第 8 节 浮力
命题点1 浮力的相关判断
1.(凉山州)甲、乙、丙是由不同材料制成、质量相等的实心球,把它们投入水中静止后,甲球漂浮,乙球悬浮,丙球沉底.则它们受到浮力的情况是 ( )
A.三球浮力相同 B.甲球浮力最小
C.乙球浮力最小 D.丙球浮力最小
2.(江西)如图所示,在家庭小实验中,某同学想让沉底的鸡蛋漂浮在水面上,下列操作可行的是 ( )
A.向杯子中加盐 B.向杯子中加水
C.倒出少量的水 D.轻轻摇晃杯子
3.(山西)如图所示,是南极海洋冰山的美丽景象.冰山实质就是海中漂浮的大块淡水冰.据科学分析,全球气候变暖会导致冰山熔化,海平面升高.下列判断正确的是 ( )
A.冰山所受到的浮力一定大于它所受的重力
B.冰山所受的重力小于它排开水所受的重力
C.冰山熔化一部分后仍会漂浮在水面上
D.冰山熔化一部分后排开水的体积不变
4.(衡阳)甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材质不同的球,把它们投入水中静止后的情况如图所示,则它们之中所受浮力相等的是 ( )
A.甲和乙 B.乙和丙 C.丙和丁 D.甲和丁
5.(德阳)如图所示,将同一个小球分别放入甲、乙、丙三种不同液体中,静止时小球在甲液体中漂浮、在乙液体中悬浮、在丙液体中下沉到底部.如果用ρ甲、ρ乙、ρ丙分别表示三种液体的密度,则关于三种液体密度大小的关系说法正确的是 ( )
丙
C.ρ甲>>ρ丙 D. ρ甲<ρz<ρ丙
6.(河南)两同学分别在底端封闭的两支相同吸管中装入不同质量的细沙,制成了A、B两支密度计,放入同一个盛有水的烧杯中,静止后如图所示.下列说法正确的是 ( )
A.密度计A所受浮力较小
B.密度计B所受重力较小 利用阿基米德原
C.两密度计底部所受水的压强相等 理判断浮力大小
D.两密度计在水面处的刻度值不同
7.(北京)甲、乙、丙三个小球的质量m和体积V如下表所示.将它们浸没在水中释放,在其稳定后,三个小球所受的浮力分别为F甲、Fz和F丙.下列判断正确的是 ( )
小球 甲 乙 丙
m/g 30 40 54
V/cm 60 50 20
8.(广州)将体积相同的甲、乙实心球放入装有水的烧杯中.若甲、乙所受的重力和排开水所受的重力如下表.则两球静止在水中时的情形可能是 ( )
实心球 实心球所受的重力/N 排开水所受的重力/N
甲 1 1
乙 2 1
9.(赤峰)放在水平桌面上的两个相同的烧杯中装有不同浓度的盐水,其中一杯是饱和的.盐水中的实心小球是用同种材料制作的,小球静止时情况如图所示,此时小球1、小球2受到的浮力分别记为 向两个烧杯中分别加入少许质量相等的盐后(盐的体积忽略不计),发现小球1依然静止在烧杯底,小球2还是处于漂浮状态.此时小球1、小球2两个小球受到的浮力分别记为 整个过程温度不变,可推断出 ( )
10. (甘肃省卷)年10月 10日, “海斗一号”自主遥控无人潜水器再次刷新我国无人潜水器最大下潜深度纪录.如图所示.若海水密度为 “海斗一号”在10 800米处受到海水的压强为 Pa.假设海水密度不随深度变化,潜水器在上浮且未浮出水面过程中,受到水的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”).
11.(张家界)冬至,小静煮饺子时发现,当饺子刚刚下锅会沉在水底,此时饺子所受的浮力 重力;在水中煮一会儿,饺子就会胀浮在水面上,此时饺子所受的浮力 重力(均选填“大于”“等于”或“小于”).
