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1.3 水的浮力(第1课时) 分层练习
科学观念:了解浮力的普遍存在;知道浮力方向;了解液体和气体都有浮力作用;会用称重法测量浮力大小。
科学思维:理解液体和气体中浮力的存在;会运用受力分析法来获得测量浮力的方法。
探究实践:通过实验探究,体验浮力的存在,知道测量浮力的简单方法。
态度责任:初步了解科学在现实生活中的应用,树立科学知识服务于社会的观念。
01 浮力的理解
1.(2023八上·义乌月考)以下情景中没有受到浮力的物体是( )
A.邀游的“天宫一号” B.航行的“辽宁号” C.天空中的飞机 D.上升的热气球
【答案】A
【解析】【分析】根据浮力产生的原因分析判断。
【解答】A.邀游的“天宫一号”,由于周围没有空气或液体,因此它不受浮力,故A符合题意;
B.航行的“辽宁号”,它受到的浮力与重力相互平衡,故B不合题意;
C.天空中的飞机,它的周围存在空气,肯定会受到浮力,故C不合题意;
D.上升的热气球,它的周围存在空气,肯定会受到浮力,故D不合题意。
故选A。
2.(2023八上·瑞安期中)如图,一条小鱼在水中游动。下列能正确表示该小鱼所受浮力方向的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】【分析】 浸在流体内的物体受到流体竖直向上的作用力叫作浮力,与重力的方向相反。浮力指物体浸没在流体(液体和气体)中,各表面受流体压力的差(流体对物体的作用力的合力)。
【解答】浮力的方向始终是竖直向上的;所以D正确
故答案为:D.
3.(2023八上·长兴期末)科学课上,老师将装满水的水槽放在斜面上,用细绳一端牵着浸没在水中的乒乓球(细绳的重力忽略不计),细绳的另一端固定在水槽底部,静止后乒乓球的状态最接近下图中的( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】B
【解析】【分析】根据浮力的方向判断。
【解答】浸入液体中的物体受到浮力的方向为竖直向上、始终与水平面垂直,不是垂直于斜面,B正确。
故答案为:B
02 浮力的产生原因
1.如图,取一个瓶口内径略小于乒乓球直径的饮料瓶,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。若用手堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来。根据上述实验现象可以推测( )。
A.液体对容器侧壁有压力
B.液体压强大小与深度有关
C.物体在空气中也会受到浮力作用
D.物体在液体中受到浮力是由于下表面压力大于上表面压力
【答案】D
【解析】【分析】根据浮力产生的原因判断。
【解答】手没有堵住瓶口时,乒乓球上表面受到向下的压力,而下表面没有水,没有受到向上的压力。当用手堵住瓶口时,乒乓球的下表面有水,且水的深度大于上表面水的深度,那么下表面受到水的压力大于上表面压力,于是产生了向上的浮力,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
2.(2023八上·余姚期中)如图所示,A和B是自由移动的物体,C和D是容器本身凸起的一部分,现在往容器中注入一些水,四个物体位置如图所示,则没有受到浮力的是( )
A.物体A B.物体B C.C部分 D.D部分
【答案】C
【解析】【分析】根据浮力产生的原因分析判断。
【解答】浸在液体里的物体受到的浮力,等于物体上下两个表面的压力差。根据图片可知,A上表面压力为零,下表面压力不为零,则A受到浮力。B、D的上下两个表面都受到液体压力,因此二者都受浮力。C的上表面有压力,而下面没有液体即没有压力,因此C不受浮力。
故选C。
3.(2023八上·镇海期中)如图所示,一个塑料小球堵在一个水池的出口处,水无法排出,则该小球( )
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.无法判断是否受水的浮力
【答案】C
【解析】【分析】浮力形成的原因:浸入液体中的物体上表面与下表面受到的压强不同,受到的压力也不同,下表面的压力大于上表面的压力,浮力即为上下表面的压力差
【解答】从图中可以看出小球下表面没有水,上表面有水,因此小球不受水的浮力,但上表面受到水对它的压力,故C正确,A、B、D错误。
故答案为:C
03 称重法求浮力
1.(2023八上·镇海期末)如图所示,弹簧测力计下面挂一实心圆柱体,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(其底面始终与水面平行),使其逐渐浸没入水中某一深处。如图是整个过程中,弹簧测力计的示数F与圆柱体下降距离h变化关系的图象。求:
(1)圆柱体的重力为多少N;
(2)圆柱体浸没时受到的浮力;
【答案】(1)由图象可知,当h=0时,此时圆柱体处于空气中,G=F拉=12N
