第十四讲 浮力 阿基米德原理
A层·基础练
一、选择题
1.以下情景中没有受到浮力的物体是(A)
2.蛙人是担负着水下侦察、爆破和执行特殊作战任务的部队,因他们携带的装备中有形似青蛙脚形状的游泳工具,所以被称为“蛙人”;在蛙人从水深15 m处逐渐浮出水面的过程中,其受到的浮力(C)
A.逐渐变小
B.保持不变
C.先保持不变,后逐渐变小
D.先保持不变,后逐渐变大
3.(2024·黔东南模拟)小鹭两手分别拿着一个小乒乓球和一个大石块浸没在水中。同时松手,发现小乒乓球上浮,大石块下沉,两者所受浮力较大的物体是(B)
A.小乒乓球 B.大石块
C.一样大 D.无法确定
4.(多项选择)如图甲所示,用弹簧测力计、细线、水和圆柱体研究浮力,把圆柱体从水中匀速拉出水面,不计圆柱体带出的水,得到测力计示数随时间变化的图像如图乙所示,根据图像下列说法正确的是( B、D )
A.浮力与液体的密度无关
B.浮力与圆柱体浸没的深度无关
C.圆柱体在AC段所受的浮力先不变后增大
D.圆柱体在BC段所受的浮力与物体排开液体的体积成正比
二、填空题
5. (2024·铜仁模拟)一个重30 N、体积为0.002 m3的物体用绳子悬挂着,如图所示。现将物体浸没在烧杯的水中,物体受到的浮力是 20 N(g取10 N/kg)。
6.金属块重10 N,挂在弹簧测力计上,当它全部放在水中时,弹簧测力计的读数为
8 N,如图所示,此时金属块受到的浮力是 2 N。如金属块有一半体积露出水面,弹簧测力计的示数是 9 N。
三、简答题
7.(2024·贵阳模拟)盛夏时节,小明到海里游泳,当他游泳回来时,从海水中逐渐走上岸的过程中,他感觉在鹅卵石上的脚掌越来越疼,请用学过的知识解释这个现象。
答:当他游泳回来时,从海水中逐渐走上岸的过程中,人体排开海水的体积逐渐变小,而海水的密度不变,根据F浮=ρ液gV排可知,人受到的浮力逐渐变小,人的重力不变,所受的支持力变大,脚底受到的压力变大,由p=可知,受力面积一定时,脚底受到的压强逐渐变大,所以他感觉踩在鹅卵石上的脚掌越来越疼。
四、实验与科学探究题
8.(2024·遵义模拟)物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中,用弹簧测力计挂着一实心圆柱体,如图a、b、c、d、e分别为实验情景。(g取10 N/kg)
(1)通过a、c两次实验,可知圆柱体浸没在水中所受浮力大小是 0.5 N;
(2)通过 c、d 两次实验,可探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系;
(3)通过c、e两次实验,可探究物体所受浮力大小与 液体密度 的关系;
(4)在某种液体中进行探究的过程中,记录实验数据,得到如图f所示弹簧测力计读数与圆柱体下表面浸入深度的关系图像,则该液体的密度为 0.8×103 kg/m3。
五、综合应用题
9.如图甲,用轻质细线将一不吸水的木块悬挂在弹簧测力计下,静止时测力计读数为3 N;如图乙,将该木块静置于平放的盛水容器中,木块有的体积露出水面;如图丙,用竖直向下的力F压该木块时,木块刚好全部浸入水中且静止。已知水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,求:
(1)图乙中木块所受的浮力大小;
解:(1)由题可知,木块的重力G=3 N,图乙中木块为漂浮状态,所以木块受到的浮力F浮=G=3 N;
(2)木块的体积;
解:(2)图乙中木块排开水的体积V排===3×10-4 m3,由题意可知,V排=(1-)V木,
则V木=V排=×3×10-4 m3=5×10-4 m3;
(3)木块的密度;
解:(3)木块的质量m===0.3 kg,
木块的密度
ρ===0.6×103 kg/m3;
(4)图丙中F的大小。
解:(4)图丙中木块浸没时受到的浮力
F浮1=ρ水gV木=1×103 kg/m3×10 N/kg×
5×10-4 m3=5 N,此时木块受平衡力,
则有F=F浮1-G=5 N-3 N=2 N。
B层·能力练
10.如图所示,一个棱长为10 cm的正方体木块静止在液体中,静止时露出液体表面的高度为2 cm,此时下表面受到液体的压强为640 Pa。则木块受到的浮力为 6.4 N。