12.(陕西)在“天宫课堂”中,航天员王亚平用吸管把乒乓球轻轻压入水中,取出吸管后,观察到乒乓球悬停在水中,如图甲所示,这是由于在中国空间站中,乒乓球不再受到重力和 力的原因而悬停不动.在地面课堂的同学们也做同样的实验:用吸管把乒乓球轻轻压入水中,取出吸管后,观察到乒乓球会迅速上浮直至漂浮,如图乙所示.乒乓球露出水面前,浮力 重力且浮力大小 .
13.(苏州)洗水果时,发现芒果比油桃大,放入水中后芒果沉底、油桃漂浮,如图甲所示.它们受到的浮力大小关系为F浮芒 F浮桃;用天平正确测量油桃的质量,所放砝码及游码位置如图乙所示,则油桃的质量是 g;芒果的体积一定 (选填“>”“<”或“=”)
命题点2 浮力的相关计算
考向1 阿基米德原理法
(临沂)我国自主研制的亚洲第一深水导管架“海基一号”质量为3万吨,于年3月15日被顺利装上驳船运往珠江口盆地海域.驳船因载有“海基一号”而多排开海水的质量 ( )
A.等于3万吨 B.大于3万吨
C.小于3万吨 D.都有可能
15.(广州)两个量筒均装有20 mL的水,往量筒分别放入甲、乙两个不吸水的物块,物块静止后如图所示,水的密度为 g取10 N/ kg,则 ( )
A.甲的体积为 B.甲受到的浮力为0.4 N
C.乙排开水的体积小于20 mLD.乙受到的浮力小于甲受到的
16. 挑战题 (大庆)如图所示,将一体积为 的质量分布均匀的正方体木块轻轻放入一盛满某种液体的溢水杯中,溢出液体的体积为 若将木块从中间锯掉一半,将剩余部分再次轻轻放入装满该液体的溢水杯中,则该液体会溢出 ( )
17.(济宁)小明利用托盘天平、量筒和水测量一颗新鲜杏的密度,收集的实验数据记录在下表中,则杏的密度杏在水中受到的浮力 (g取10 N/ kg)
步骤 ①用托盘天平测杏的质量 ②向量筒中倒入适量水,读示数 ③将杏放入量筒中,读示数
数据 21.2g 40 mL 60 mL
18. (宁波)年4月28日, “巅峰使命”珠峰科考全面启动.5月15日凌晨1点26分,中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4300 m的科考营地顺利升空,4 点 40 分达到海拔9032m,超过珠峰8848.86m的高度,创造了浮空艇大气科学观测的世界纪录.
(1)该浮空艇总质量约2625kg,它受到重力的大小约为 N.
(2)已知海拔4 300 m处的空气密度约为0.8kg/m .如图所示,该浮空艇在营地升空前体积达9060m ,此时浮空艇受到的浮力大小约为 N.
(3)“极目一号”浮空艇内部有三层:上层装有氦气(相同条件下氦气密度比空气小得多),中间隔开,下层是空气.当悬于空中的浮空艇需要 (选填“上浮”或“下降”)的时候,可以用上层的氦气排出下层的部分空气,以此改变自身重力,同时使整个浮空艇的压差在安全范围内.
19.(温州)排气阀是供暖设备中的重要部件,它能及时排出管内热水汽化产生的气体,使水正常流动,从而保证供暖效果.
排气阀工作原理如图所示:水中气体在流动过程中,积聚于封闭的排气阀内,使阀内气压变大,浮筒随水面一起下降,此时阀内气体排出使气压变小,从而浮筒上升,堵杆重新堵住排气孔.
(1)水管内的水流速度至少达到0.25米/秒才能携带气泡流动.若水管总长为60米,要使水流能携带气泡流动,则水从水管起始端流到终端最多要多少时间
(2)排气阀中的浮筒和堵杆总质量为0.02千克,计算排气阀排气时浮筒浸在水中的体积.(水的密度取1.0×10 千克/米 )
考向2 称重法
20.课标新增情境素材(成都A卷)“奋斗者”号深潜器坐底10909米,创造了中国载人深潜新纪录.喜欢动手的小文制作了一个深潜器模型,用弹簧测力计测量它受到的浮力.先测出它的重力为G,然后将模型浸没于水中静止(如图所示),弹簧测力计受到的拉力为F,模型所受的浮力为F浮.则下列说法正确的是( )
A.拉力 F与重力 G是一对平衡力
B.模型所受浮力大小.
