着浸在水中,物体静止时,有的体积浸入水中;细绳能够承受的最大拉力为20N,打开阀门,当细绳断的瞬间,立刻关闭阀门。水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)没有放入物体时,水对容器底的压强;
(2)物体浸入水中时,物体受到的浮力;
(3)从开始放水到细线断,水面下降的高度。
五、作图题
20.请在图中画出小球在水中悬浮时,所受力的示意图。
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试卷第2页,共8页
参考答案:
1.B
2.D
3.C
4.B
5.C
6.C
7.A
8.C
9.A
10.B
11. 1.05×105 Pa 5.5×108N
12. > > >
13. < 0.5
14. 11 竖直向上 11
15. 8 400 1.5×103
16. G模型=ρ模型gV模型 F浮=ρ水gV模型 B、F 重力 G 浸没 F示
17. 2. 6 液体的密度 1 2.6×103 偏小
18.(1)10N;(2);(3)1800pa
19.(1)3000Pa;(2)8N;(3)3cm
20.
答案第1页,共2页
答案第1页,共1页
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