第九章 浮力
知识点浮力及其产生原因
1.下图是小明在泳池旁看到的四个情景,其中没有受到浮力的物体是 ( )
2.用细线将气球悬挂在天花板下,有水平向右的风吹来时的情景如图1所示。图中画出了几个力的方向,其中气球所受浮力的方向以及浮力的施力物体分别是 ( )
图1
A.F1,细线 B.F2,空气 C.F3,空气 D.F3,细线
知识点阿基米德原理的应用
3.将重为5 N的物体放入盛满水的容器中,容器溢出重为3 N的水,物体受到的浮力 ( )
A.一定等于5 N B.可能等于5 N
C.一定等于3 N D.可能等于3 N
4.《乌鸦喝水》的寓言故事大家都很熟悉。乌鸦喝不到水,聪明的乌鸦就衔了很多的石块填到瓶子里,如图2所示。石块浸没在水中后,继续下落的过程中受到的浮力 ( )
图2
A.变大 B.变小
C.不变 D.无法判断
5.如图3所示,A、B、C三个小球体积相同,所受的浮力分别为FA、FB、FC,则 ( )
图3
A.FA<FB<FC B.FA<FC<FB
C.FB<FA<FC D.FC<FB<FA
知识点浮沉条件及其应用
6.如图4所示,把一只苹果丢入水中,其下沉一段距离后,又向上运动,最终漂浮在水面上。下列分析正确的是 ( )
图4
A.苹果的密度大于水的密度 B.苹果的密度等于水的密度
C.苹果上升过程中所受重力大于浮力 D.苹果上升过程中所受重力小于浮力
7.2024年10月26日上午,“博贺杯”龙舟邀请赛在阳江市举行,如图5所示。当运动员离开龙舟上岸后,龙舟 ( )
图5
A.受到的浮力变小,船身将下沉一些 B.受到的浮力变小,船身将上浮一些
C.受到的浮力变大,船身将下沉一些 D.受到的浮力变大,船身将上浮一些
8.甲、乙两物体的体积和受到的重力如图6所示。把它们分别浸没在足量的水中,放手后可观察到(已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg) ( )
图6
A.物体甲漂浮 B.物体甲沉底 C.物体乙漂浮 D.物体乙沉底
9.潜水艇的艇身装有水舱。如图7所示,一潜水艇正悬浮在水中,若要使该潜水艇下沉至更深处,则应该 ( )
图7
A.增大排开水的体积 B.减小排开水的体积
C.向水舱内充水 D.向水舱外排水
10.将两个完全相同的小球分别放入装有不同液体的甲、乙两烧杯中,球静止时两烧杯液面相平,如图8所示。下列判断正确的是 ( )
图8
A.小球在甲烧杯中所受的浮力更大 B.两小球排开液体的质量相等
C.甲烧杯中液体的密度更小 D.乙烧杯底部受到液体的压强更大
11.放在水平桌面上的甲、乙两个相同的容器中盛有同种液体,体积相等的a、b两个物体在液体中静止时,两容器内液面相平,如图9所示。下列判断正确的是 ( )
图9
A.物体a的密度更大 B.物体b受到的浮力更小
C.甲容器底部受到的压力更小 D.两容器对桌面的压强一样大
12.将密度计分别放入甲、乙两种不同的液体中,密度计静止时的状态如图10所示。密度计在液体中受到的浮力F浮甲__________F浮乙,液体的密度ρ甲__________ρ乙,此时液体对密度计底部的压强p甲__________p乙。(均选填“>”“<”或“=”)
图10
13.我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇内部有两个气囊,主气囊内充满氦气,副气囊内充有空气(如图11)。主气囊内充入氦气的密度比空气的__________;浮空艇上升时,艇外大气压逐渐变__________,为了使浮空艇内外气压差处在安全范围,副气囊需要__________(选填“排出”或“吸入”)部分空气。
图11
14.将一枚重量为G的鸡蛋置于盐水中,往盐水中均匀缓慢地加入盐或水,鸡蛋所受的浮力随时间变化的图像如图12所示。t0时刻,鸡蛋处于__________状态;t2时刻,鸡蛋处于__________(以上两空均选填“漂浮”“沉底”或“悬浮”)状态;由此可知,向盐水中加入的是__________(选填“盐”或“水”)。
图12
15.若将某物体放入装满水、足够深的容器中,静止时溢出27 g的水;放入装满煤油的、足够深的容器中,静止时溢出24 g煤油。则该物体在水中静止时受到的浮力为________N,在煤油中静止时会__________(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”),这个物体的密度是__________kg/m3。(ρ水=1.0×103 kg/m3,ρ煤油=0.8×103 kg/m3,g取10 N/kg)
知识点浮力相关计算
16.在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中,王冠浸没在水中时排开水的质量为50 g。(ρ水=1.0× 103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)王冠浸没在水中时受到的浮力;
(2)王冠的体积。
17.如图13-甲所示,用弹簧测力计悬挂一物块,从空中某一高度慢慢放入盛有水的容器中(水未溢出),弹簧测力计的示数随物块下降高度变化的图像如图13-乙所示。求:
图13
(1)物块浸没时受到的浮力;
(2)物块恰好浸没时,其下表面受到的水的压力。
18.图14是一种木制的“菱桶”(可看成是圆柱体),是江南地区采菱时的载人工具。已知“菱桶”自重为200 N。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
图14
(1)求一只空“菱桶”放入水中静止时受到的浮力。
(2)若图中采菱人的重力为500 N,“菱桶”此时排开水的体积为0.14 m3,则“菱桶”内所放菱角的质量是多少?
参考答案
1.D 2.B 3.C 4.C 5.A 6.D 7.B
8.C 9.C 10.B 11.D 12.= < =
13.小 小 排出 14.沉底 漂浮 盐
15.0.27 沉底 0.9×103
16.解:(1)王冠浸没在水中受到的浮力:
F浮=G排=m排g=50×10-3 kg×10 N/kg=0.5 N
(2)由V=V排、F浮=ρ液gV排可得,王冠的体积:
V===5×10-5 m3
17.解:(1)由题图乙可知,物块的重力G=F1=120 N,物块浸没时的拉力为F2=40 N
由力的平衡条件可知,物块浸没时受到的浮力:
F浮=G-F2=120 N-40 N=80 N
(2)由浮力的产生原因可知,物块恰好浸没时,其下表面受到的水的压力:F压=F浮=80 N
18.解:(1)由浮沉条件可知,一只空“菱桶”放入水中静止时受到的浮力:
F浮=G桶=200 N
(2)“菱桶”此时受到的浮力:
F浮′=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.14 m3=1.4×103 N
由于“菱桶”漂浮在水面上,故“菱桶”受到的浮力等于“菱桶”、人和菱角受到的总重力,即F浮=G桶+G人+G菱角
菱角受到的重力:
G菱角=F浮-G桶-G人=1.4×103 N-200 N-500 N=700 N
由G=mg可得,菱角的质量:
m菱角===70 kg