C.模型从图示位置下移,浮力变大
D.将模型逐渐提离水面,拉力不变
21.(怀化)某物理兴趣小组做了如图所示的实验来测量物体浸在液体中受到的浮力,则由图可知,物体受到的浮力为 N,其排开液体的重力为 N.
22.(百色)用弹簧测力计悬挂重为5.4 N的物体,放入水中,静止时弹簧测力计示数如图所示,则物体在水中受到的浮力为 N,物体的体积为 r m^{3}.(\rho_{水} = 1 . 0 × 1 0^{3}k g / m^{3})
23.(甘孜州)如图甲所示,小聪课余时间用弹簧测力计做浮力实验.他用弹簧测力计挂着实心圆柱体,圆柱体浸没在水中且不与容器壁接触,然后将其缓慢拉出水面,弹簧测力计示数随圆柱体上升距离的变化情况如图乙,g取10 N/kg,则圆柱体的重力为 N,圆柱体受到的最大浮力是 N.
考向3 平衡法
24.(龙东)丽丽使用电子秤称得一个鸡蛋的质量为55g,将其放入水中后沉入水底,如图所示,逐渐向水中加盐,待鸡蛋悬浮于水中静止时,鸡蛋所受浮力大小为 N;沉底时鸡蛋受到的浮力为F ,悬浮时鸡蛋受到的浮力为F ,则F F (选填“>”“=”或“<”).
25.(云南省卷)如图所示,水中有一支长14 cm、底部嵌有铁块的蜡烛,露出水面的长度为1cm,点燃蜡烛,至蜡烛熄灭时,水对容器底部产生的压强 (选填“变大”“变小”或“不变”),熄灭时蜡烛所剩长度为 cm.(
26.(烟台)在物理做中学实践活动中,某活动小组想要用橡皮泥做“船”浮在水面上,并探究橡皮泥“船”的装载能力.他们用一块体积为20cm 的橡皮泥做成一只“船”,放入水中漂浮,试着向其中添加物体,发现最多只能装载25g的物体,如图所示.查阅资料知道橡皮泥的密度为 已知水的密度为1.0×10 kg/m ,g取10 N/ kg,求:
(1)将这块橡皮泥浸没在水中时所受的浮力为多少
中小学教育资源及组卷应用平台
(2)这只橡皮泥“船”装载最多物体时受到的浮力为多少
(3)该小组同学想提高橡皮泥“船”的装载能力,请你帮助他们提出一条合理化的建议.
考向4 压力差法
27.(黔东南州)浸没在水中的长方体金属块,上、下表面受到水的压力分别为2 N、10 N,该金属块受到的浮力为 N,金属块的体积为 m .若上表面距离水面的深度为0.4m,现用3 N的力把金属块提升0.1m,则此力对物体做的功为 J,此时金属块受到的浮力将 (选填“变大”“不变”或“变小”). g取10 N/ kg)
28.( 福建)如图所示,将一边长为10 cm的正方体木块放入装有某液体的圆柱形容器中.木块静止时露出液面的高度为2cm,液面比放入前升高1cm,容器底部受到液体的压强变化了80 Pa,则木块底部受到液体压强为 Pa,木块受到的浮力为 N.
命题点3 探究浮力大小与哪些因素有关 更多试题见P90
29.(北京)小京为了证明“浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度有关”的观点是错误的,他利用符合实验要求的弹簧测力计、刻度尺、烧杯、水和金属块等器材进行实验.
(1)以下是他的部分实验步骤,请帮他补充完整.
①将金属块悬挂在弹簧测力计下,测量金属块受到的重力G并记录.
②在烧杯中装入适量的水, ,静止时记录弹簧测力计的示数F,用刻度尺测量烧杯中
水的深度h并记录.
③ ,静止时记录弹簧测力计的示数F,用刻度尺测量烧杯中水的深度h并记录.
④用公式 计算金属块所受浮力 并记录.
