第十一讲 浮力
第1课时 浮力 阿基米德原理
A层·基础过关
一、选择题
1.(2024·济南模拟)如图所示,将乒乓球置于去底塑料瓶口处,然后向瓶里注水,当有少量水从瓶口流出时,乒乓球不上浮;若用手堵住瓶口,可观察到乒乓球上浮起来,此实验说明了 (B)
A.连通器工作原理 B.浮力产生的原因
C.大气存在着压强 D.液压机工作原理
2.(2024·成都中考)小李同学想估算空气对自己的浮力大小,采集的数据有:自己的体重、自己的密度(与水接近,约为1.0×103 kg/m3)、空气的密度(约为1.3 kg/m3)。则空气对小李的浮力大小约为 (B)
A.0.006 N B.0.6 N
C.60 N D.600 N
3.(多选)(2024·青岛模拟)如图甲所示,弹簧测力计下端悬挂着一个小圆柱体物块,物块浸没在盛水的大水槽中。现将测力计缓缓提升,直到圆柱体物块全部露出水面一段距离,在该过程中弹簧测力计的示数F随圆柱体上升高度h的关系如图乙所示。已知g=10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3,水槽内水面的变化可以忽略不计,则下列判断中正确的是( B、C )
A.圆柱体浸没在水中时受到的浮力是1.5 N
B.圆柱体受到的重力是2.5 N
C.圆柱体的体积是10-4 m3
D.圆柱体的高度是5 cm
二、填空题
4.(2024·上海中考)小申用一个弹簧测力计竖直悬空拉着一个物体,此时弹簧测力计的示数为3.0 N。他将物体浸没在水中,弹簧测力计的示数变为2.0 N,则浮力的大小是 1 N,方向为竖直 向上 。若将物体继续向下移动,则弹簧测力计的示数大小 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
5.如图所示为某远洋货轮在埃及的苏伊士运河搁浅的情景。满载排水量20万吨的该货轮在运河中满载正常航行时受到的浮力约为 2×109 N,排开河水的体积约为 2×105 m3(g取10 N/kg)
三、实验探究题
6.同学们在“探究影响浮力大小的因素”实验中,根据日常生活经验提出了以下猜想:
①浮力大小与物体浸入液体中的深度有关;
②浮力大小与物体排开液体的体积有关;
③浮力大小与液体的密度有关。
实验步骤和数据如图所示(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)根据实验数据,小聪计算出该物体浸没在水中受到的浮力大小是 4 N。
(2)为了验证猜想①,分析A与C、D三次实验,得出的结论是:浸没在液体中的物体所受浮力大小与浸入液体中的深度 无 (选填“有”或“无”)关。
(3)为了验证猜想②,分析A与 B、C 三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)小聪为了验证猜想③,分析A与B、E三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大
小与液体的密度有关。你认为这样操作是 错误 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 没有控制排开液体体积相等 。
(5)细心的小红利用实验数据还计算出步骤E中所用盐水的密度是
1.1×103 kg/m3。
7.小宇在学习阿基米德原理时,发现老师研究的物体都是浸没的,于是他想用木块探究漂浮在液体中物体所受浮力的大小是否也等于物体排开液体所受重力的大小。
(1)在进行实验之前,他根据课本实验,设计了如下的实验步骤,为了让同学小鹏更加了解他的想法,喜爱绘画的他根据所涉及的每个步骤画出了对应的简图,如图所示。
A.测出空桶的 重力 ;
B.用细线将木块挂在测力计下,记下测力计的示数;
C.将水倒入倾斜放置的烧杯中,并使水面达到烧杯出水口的位置;
D.将挂在测力计下的木块浸在水中,让溢出的水全部流入小桶中,同时读出测力计的示数;
E.将盛有溢出水的小桶挂在测力计下,读出此时测力计示数。
(2)小宇和小鹏按照他们设计的方案进行实验,在实验过程中发现,步骤图ABCDE中有一幅与实际不相符,有错误的是 D 图。小鹏认为这一步骤可以不使用测力计,这样做的理由是 木块在水中漂浮,浮力等于重力 。
(3)两同学相互配合,小宇实验,小鹏记录实验数据如表,请你将实验表格填写完整。
研究 对象 木块 重G1/N 空桶重 G2/N 桶和水 总重 G3/N 浮力的 大小 F浮/N 排开水 的重力 G排/N
木块 1.2 0.5 1.7 1.2 1.2
(4)小宇通过分析实验数据得出结论:漂浮在液体中的物体所受浮力的大小 等于 (选填“大于”“小于”或“等于”)物体排开液体所受重力的大小。
B层·能力提升
8.如图所示,两个完全相同的盛水容器放在磅秤上,用细线悬挂质量相同的实心铅球和铝球(ρ铅>ρ铝),全部浸没水中,此时容器中水面高度相同,设细线的拉力分别为F1和F2,磅秤的示数分别为F1'和F2',则 (C)
A.F1=F2 F1'=F2' B.F1F2'
C.F1>F2 F1'=F2' D.F1>F2 F1'9. (2024·临沂模拟)我国首艘075型两栖攻击舰海南舰,在三亚某军港交接入列。075型两栖攻击舰是我国自主研制的最新一代两栖作战舰艇,它的最大排水量是4万吨,被网友们称为“小航母”。(水的密度为1.0×103 kg/m3;g取10 N/kg)。
(1)海南舰受的浮力最大为多少;
解:(1)由阿基米德原理可知,海南舰受到的最大浮力:
F浮max=G排max=m排maxg
=4×104×103 kg×10 N/kg=4×108 N;
(2)求海南舰所受浮力最大时,排开水的体积;
解: (2)海南舰排开水的体积:
V排===4×104 m3;