(2)图象中CD段是圆柱体完全浸入水中的情况,此时圆柱体受到的拉力F=4N,
则圆柱体受到的浮力F浮=G﹣F=12N﹣3N=8N
1.图中小球受到的浮力的方向是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】A
【详解】浮力的方向是竖直向上的,图中1方向是竖直向上,故小球受到的浮力的方向是1方向,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.学校活动使用的气球下挂着标语,图中正确表示气球所受浮力的方向的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】气球受到的浮力方向与重力相反,是竖直向上的,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3.下列物体没有受到浮力作用的是( )
A.在水中嬉戏的小鸭 B.深入河底的桥墩
C.在蓝天飞翔的老鹰 D.深海潜游的鲸鱼
【答案】B
【详解】ACD.在水中嬉戏的小鸭、深海潜游的鲸鱼和在蓝天飞翔的老鹰,是物体浸在液体或气体中,因为液体、气体有流动性,因此液体或气体对浸没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,即物体均受浮力作用,故ACD不符合题意;
B.河中的桥墩由于底面埋在地下,不能与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,即桥墩不受浮力作用,故B符合题意。
故选B。
4.下列物体没有受到浮力的作用的是( )
A.沉在色拉油中的石头
B.下半部打入小河底部上半露出水面的木桩
C.被水淹没,固定在水池侧壁凸起的石块
D.空气中漂浮的气球
【答案】B
【详解】A.沉在色拉油中的石头受到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,这个压力差即石头受到的浮力,故A不符合题意;
B.下半部打入小河底部上半露出水面的木桩,木桩没有受到水对其向上的压力,不受浮力作用,故B符合题意;
C.被水淹没,固定在水池侧壁凸起的石块受到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,这个压力差即石块受到的浮力,故C不符合题意;
D.空气中漂浮的气球,受到的浮力等于重力,故D不符合题意。
故选B。
5.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
【详解】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,木块浮在水面上,所受浮力等于自身的重力,石块沉入水中,所受浮力小于自身的重力,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
6.下列关于浮力的说法正确的是( )
A.只有浸在液体里的物体才受到浮力,在空气中的物体不受浮力
B.乒乓球和玻璃球均浸在水中,则乒乓球受到浮力,玻璃球不受浮力
C.物体浸在液体中,由于受到浮力,物体的重力要变小
D.铁球浸没在水中缓慢下沉时,弹簧测力计的示数不变,说明铁球所受浮力不变
【答案】D
【解析】【分析】根据对浮力产生的原因以及浮力大小的计算方法分析判断。
【解答】A.浸在液体或气体里的物体都会受到浮力,故A错误;
B.乒乓球和玻璃球均浸在水中,则乒乓球和玻璃球都受到浮力,故B错误;
C.物体浸在液体中,由于受到浮力,测力计的示数会减小,但是它的质量不变,那么重力不变,故C错误;
D.铁球浸没在水中缓慢下沉时,弹簧测力计的示数不变,根据F浮=G-F可知,铁球所受浮力不变,故D正确。
故选D。
7.在太空中,王亚平准备了一杯水,轻轻将乒乓球放进水中,而是稳稳地停在了水中央。对这个现象的解释最准确的说法是( )
A.乒乓球的质量为零,重力为零
B.乒乓球没有排开水,水对球没有压力
C.太空中失重状态下,水对乒乓球的没有压力,浮力消失
D.太空中失重状态下,水的密度小到零
【答案】C
【详解】A.质量是物体的一种属性,所以乒乓球在太空中的质量不为零,太空是失重环境,所以乒乓球不受重力的作用,重力为零,故A不符合题意;
B.乒乓球放入水中后,挤走一部分水,所以并不是没有排开水;由于太空中的水不受重力,所以水对乒乓球没有压力,故B不符合题意;
C.太空中失重状态下,水不受重力作用,根据物体受到的浮力等于它排开的液体所受的重力,所以浮力消失了,故C符合题意;
D.密度是物质本身的一种特性,水的密度不会因为失重变为零,故D不符合题意。
故选C。
8.如图所示容器中,底部和侧壁分别有木塞a和b,且a、b在水中的体积相等,则( )
A.a受到的浮力大
B.a,b受到的浮力相等
C.只有a塞受到的浮力为零
D.a,b塞受到的浮力均为零