(2)由水的深度变化时,F浮 (选填“=”或“≠”)F浮 ,就可以证明这种观点是错误的.
30.(苏州)兴趣小组探究影响浮力大小的因素.
(1)提出如下猜想
猜想1:与物体浸在液体中的深度有关
猜想2:与物体浸在液体中的体积有关
猜想3:与液体的密度有关
小组为验证上述猜想,用弹簧测力计、4个相同的小长方体磁力块、2个分别盛有水和盐水的烧杯等,按图甲步骤进行实验:
①利用磁力将4个磁力块组合成长方体物块;
②根据图 A、B、C的测量结果,小明认为猜想1是正确的,小华却认为不一定正确.你觉得小华的理由是 ;
③小华为了证明自己的想法,利用上述器材设计实验 D,根据A、B、D的测量结果,可得:浮力大小与物体浸在液体中的深度无关,请在图 D.中画出她实验时长方体物块的放置图;
④兴趣小组进一步研究得出浮力大小与物体浸在液体中的体积有关;
⑤根据 A、C、E的结果,得出浮力大小还与 有关.
(2)小华把4个磁力块组合成图乙,她还能探究浮力大小与 的关系.
(3)爱思考的小明又进一步研究水产生的浮力与水自身重力的关系,设计了如下实验:取两个相同的容积均为300mL的一次性塑料杯甲、乙(杯壁厚度和杯的质量不计),甲杯中装入50g水,乙杯中装入100g水,然后将乙杯放入甲杯中,发现乙杯浮在甲杯中.这时甲杯中水产生的浮力为 N;这个实验说明,液体 (选填“能”或“不能”)产生比自身重力大的浮力.(g取10 N/kg)
命题点4 探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系
31.(枣庄)小李同学想探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”.
(1)实验步骤如图1所示,甲、乙、丙、丁中的弹簧测力计的示数分别为 物体受到的浮力
(2)小李利用三个不同物体a、b、c进行实验探究,实验数据如下表:
物体 物重G/N 物体浸没在水中测力计的示数 F/N 浮力 F浮/N 空桶重 G /N 桶与排开水的总重G /N 排开水重G排/N
a 1.2 0.7 0.5 0.6 1.1 0.5
b 2 1.4 0.6 0.6 1.2 0.6
c 2.4 1.7 0.7 0.6 1.2 0.6
分析表中物体a、b的实验数据,小李得出的结论是: ;
(3)小李在探究物体c所受浮力的实验中,排除各种测量误差因素的影响,发现物体c排开水的重力明显小于它所受浮力,请分析实验操作中造成这种结果的原因: ;
(4)小张利用身边的器材对小李的实验进行改进:两个相同的弹簧测力计A和B、重物、溢水杯(由饮料瓶和吸管组成)、薄塑料杯(质量忽略不计)等器材,装置如图2所示.实验时小张逐渐向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到弹簧测力计A的示数逐渐 ,弹簧测力计B的示数逐渐 ,若弹簧测力计A的示数变化量为 弹簧测力计B的示数变化量为 则它们的大小关系是 (选填“>”“=”或“<”)△FB;
(5)针对两种实验方案,小张实验装置的优点是 (填答案标号).
A.弹簧测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化,实验中能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化
1. D 【解析】由题意可知,甲漂浮,则 乙悬浮,则 丙沉底,则 m丙g,因为三球质量相等,所以三个球受到的浮力 D.正确,故选 D.
2. A 【解析】浸在水中物体的浮沉主要取决于所受重力和浮力的大小.把鸡蛋放入水中,鸡蛋沉底,说明此时鸡蛋所受重力大于浮力,要使鸡蛋漂浮在水面上,即要使鸡蛋上浮,则鸡蛋所受浮力要大于重力,由 可知,当鸡蛋排开液体的体积不变时,应增大液体的密度,所以应向杯中加盐,A正确.故选A.
