10.2 阿基米德原理 同步练习
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10.2 阿基米德原理 同步练习
1.发现“浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它所排开的液体所受的重力”的科学家是 ( )
A.牛顿 B.安培 C.阿基米德 D.焦耳
【解析】选C。本题考查阿基米德原理的内容。浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它所排开的液体所受的重力,这是阿基米德发现的,故称为阿基米德原理。
2.将甲、乙、丙三个体积相同的小球放在水中,如图所示,则浮力最小的是 ( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.无法确定
【解析】选A。本题考查阿基米德原理的应用。三球的体积相同,所以可得V排甲3.将重6 N的物体浸没在装满水的杯中,溢出了4 N的水,物体受到的浮力是 ( )
A.10 N B.6 N C.4 N D.2 N
【解析】选C。本题考查阿基米德原理。根据阿基米德原理知,浮力等于排开的水重,即F浮=G排=4 N,故选C。
4.两手分别拿着一个小木块和一个大石块浸没在水中,同时松手,小木块上浮,大石块下沉。比较松手时两者所受的浮力 ( )
A.木块受的浮力大 B.石块受的浮力大
C.两者受的浮力一样大 D.条件不足,无法比较
【解析】选B。本题考查阿基米德原理的应用。由于小木块的体积小于大石块的体积,所以浸没在水中时,大石块排开液体的体积大于小木块排开液体的体积,根据阿基米德原理公式F浮=ρgV排可知,大石块所受的浮力大于小木块所受的浮力。虽然小木块上浮,大石块下沉,但松手时小木块和大石块仍然浸没在水中,所以大石块所受的浮力仍然大于小木块所受的浮力。故选B。
5.将一空饮料罐压入装满水的烧杯中,其排开的水所受到的重力为4 N,则空饮料罐受到的浮力大小为 N,方向竖直 。
【解析】本题考查阿基米德原理。由阿基米德原理可知,物体所受浮力的大小等于它排开的液体受到的重力,故浮力大小为4 N,浮力的方向是竖直向上的。
答案:4 向上
6.如图所示,将一重为18 N,体积为2×10-3m3的蜡块用细线系在弹簧测力计的挂钩上,将它浸没在酒精中,则蜡块受到的浮力是 N,此时测力计的示数是 N。(g取10 N/kg,ρ酒精=0.8×103kg/m3)
【解析】本题考查浮力的相关计算。蜡块受到的浮力F浮=ρ酒精gV排=0.8×103kg/m3×10 N/kg×2×10-3m3=16 N;弹簧测力计的示数F=G-F浮=18 N-16 N=2 N。
答案:16 2
7.温州水上台阁是一种供观赏用的龙舟。2013年5月,一只规模较大的水上台阁沉入塘河。打捞人员利用多个气囊使台阁浮出水面。一个气囊的体积约为30 m3,河水的密度约为1×103kg/m3,则一个气囊浸没在河水中时,受到的浮力约为
N。(g取10 N/kg)
【解析】气囊浸没在河水中,由阿基米德原理得F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×
10 N/kg×30 m3=3×105N。
答案:3×105
8.某教师在“阿基米德原理”教学过程中,做了如下演示实验。
(1)在弹簧下端挂上小桶和金属块,记下弹簧伸长后指针位置O,如图甲所示。
(2)溢水杯中装满水,把金属块全部浸入溢水杯的水中,用烧杯收集排开的水,弹簧缩短,如图乙所示。
(3)把烧杯中的水全倒入小筒中,弹簧指针又恢复到原来位置O,如图丙所示。乙图的弹簧比甲图的弹簧缩短了,说明金属块受到 的作用;丙图弹簧指针又恢复到位置O,说明 。
【解析】本题考查阿基米德原理的实验。乙图的弹簧比甲图的弹簧缩短了,说明金属块受到了向上托的力即浮力的作用;将金属块排开的水全倒入小桶中,弹簧指针又恢复到位置O,说明金属块受到的浮力大小等于金属块排开的水所受的重力。
答案:(3)浮力 物体受到的浮力的大小等于物体排开的水所受的重力
9.把一块重为G=3.4N的矿石,挂在弹簧测力计上,并把它浸没在水中。静止时弹簧测力计的示数为F=2.9N,g取10N/kg。求:
(1)矿石浸没在水中时受到的浮力;
(2)矿石的体积;
(3)矿石的密度。
【解析】本题考查利用重力差法求物体的浮力及阿基米德原理公式及其变形的灵活运用。
(1)因为G=3.4N,F示=2.9N,
所以F浮=G-F示=3.4N-2.9 N=0.5 N,
(2)由F浮=ρ水V排g知
V石=V排===5×10-5m3
(3)由G=mg知矿石的质量:
m===0.34kg
矿石的密度为
ρ===6.8×103kg/m3。
答案:(1)0.5N (2)5×10-5m3 (3)6.8×103kg/m3
【一点通】找找你容易错在哪里
某乡村的一座小木桥,有10个桥桩浸入水中,假设每个桥桩浸入水中的体积为10dm3,求这座桥受到水的浮力。
【学生自答】
根据公式F浮=G排=ρ水gV排可知,这座桥受到水的浮力:
F浮=10ρ水gV排=10×1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10-3m3=1 000 N
【教师点评】
①能利用阿基米德原理的公式进行计算,并且有公式,有单位。这一点是很好的。
②没有透彻理解浮力这个物理量的本质。
【正确答案】
