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【核心素养】9.1 认识浮力 分层作业
1.如图所示,A、B是可自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水。则下列说法中正确的是( )
A.A、B、C、D物体都受到浮力
B.A、B、C物体受到浮力,D不受浮力
C.A、B物体受到浮力,C、D物体不受浮力
D.A物体受到浮力,B、C、D物体不受浮力
2.下列关于浮力的说法正确的是( )
A.浮力都是由水产生的
B.在不同的液体中,浮力的方向会不同
C.只有固体才能受到浮力的作用
D.浮力的方向与重力的方向相反
3.如图所示,将鸡蛋浸入容器里的盐水中,鸡蛋所受浮力的施力物体是( )
A.盐水 B.鸡蛋 C.容器 D.地球
4.如图所示,用细绳将一物体系在容器底部,若物体所受浮力为10N,上表面受到水向下的压力为4N,则物体下表面受到水向上的压力为( )
A.4N B.6N C.14N D.7N
5.如图所示,一个半球形物体重为100N,浸没在水中,受到水向下的压力40N,半球受到水施加的浮力为80N,则半球受到水向上的压力为( )
A.40N B.60N C.80N D.120N
6.小京把一个空矿泉水瓶的底部切除,将粘着乒乓球的一根细线穿过带小孔的瓶盖(小孔处密封不漏水),系上一颗较轻的螺丝。加水后均发现乒乓球慢慢上浮,如图甲所示,细线被拉直,将矿泉水瓶朝不同方向倾斜,观察到细线始终被拉直,如图乙所示,此实验说明浮力的方向是 的。
7.一个正方体铁块,在水下某深度时,上表面受到15N压力,下表面受到20N压力,则此时铁块受到的浮力是 N;当铁块下沉到某位置时,上表面受到压力增大至20N时,下表面受到的压力是 N。
8.如图所示,小明分别读出了物体在空气中、水中和盐水中时弹簧测力计的示数,则当物体浸没在水中时,所受到的浮力为 N;物体浸没在盐水中时,所受到的浮力为 N。
9.如图所示,福建泉州的洛阳桥是中国古代桥梁建筑史上的杰作,素有“海内第一桥”之称。据《天工开物》记载:筏形基础、种蛎固基法、浮运架梁法是洛阳桥的三大创新。“筏形基础”是向桥梁中轴线方向的江底抛置大量的石块,形成一条像筏子一样的矮石墙,它在水中 (选填“受”或“不受”)到浮力作用。以矮石墙作为桥的基础,在上面建设桥墩,由于其底面积大,在压力相同时,可以减小基底的 ,有效地增强基底的整体性,调整不均匀沉降。
10.如图所示,将两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中,当玻璃圆筒沿水平方向放置时,观察到两端橡皮膜凹进程度相同,说明水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左和F向右的大小关系是F向左 F向右;当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,再次观察两端橡皮膜凹进程度。通过以上探究,你认为浮力产生的原因是 。
11.如图所示,图甲为“蛟龙号”潜水艇执行完某次任务时的实景图,请画出图乙潜水艇静止在海面时所受浮力示意图。(O点为重心)
12.如图所示的是认识浮力的探究实验。
(1)将物体悬挂在弹簧测力计下端,如图甲实验所示,物重G= N。
(2)当用手向上托物体时,如图乙实验所示,手对物体向上的托力F= N。
(3)当物体浸入水中后,如图丙实验所示。将图丙实验与图甲、乙实验对照,说明水对物体也有向上的托力,即浮力。水对物体的浮力F浮= N。
(4)该实验是通过 法建立起浮力概念的。
13.图甲所示,将容器置于水平地面上,用细线拴着乒乓球固定,发现细线与铅垂线 (填“平行”或“不平行”);如图乙所示,将木块垫在容器一角,发现细线与铅垂线 (填“平行”或“不平行”)。这说明浮力的方向 。用图丙模型表示图乙情境,在图丙中画出乒乓球所受力的示意图。
1.如图所示,冰块浮于饮料上,冰块所受浮力的施力物体是( )
A.空气 B.柠檬 C.饮料 D.玻璃杯
2.弹簧测力计下悬挂一重为5N的物体,把物体浸没在水中时测力计的示数如图所示,则物体在水中所受的浮力是( )
A.0N B.5N C.2.6N D.2.4N
3.如图所示,A、B是可自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水。则一定不受浮力的是( )