3. C 【解析】根据浮沉条件可知,冰山漂浮时所受到的浮力等于其重力,A错误;由阿基米德原理可知,冰山漂浮时所受到的浮力等于它排开水所受的重力,因此冰山所受的重力等于它排开水所受的重力,B错误;冰山是淡水冰,冰山熔化一部分后剩余的冰山密度仍小于海水的密度,所以仍会漂浮在水面上,C正确;冰山熔化一部分后重力变小,因此浮力也变小,而海水的密度不变,根据 可知,冰山排开水的体积变小,D错误.故选C.
4. C 【解析】由图可知,四个球排开水的体积 液体密度相同,由 可知,所受浮力相等的是丙和丁,C正确.故选 C.
5. C 【解析】将同一小球分别放入甲、乙、丙三种不同液体中,甲中球漂浮,则ρ球φ甲;乙中中球悬浮,则 丙中球下沉,则ρ球>ρ丙;[因此 ,C正确.故选C.
6. A 【解析】根据F浮=ρ液gV排可知,A在水中排开水的体积小,B在水中排开水的体积大,所以 A正确;密度计A、B在水中都是漂浮,浮力都等于自身的重力,故GA7. B 【解析】根据 及题表可知 将它们浸没在水中释放,根据物体的浮沉条件可知,稳定后甲、乙漂浮,丙沉底;甲、乙两个小球受到的浮力等于自身重力,即 丙小球沉底,根据 可知, 因此 B正确.故选 B.
8. C 【解析】由表格数据可知, 由阿基米德原理可得,甲、乙实心球受到的浮力 由 可知,两球静止在水中时,甲球悬浮或漂浮,乙球沉底;因两球受到的浮力大小相等,则由阿基米德原理可知 已知两实心球的体积相等,要排开水的体积相等,则甲球只能是浸没在水中且处于悬浮状态,则C正确.故选 C.
9. C 【解析】小球1、小球2 是用同种材料制作的实心小球,则两小球的密度相同,因小球2的体积大于小球1的体积,所以小球2的质量大于小球1 的质量.小球1沉底,说明小球1的密度大于左边烧杯中盐水的密度,小球2漂浮,说明小球2的密度小于右边烧杯中盐水的密度,则右边烧杯中盐水的密度大于左边烧杯中盐水的密度,所以右边烧杯中盐水是饱和的.当向两个烧杯中分别加入少许质量相等的盐后,左边烧杯中盐水的密度变大,右边烧杯中盐水的密度不变,根据阿基米德原理 可知,小球1此时所受的浮力变大,即 ,小球2始终处于漂浮状态,浮力始终等于其重力,则 ,小球1受到的浮力 ,小球2受到的浮力. 由于m g不变 【解析】“海斗一号”潜水器下潜到10 800 m处时受到海水的压强p=ρ海水 gh=1.05× “海斗一号”在上浮且未浮出水面过程中,排开海水的体积不变,海水的密度不变,由 可知,受到水的浮力不变.
11.小于 等于 【解析】煮饺子时,当饺子刚放入水中,由于饺子所受的浮力小于重力,所以饺子会沉入锅底;当饺子煮熟后,饺子内的水受热汽化后形成水蒸气,使饺子膨胀、体积变大,饺子所受浮力变大;当浮力大于饺子的重力时,饺子上浮;最终饺子漂浮在水面上时,所受浮力等于其重力.
12.浮 大于 不变 【解析】乒乓球能悬浮在水中,是因为在太空中处于失重状态,乒乓球在水中不受重力及浮力的作用.在地面上,把乒乓球压入水中,乒乓球由于受到的浮力大于自身的重力而上浮,在乒乓球露出水面前处于上浮过程,所以浮力大于重力;露出水面前乒乓球排开水的体积不变,所以受到的浮力大小不变.
13.> 82.4 > 【解析】因为芒果的体积大于油桃的体积,又由于芒果沉底,油桃漂浮,所以它们排开水的体积 ,由阿基米德原理 可知,它们受到的浮力 ;由图乙可知,油桃的质量为 因为油桃在水中漂浮,所以油桃的密度小于水的密度,油桃的体积 又因为芒果的体积比油桃的体积大,所以芒果的体积一定大于82.4cm .