【答案】C
【详解】浮力产生的原因是上下表面的压力差,而木塞a的底部没有水,故没有向上的力,只受到水向下的力,故a不受浮力,而b上下表面都受到压力差,故b有浮力,故C符合题意,BCD不符合题意。
故选C。
9.关于泡脚盆内起按摩作用的凸起甲、乙(如图所示),下列说法正确的是( )
A.甲、乙均受到浮力的作用
B.甲、乙均不受浮力的作用
C.甲受到浮力的作用,乙不受浮力的作用
D.甲不受浮力的作用,乙受到浮力的作用
【答案】C
【解析】【分析】根据浮力产生的原因判断。
【解答】物体在液体中受到的浮力来源于上下两个表面受到的压力差,即F浮=F向上-F向下。根据图片可知,甲凸起的上下两个表面都有水,肯定会受到浮力;乙凸起的下表面没有水,不会受到向上的压力,因此不会受到浮力。
故选C。
10.如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头( )
A.没有受到水的压力,但受到水的浮力 B.没有受到水的压力,也没有受到水的浮力
C.受到水的压力,没有受到水的浮力 D.受到水的压力,也受到水的浮力
【答案】C
【详解】洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,受到水向下的压力,但水堵头的下表面没有水,没有受到水向上的压力,所以水堵头不受浮力;故ABD错误,C正确。
11.某同学将一石块用细线挂在弹簧测力计上,弹簧测力计的示数是,当把石块浸没在水中时,弹簧测力计的示数为,那么这个石块受到的重力为 N,浸没水中受到的浮力是 N,浮力的方向为 。
【答案】 3.8 2.3 竖直向上
【详解】[1]根据题意知道,弹簧测力计在空气中测量石块的示数等于石块的重力
G=3.8N
[2]石块受到竖直向上的浮力、拉力和竖直向下的重力,处于平衡状态,则
[3]浮力的方向总是竖直向上。
12.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,则金属块受到的浮力为 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
【详解】[1][2]金属块受到的浮力为
F浮=G物﹣F示=14.7N﹣9.8N=4.9N
由于浮力等于液体对物体上、下表面的压力差,所以金属块下表面所受水的压力为
F下表面=F浮+F上表面=4.9N+19.6N=24.5N
13.将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球(直径略大于瓶口直径)放入瓶内并注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球静止不上浮(如图)。
(1)乒乓球静止不上浮的原因是 。
A.乒乓球不受浮力作用
B.乒乓球受到的浮力和重力是一对平衡力
(2)想让乒乓球浮起来,可进行的操作是 。
【答案】 A 拧上瓶盖
【详解】(1)[1]图中乒乓球静止时由于下表面没有水,是不会出现向上的压力差,但有向下的压力,所以不受到浮力作用,所以乒乓球静止不上浮。
(2)[2]让乒乓球下方接触到水,就可以出现向上的压力差,从而让乒乓球受到浮力而浮起来,可进行的操作是拧上瓶盖。
14、如图所示是认识浮力的实验探究过程。
(1)如图甲所示,将物体悬挂在弹簧测力计的下端,测出物重G。如图乙所示,用手向上托物体时,手对物体向上的托力F= N。
(2)将物体浸入水中,如图丙所示,对照图丙与甲、乙中的实验。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。
【答案】(1)3 (2)2
15、如图所示,在弹簧测力计下悬挂一物体,在空气中弹簧测力计的示数为6 N,当物体浸没在水中时弹簧测力计的示数是4 N,g取10 N/kg。求:
(1)物体的重力。
(2)物体浸没在水中时受到的浮力。
【答案】(1)解:由题意可知,物体的重力:G=6 N ;
(2)解:物体浸没在水中时受到的浮力:F浮=G-F示
=6 N-4 N=2 N。
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1.3 水的浮力(第1课时) 分层练习
科学观念:了解浮力的普遍存在;知道浮力方向;了解液体和气体都有浮力作用;会用称重法测量浮力大小。
科学思维:理解液体和气体中浮力的存在;会运用受力分析法来获得测量浮力的方法。
探究实践:通过实验探究,体验浮力的存在,知道测量浮力的简单方法。
态度责任:初步了解科学在现实生活中的应用,树立科学知识服务于社会的观念。
01 浮力的理解
1.(2023八上·义乌月考)以下情景中没有受到浮力的物体是( )
A.邀游的“天宫一号” B.航行的“辽宁号” C.天空中的飞机 D.上升的热气球
2.(2023八上·瑞安期中)如图,一条小鱼在水中游动。下列能正确表示该小鱼所受浮力方向的是( )