11.(2024·黔东南模拟)如图甲,用弹簧测力计、细线、水和圆柱体研究浮力。将圆柱形物体(重为G)从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓放下。从0时刻开始物体由距离水面h开始匀速缓慢竖直下降,t1时刻物体刚好与水面接触,t2时刻物体刚好浸没水中,并一直向下,在t3时刻前未触底,请在坐标纸(图乙)上画出弹簧测力计拉力F随时间T变化的大致图象(圆柱形物体一直保持竖直,要求画出0~t3时刻的图象,未触底前的)。
答:第十四讲 浮力 阿基米德原理
A层·基础练
一、选择题
1.以下情景中没有受到浮力的物体是( )
2.蛙人是担负着水下侦察、爆破和执行特殊作战任务的部队,因他们携带的装备中有形似青蛙脚形状的游泳工具,所以被称为“蛙人”;在蛙人从水深15 m处逐渐浮出水面的过程中,其受到的浮力( )
A.逐渐变小
B.保持不变
C.先保持不变,后逐渐变小
D.先保持不变,后逐渐变大
3.(2024·黔东南模拟)小鹭两手分别拿着一个小乒乓球和一个大石块浸没在水中。同时松手,发现小乒乓球上浮,大石块下沉,两者所受浮力较大的物体是( )
A.小乒乓球 B.大石块
C.一样大 D.无法确定
4.(多项选择)如图甲所示,用弹簧测力计、细线、水和圆柱体研究浮力,把圆柱体从水中匀速拉出水面,不计圆柱体带出的水,得到测力计示数随时间变化的图像如图乙所示,根据图像下列说法正确的是( )
A.浮力与液体的密度无关
B.浮力与圆柱体浸没的深度无关
C.圆柱体在AC段所受的浮力先不变后增大
D.圆柱体在BC段所受的浮力与物体排开液体的体积成正比
二、填空题
5. (2024·铜仁模拟)一个重30 N、体积为0.002 m3的物体用绳子悬挂着,如图所示。现将物体浸没在烧杯的水中,物体受到的浮力是 N(g取10 N/kg)。
6.金属块重10 N,挂在弹簧测力计上,当它全部放在水中时,弹簧测力计的读数为
8 N,如图所示,此时金属块受到的浮力是 N。如金属块有一半体积露出水面,弹簧测力计的示数是 N。
三、简答题
7.(2024·贵阳模拟)盛夏时节,小明到海里游泳,当他游泳回来时,从海水中逐渐走上岸的过程中,他感觉在鹅卵石上的脚掌越来越疼,请用学过的知识解释这个现象。
四、实验与科学探究题
8.(2024·遵义模拟)物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中,用弹簧测力计挂着一实心圆柱体,如图a、b、c、d、e分别为实验情景。(g取10 N/kg)
(1)通过a、c两次实验,可知圆柱体浸没在水中所受浮力大小是 N;
(2)通过 两次实验,可探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系;
(3)通过c、e两次实验,可探究物体所受浮力大小与 的关系;
(4)在某种液体中进行探究的过程中,记录实验数据,得到如图f所示弹簧测力计读数与圆柱体下表面浸入深度的关系图像,则该液体的密度为 kg/m3。
五、综合应用题
9.如图甲,用轻质细线将一不吸水的木块悬挂在弹簧测力计下,静止时测力计读数为3 N;如图乙,将该木块静置于平放的盛水容器中,木块有的体积露出水面;如图丙,用竖直向下的力F压该木块时,木块刚好全部浸入水中且静止。已知水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,求:
(1)图乙中木块所受的浮力大小;
(2)木块的体积;
(3)木块的密度;
(4)图丙中F的大小。
B层·能力练
10.如图所示,一个棱长为10 cm的正方体木块静止在液体中,静止时露出液体表面的高度为2 cm,此时下表面受到液体的压强为640 Pa。则木块受到的浮力为 N。
11.(2024·黔东南模拟)如图甲,用弹簧测力计、细线、水和圆柱体研究浮力。将圆柱形物体(重为G)从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓放下。从0时刻开始物体由距离水面h开始匀速缓慢竖直下降,t1时刻物体刚好与水面接触,t2时刻物体刚好浸没水中,并一直向下,在t3时刻前未触底,请在坐标纸(图乙)上画出弹簧测力计拉力F随时间T变化的大致图象(圆柱形物体一直保持竖直,要求画出0~t3时刻的图象,未触底前的)。