14. A 【解析】装载有“海基一号”的驳船始终漂浮于水面上,由漂浮条件可知,浮力等于重力,即 所以驳船多排开海水的质量就是“海基一号”质量,为3万吨. A正确,故选 A.
15. B 【解析】甲图中量筒示数为60mL,乙图中量筒示数为70 mL,因为甲图中物块漂浮,故甲的体积大于排开水的体积, cm ,A错误;根据阿基米德原理,甲受到的浮力 ,B正确;乙图中物体浸没,故乙排开水体积V排乙=70mL-20mL=50 mL,C错误;根据阿基米德原理,乙受到的浮力 大于甲受到的浮力,D错误.故选 B.
16. B 【解析】将一体积为110cm |的正方体木块轻轻放入一盛满某种液体的溢水杯中,溢出水的体积为 10cm ,说明木块在液体中处于漂浮状态,木块所受浮力 若将木块从中间锯掉一半,密度不变,其重力变为原来的一半,将其轻轻放入装满该液体的溢水杯中,木块依然处于漂浮状态,因此所受浮力也为原来的一半,由阿基米德原理可知,此时排开(溢出)液体的体积也为原来的一半,即4cm ,B正确.故选 B.
17. 1.06 0.2 【解析】由表知,杏的质量m=21.2g,则杏的重力 杏放进水中排开水的体积 故杏在水中受到的浮力 0.2N,因为G>F浮,所以杏沉底;杏的体积 20cm ,杏的密度
18. (1)26250 (2)72480 (3)上浮 【解析】(1)由G=mg可得,浮空艇受到的重力约为G= mg=2 625 kg×10 N/ kg=26 250 N;(2)由阿基米德原理可得,浸在空气中的浮空艇受到的浮力大小约为 (3)当浮空艇悬浮在空气中时, 若用上层的氦气排出下层的部分空气后,浮空艇自身的重力减小,则有F浮>G,可实现浮空艇上浮.
19. 解:(1)由 得,水从水管起始端流到终端最多需要的时间
(2)排气阀排气时,浮筒处于漂浮状态
由 得,浮筒浸在水中的体积
20. B 【解析】根据称重法可知,模型受到的浮力大小为 A错误,B正确;模型从图示位置下移,液体的密度和排开液体的体积不变,根据 ρ液gV排可知,浮力不变,C错误;将模型逐渐提离水面,排开液体的体积减小,受到的浮力变小,拉力变大,D错误.故选 B.
21.1 1 【解析】由称重法可得,浮力的大小为 根据阿基米德原理 可知,物体排开液体的重力也为1 N.
22. 2 2×10 【解析】把重力为5.4N的物体完全浸没在水中后,弹簧测力计的示数为3.4N,由称重法可知,物体受到的浮力F浮=G-F=5.4 N-3.4 N=2N;由阿基米德原理可得,物体的体积
23.2 0.4 【解析】当圆柱体离开水面后只受自身重力和弹簧测力计的拉力的作用,弹簧测力计示数最大,所以圆柱体的重力为2 N,根据称重法可知,物体浸没在水中时受到的浮力 0.4 N.
24.0.55 < 【解析】鸡蛋悬浮时受到的浮力 mg=0.055kg×10 N/ kg=0.55 N;鸡蛋沉底时受到的浮力F 25.变小 4 【解析】点燃蜡烛至蜡烛熄灭时,蜡烛的重力减小,由于蜡烛漂浮,则蜡烛所受浮力也随之减小,根据 可知,蜡烛排开水的体积变小,水位变低,根据p=ρgh可知,水对容器底部产生的压强变小;设蜡烛的底面积为S,则蜡烛未燃烧前的重力 因蜡烛漂浮,故 则有ρ蜡 h蜡 Sg+ ,设蜡烛熄灭时蜡烛长为L,因烧到与水面平齐处即被水熄灭,故悬浮,则有 G排水’,即 ②得 化简得 (h排-L),代入数据得.L=0.04m=4cm.