A. B. C. D.
3.(2023八上·长兴期末)科学课上,老师将装满水的水槽放在斜面上,用细绳一端牵着浸没在水中的乒乓球(细绳的重力忽略不计),细绳的另一端固定在水槽底部,静止后乒乓球的状态最接近下图中的( )
A.① B.② C.③ D.④
02 浮力的产生原因
1.如图,取一个瓶口内径略小于乒乓球直径的饮料瓶,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。若用手堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来。根据上述实验现象可以推测( )。
A.液体对容器侧壁有压力
B.液体压强大小与深度有关
C.物体在空气中也会受到浮力作用
D.物体在液体中受到浮力是由于下表面压力大于上表面压力
2.(2023八上·余姚期中)如图所示,A和B是自由移动的物体,C和D是容器本身凸起的一部分,现在往容器中注入一些水,四个物体位置如图所示,则没有受到浮力的是( )
A.物体A B.物体B C.C部分 D.D部分
3.(2023八上·镇海期中)如图所示,一个塑料小球堵在一个水池的出口处,水无法排出,则该小球( )
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.无法判断是否受水的浮力
03 称重法求浮力
1.(2023八上·镇海期末)如图所示,弹簧测力计下面挂一实心圆柱体,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(其底面始终与水面平行),使其逐渐浸没入水中某一深处。如图是整个过程中,弹簧测力计的示数F与圆柱体下降距离h变化关系的图象。求:
(1)圆柱体的重力为多少N;
(2)圆柱体浸没时受到的浮力;
1.图中小球受到的浮力的方向是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
2.学校活动使用的气球下挂着标语,图中正确表示气球所受浮力的方向的是( )
A. B. C. D.
3.下列物体没有受到浮力作用的是( )
A.在水中嬉戏的小鸭 B.深入河底的桥墩
C.在蓝天飞翔的老鹰 D.深海潜游的鲸鱼
4.下列物体没有受到浮力的作用的是( )
A.沉在色拉油中的石头
B.下半部打入小河底部上半露出水面的木桩
C.被水淹没,固定在水池侧壁凸起的石块
D.空气中漂浮的气球
5.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
6.下列关于浮力的说法正确的是( )
A.只有浸在液体里的物体才受到浮力,在空气中的物体不受浮力
B.乒乓球和玻璃球均浸在水中,则乒乓球受到浮力,玻璃球不受浮力
C.物体浸在液体中,由于受到浮力,物体的重力要变小
D.铁球浸没在水中缓慢下沉时,弹簧测力计的示数不变,说明铁球所受浮力不变
7.在太空中,王亚平准备了一杯水,轻轻将乒乓球放进水中,而是稳稳地停在了水中央。对这个现象的解释最准确的说法是( )
A.乒乓球的质量为零,重力为零
B.乒乓球没有排开水,水对球没有压力
C.太空中失重状态下,水对乒乓球的没有压力,浮力消失
D.太空中失重状态下,水的密度小到零
8.如图所示容器中,底部和侧壁分别有木塞a和b,且a、b在水中的体积相等,则( )
A.a受到的浮力大
B.a,b受到的浮力相等
C.只有a塞受到的浮力为零
D.a,b塞受到的浮力均为零
9.关于泡脚盆内起按摩作用的凸起甲、乙(如图所示),下列说法正确的是( )
A.甲、乙均受到浮力的作用
B.甲、乙均不受浮力的作用
C.甲受到浮力的作用,乙不受浮力的作用
D.甲不受浮力的作用,乙受到浮力的作用
10.如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头( )
A.没有受到水的压力,但受到水的浮力 B.没有受到水的压力,也没有受到水的浮力
C.受到水的压力,没有受到水的浮力 D.受到水的压力,也受到水的浮力
11.某同学将一石块用细线挂在弹簧测力计上,弹簧测力计的示数是,当把石块浸没在水中时,弹簧测力计的示数为,那么这个石块受到的重力为 N,浸没水中受到的浮力是 N,浮力的方向为 。
12.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,则金属块受到的浮力为 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。
13.将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球(直径略大于瓶口直径)放入瓶内并注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球静止不上浮(如图)。
(1)乒乓球静止不上浮的原因是 。
A.乒乓球不受浮力作用
B.乒乓球受到的浮力和重力是一对平衡力
(2)想让乒乓球浮起来,可进行的操作是 。
14、如图所示是认识浮力的实验探究过程。
(1)如图甲所示,将物体悬挂在弹簧测力计的下端,测出物重G。如图乙所示,用手向上托物体时,手对物体向上的托力F= N。
(2)将物体浸入水中,如图丙所示,对照图丙与甲、乙中的实验。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。
15、如图所示,在弹簧测力计下悬挂一物体,在空气中弹簧测力计的示数为6 N,当物体浸没在水中时弹簧测力计的示数是4 N,g取10 N/kg。求:
(1)物体的重力。
(2)物体浸没在水中时受到的浮力。
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