浮力的产生是因为浸入液体中的物体受到液体对其上下表面的压力差,而题中的桥桩是打入地下的,水对其下表面根本就没有压力,所以桥受到的浮力为零。
1.发现“浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它所排开的液体所受的重力”的科学家是 ( )
A.牛顿 B.安培 C.阿基米德 D.焦耳
【解析】选C。本题考查阿基米德原理的内容。浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它所排开的液体所受的重力,这是阿基米德发现的,故称为阿基米德原理。
2.将甲、乙、丙三个体积相同的小球放在水中,如图所示,则浮力最小的是 ( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.无法确定
【解析】选A。本题考查阿基米德原理的应用。三球的体积相同,所以可得V排甲
A.10 N B.6 N C.4 N D.2 N
【解析】选C。本题考查阿基米德原理。根据阿基米德原理知,浮力等于排开的水重,即F浮=G排=4 N,故选C。
4.两手分别拿着一个小木块和一个大石块浸没在水中,同时松手,小木块上浮,大石块下沉。比较松手时两者所受的浮力 ( )
A.木块受的浮力大 B.石块受的浮力大
C.两者受的浮力一样大 D.条件不足,无法比较
【解析】选B。本题考查阿基米德原理的应用。由于小木块的体积小于大石块的体积,所以浸没在水中时,大石块排开液体的体积大于小木块排开液体的体积,根据阿基米德原理公式F浮=ρgV排可知,大石块所受的浮力大于小木块所受的浮力。虽然小木块上浮,大石块下沉,但松手时小木块和大石块仍然浸没在水中,所以大石块所受的浮力仍然大于小木块所受的浮力。故选B。
5.将一空饮料罐压入装满水的烧杯中,其排开的水所受到的重力为4 N,则空饮料罐受到的浮力大小为 N,方向竖直 。
【解析】本题考查阿基米德原理。由阿基米德原理可知,物体所受浮力的大小等于它排开的液体受到的重力,故浮力大小为4 N,浮力的方向是竖直向上的。
答案:4 向上
6.如图所示,将一重为18 N,体积为2×10-3m3的蜡块用细线系在弹簧测力计的挂钩上,将它浸没在酒精中,则蜡块受到的浮力是 N,此时测力计的示数是 N。(g取10 N/kg,ρ酒精=0.8×103kg/m3)
【解析】本题考查浮力的相关计算。蜡块受到的浮力F浮=ρ酒精gV排=0.8×103kg/m3×10 N/kg×2×10-3m3=16 N;弹簧测力计的示数F=G-F浮=18 N-16 N=2 N。
答案:16 2
7.温州水上台阁是一种供观赏用的龙舟。2013年5月,一只规模较大的水上台阁沉入塘河。打捞人员利用多个气囊使台阁浮出水面。一个气囊的体积约为30 m3,河水的密度约为1×103kg/m3,则一个气囊浸没在河水中时,受到的浮力约为
N。(g取10 N/kg)
【解析】气囊浸没在河水中,由阿基米德原理得F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×
10 N/kg×30 m3=3×105N。
答案:3×105
8.某教师在“阿基米德原理”教学过程中,做了如下演示实验。
(1)在弹簧下端挂上小桶和金属块,记下弹簧伸长后指针位置O,如图甲所示。
(2)溢水杯中装满水,把金属块全部浸入溢水杯的水中,用烧杯收集排开的水,弹簧缩短,如图乙所示。
(3)把烧杯中的水全倒入小筒中,弹簧指针又恢复到原来位置O,如图丙所示。乙图的弹簧比甲图的弹簧缩短了,说明金属块受到 的作用;丙图弹簧指针又恢复到位置O,说明 。
【解析】本题考查阿基米德原理的实验。乙图的弹簧比甲图的弹簧缩短了,说明金属块受到了向上托的力即浮力的作用;将金属块排开的水全倒入小桶中,弹簧指针又恢复到位置O,说明金属块受到的浮力大小等于金属块排开的水所受的重力。
答案:(3)浮力 物体受到的浮力的大小等于物体排开的水所受的重力
9.把一块重为G=3.4N的矿石,挂在弹簧测力计上,并把它浸没在水中。静止时弹簧测力计的示数为F=2.9N,g取10N/kg。求:
(1)矿石浸没在水中时受到的浮力;
(2)矿石的体积;
(3)矿石的密度。
【解析】本题考查利用重力差法求物体的浮力及阿基米德原理公式及其变形的灵活运用。
(1)因为G=3.4N,F示=2.9N,
所以F浮=G-F示=3.4N-2.9 N=0.5 N,
(2)由F浮=ρ水V排g知
V石=V排===5×10-5m3
(3)由G=mg知矿石的质量:
m===0.34kg
矿石的密度为
ρ===6.8×103kg/m3。
答案:(1)0.5N (2)5×10-5m3 (3)6.8×103kg/m3
【一点通】找找你容易错在哪里
某乡村的一座小木桥,有10个桥桩浸入水中,假设每个桥桩浸入水中的体积为10dm3,求这座桥受到水的浮力。
【学生自答】
根据公式F浮=G排=ρ水gV排可知,这座桥受到水的浮力:
F浮=10ρ水gV排=10×1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10-3m3=1 000 N
【教师点评】
①能利用阿基米德原理的公式进行计算,并且有公式,有单位。这一点是很好的。
②没有透彻理解浮力这个物理量的本质。
【正确答案】
浮力的产生是因为浸入液体中的物体受到液体对其上下表面的压力差,而题中的桥桩是打入地下的,水对其下表面根本就没有压力,所以桥受到的浮力为零。