26.解:(1)橡皮泥浸没在水中时, 所以橡皮泥所受的浮力
(2)由 得,橡皮泥的质量m=ρ泥 V=1.5×
橡皮泥受到的重力 物体的重力G物=m物g=0.025 kg×10 N/ kg=0.25 N橡皮泥“船”满载时受到的浮力 0.25 N=0.55 N
(3)将橡皮泥“船”做得薄一些,增大排开水的体积.(建议合理均可得分)
27. 8 8×10 0.3不变 【解析】由题可知该金属块上、下表面受到的压力分别为2 N 和10 N,由压力差法可得 因为金属块在水中浸没,所以 故由 可得 该力所做的功W= Fs=3N×0.1m=0.3J;提升的过程中,金属块始终浸没在水中,所以排开水的体积不变,水的密度不变,由 可得,金属块受到的浮力不变.
28. 640 6.4 【解析】由题可知△p=ρ液 gΔh=80 Pa,可得液体密度 木块底部所处液体中的深度 cm=8cm=0.08m,木块底部受到液体的压强P底= 根据浮力产生的原因可知,木块受到的浮力.
29.(1)②将金属块浸没在水中且不接触烧杯 ③向烧杯中加水,将金属块浸没在水中且不接触烧杯
④F浮=G-F (2)=
【解析】(1)本实验要证明“浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度有关”的观点错误,根据 可知,需要控制液体的密度和物体排开液体的体积不变,改变液体的深度即可,因此先测量金属块的重力,然后将金属块浸没在水中且不接触烧杯,通过增加烧杯中的水量改变水的深度,静止时记录弹簧测力计示数;根据称重法公式 计算金属块所受的浮力;(2)若 可以证明这种观点是错误的.
30.(1)②未控制物体浸在液体中的体积相同 ③如答图所示 ⑤液体的密度
(2)物体形状 (3)1 能
【解析】(1)②要想验证猜想1,根据控制变量法,应控制物体浸在液体中的体积相同,但图A、B、C实验中未控制物体浸在液体中的体积相 第30题答图同,所以小明的猜想是错误的;③小华应把B图中的
长方体磁力块横放,这样既保证了 B、D两次实验中排开液体的体积相同,又保证了B、D两次磁力块浸入水中的深度不同,如答图所示;⑤根据A、C、E的结果,可得出浮力的大小还与液体的密度有关,磁力块排开液体的体积相同时,液体的密度越大,磁力块受到的浮力越大;(2)小华把4个磁力块组合成图乙所示形状,改变了磁力块的形状,但磁力块的体积不变,根据控制变量法,图乙还可以探究浮力大小与物体形状是否有关;(3)由于乙杯在甲杯中处于漂浮状态,所以乙杯受到的浮力 N/ kg=1N;甲杯中水的重量(G甲=m甲g=0.05kg×10N/ kg=0.5N,因为重0.5 N的水产生1N的浮力,所以液体能产生比自身重力大的浮力.
31. (1)F -F (2)浮力的大小总是等于物体排开的液体所受的重力 (3)实验时溢水杯没有盛满水(或物体与溢水杯底部有力的作用) (4)减小 增大= (5) B
【解析】(1)由图甲可知,物体所受重力为 F ,物体放入液体中之后,弹簧测力计的示数如图丙所示为F ,通过甲、丙两图可以求得物体受到的浮力 F ;(2)根据表中物体a和b的实验数据,小李得出的结论是:浮力的大小总是等于物体排开的液体受到的重力;(3)分析c物体排开水的重力明显小于它的浮力,除了测量因素外,还可能是实验时溢水杯没有盛满水或物体与溢水杯底部有力的作用;(4)在物体没有浸入水中时,弹簧测力计A的示数等于物体的重力,当物体浸入水中后,受到浮力作用,所以弹簧测力计A示数逐渐减小;弹簧测力计 B原来测的是小桶的重力,随着水的流入,弹簧测力计B测量的是小桶和溢出水的总重力,所以弹簧测力计B示数逐渐增大;根据阿基米德原理可知,弹簧测力计A示数的变化量(减小量)等于弹簧测力计 B示数的变化量(增大量),即 (5)小张的实验方案中,弹簧测力计A示数的变化量(减小量)就是物体所受浮力的大小,A错误;实验器材生活化,实验中能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化,B正确.故选 B.