(3)求水面下16 m深处,水对海南舰面积为6 m2的某表面上产生的压力大小。
解: (3)水面下16 m深处水产生的压强:
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×16 m=1.6×105 Pa,
水对海南舰面积为6 m2的某表面上产生的压力:F=pS=1.6×105 Pa×6 m2=
9.6×105 N。第十一讲 浮力
第1课时 浮力 阿基米德原理
A层·基础过关
一、选择题
1.(2024·济南模拟)如图所示,将乒乓球置于去底塑料瓶口处,然后向瓶里注水,当有少量水从瓶口流出时,乒乓球不上浮;若用手堵住瓶口,可观察到乒乓球上浮起来,此实验说明了 ( )
A.连通器工作原理 B.浮力产生的原因
C.大气存在着压强 D.液压机工作原理
2.(2024·成都中考)小李同学想估算空气对自己的浮力大小,采集的数据有:自己的体重、自己的密度(与水接近,约为1.0×103 kg/m3)、空气的密度(约为1.3 kg/m3)。则空气对小李的浮力大小约为 ( )
A.0.006 N B.0.6 N
C.60 N D.600 N
3.(多选)(2024·青岛模拟)如图甲所示,弹簧测力计下端悬挂着一个小圆柱体物块,物块浸没在盛水的大水槽中。现将测力计缓缓提升,直到圆柱体物块全部露出水面一段距离,在该过程中弹簧测力计的示数F随圆柱体上升高度h的关系如图乙所示。已知g=10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3,水槽内水面的变化可以忽略不计,则下列判断中正确的是( )
A.圆柱体浸没在水中时受到的浮力是1.5 N
B.圆柱体受到的重力是2.5 N
C.圆柱体的体积是10-4 m3
D.圆柱体的高度是5 cm
二、填空题
4.(2024·上海中考)小申用一个弹簧测力计竖直悬空拉着一个物体,此时弹簧测力计的示数为3.0 N。他将物体浸没在水中,弹簧测力计的示数变为2.0 N,则浮力的大小是 N,方向为竖直 。若将物体继续向下移动,则弹簧测力计的示数大小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
5.如图所示为某远洋货轮在埃及的苏伊士运河搁浅的情景。满载排水量20万吨的该货轮在运河中满载正常航行时受到的浮力约为 N,排开河水的体积约为 m3(g取10 N/kg)
三、实验探究题
6.同学们在“探究影响浮力大小的因素”实验中,根据日常生活经验提出了以下猜想:
①浮力大小与物体浸入液体中的深度有关;
②浮力大小与物体排开液体的体积有关;
③浮力大小与液体的密度有关。
实验步骤和数据如图所示(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)根据实验数据,小聪计算出该物体浸没在水中受到的浮力大小是 N。
(2)为了验证猜想①,分析A与C、D三次实验,得出的结论是:浸没在液体中的物体所受浮力大小与浸入液体中的深度 (选填“有”或“无”)关。
(3)为了验证猜想②,分析A与 三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)小聪为了验证猜想③,分析A与B、E三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大
小与液体的密度有关。你认为这样操作是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
(5)细心的小红利用实验数据还计算出步骤E中所用盐水的密度是
kg/m3。
7.小宇在学习阿基米德原理时,发现老师研究的物体都是浸没的,于是他想用木块探究漂浮在液体中物体所受浮力的大小是否也等于物体排开液体所受重力的大小。
(1)在进行实验之前,他根据课本实验,设计了如下的实验步骤,为了让同学小鹏更加了解他的想法,喜爱绘画的他根据所涉及的每个步骤画出了对应的简图,如图所示。
A.测出空桶的 ;
B.用细线将木块挂在测力计下,记下测力计的示数;
C.将水倒入倾斜放置的烧杯中,并使水面达到烧杯出水口的位置;
D.将挂在测力计下的木块浸在水中,让溢出的水全部流入小桶中,同时读出测力计的示数;
E.将盛有溢出水的小桶挂在测力计下,读出此时测力计示数。
(2)小宇和小鹏按照他们设计的方案进行实验,在实验过程中发现,步骤图ABCDE中有一幅与实际不相符,有错误的是 图。小鹏认为这一步骤可以不使用测力计,这样做的理由是 。
(3)两同学相互配合,小宇实验,小鹏记录实验数据如表,请你将实验表格填写完整。
研究 对象 木块 重G1/N 空桶重 G2/N 桶和水 总重 G3/N 浮力的 大小 F浮/N 排开水 的重力 G排/N
木块 1.2 0.5 1.7
(4)小宇通过分析实验数据得出结论:漂浮在液体中的物体所受浮力的大小 (选填“大于”“小于”或“等于”)物体排开液体所受重力的大小。
B层·能力提升
8.如图所示,两个完全相同的盛水容器放在磅秤上,用细线悬挂质量相同的实心铅球和铝球(ρ铅>ρ铝),全部浸没水中,此时容器中水面高度相同,设细线的拉力分别为F1和F2,磅秤的示数分别为F1'和F2',则 ( )
A.F1=F2 F1'=F2' B.F1F2'
C.F1>F2 F1'=F2' D.F1>F2 F1'9. (2024·临沂模拟)我国首艘075型两栖攻击舰海南舰,在三亚某军港交接入列。075型两栖攻击舰是我国自主研制的最新一代两栖作战舰艇,它的最大排水量是4万吨,被网友们称为“小航母”。(水的密度为1.0×103 kg/m3;g取10 N/kg)。
(1)海南舰受的浮力最大为多少;
(2)求海南舰所受浮力最大时,排开水的体积;
(3)求水面下16 m深处,水对海南舰面积为6 m2的某表面上产生的压力大小。