A.A B.B C.C D.D
4.如图所示,我们研究浸没在液体(密度为ρ液)中的长方体,分析它受力的情况。长方体上、下表面的面积为S,上、下表面所处的深度分别记为h1、h2(h2>h1)。下列说法不正确的是( )
A.长方体两个相对的侧面所受液体的压力相互平衡
B.液体对长方体上表面的压力F1=ρ液gh1S
C.长方体上、下表面受到液体对它的压力差为F2﹣F1=ρ液mg(h2﹣h1)
D.浸在液体中的长方体排开的液体所受的重力等于G排=ρ液g(h2﹣h1)S
(多选)5.为了给正方体工件表面均匀地涂上某种油,需要用竖直向下的力F把漂浮在油面上的工件缓缓地压入油内,如图甲所示。工件的下底面与油面的距离为h,力F与h的大小关系如图乙所示。小明觉得图中CB的延长线BA段是没有意义的,老师告诉他,力F为负值时,表明它的方向与原来的方向相反了(g取10N/kg)。( )
A.分析BC段,随着h的增大,工件所受的浮力大小将变大,油对工件下底面的压强大小也将变大
B.若A点的坐标为(﹣a,0),则a=400N,从图像分析,a表示了工件所受的浮力
C.C点所对应状态下,工件所受的浮力为1000N
D.C点所对应状态下,油对工件下底面的压强为5000Pa
(多选)6.如图所示,甲、乙两个相同的平底烧杯放在水平桌面上,在两个烧杯中加入适量的清水,乙烧杯水面上漂浮有冰块,两杯水面恰好一样高,下列判断正确的是( )
A.甲烧杯对桌面的压力等于乙烧杯对桌面的压力
B.甲烧杯对桌面的压强小于乙烧杯对桌面的压强
C.乙烧杯中冰块熔化后,水对烧杯底的压力增大
D.乙烧杯中冰块熔化后,水对烧杯底的压强不变
(多选)7.以下情景中没有受到浮力的物体是 ( )
8.如图甲所示,使圆柱体缓慢下降,直至其全部没入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如图乙所示。则圆柱体受到的重力是 N;圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强是 Pa;圆柱体受到的最大浮力是 N。(g取10N/kg,忽略圆柱体下降过程中液面高度的变化)
9.如图所示,完全相同的a、b两个长方体,长度为h,悬浮在密度为ρ的液体中。若两长方体a、b下表面所受液体的压力分别为Fa、Fb,则Fa Fb(选填“>”、“<”或“=”)。
10.为了研究浮力,小明同学画出了如图所示的示意图,对于浸没在液体中的长方体物体,其所受浮力大小为 N,方向为 。
11.如图所示,浸没在液体中的物体,其下表面受到液体向上的压力 上表面受到液体向下的压力(选填“小于”或“大于”),这两个压力之间存在的 就是产生浮力的原因,浮力的大小与该物体所受重力的大小 (选填“有关”或“无关”)。
12.放入水中的乒乓球在地球上和在太空中的现象一样吗?下面我们一起来做几个小实验。将一个大饮料瓶的底剪掉,将一个直径略大于瓶口直径的乒乓球放入瓶内,向瓶里倒水,如图甲所示,乒乓球被水压在瓶底,同时有少量水从瓶口流出。乒乓球 浮力的作用,原因是乒乓球下表面 水对它的压强。(均填“受”或“不受”)
(1)如图乙所示,用瓶盖(或手)堵住漏水的瓶口,当乒乓球下面积满水时,乒乓球会上浮直至漂浮在水面上,乒乓球 (填“受”或“不受”)浮力的作用。
(2)如图丙所示为王亚平老师开展的浮力消失实验,当王亚平老师将乒乓球放入水中后,乒乓球并没有浮出水面,而是静止在原来的位置,你认为此时乒乓球 (填“受”或“不受”)浮力的作用。
(3)上述实验说明:
①浸在液体中的物体 (填“一定”或“不一定”)受到浮力。
②浮力产生的原因是液体受到重力作用,从而在液体中不同深度处产生的 不同,使得浸在液体中的物体受到向上和向下的压力 。
③当重力消失时,乒乓球各个表面受到水的压强大小 (填“相等”或“不相等”),浮力也就消失了,这就是浮力和重力伴生的现象。所以我们看到图丙中乒乓球在水中 (填“上浮”“下沉”或“停在原来位置”)。
13.“飞天”兴趣小组在模拟搭建月球科研基地时,选取了某种砖块作为建筑材料,钻取了一块圆柱体样品(样品不吸水)。已知g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,求:
(1)如图甲所示,利用弹簧测力计测得样品重力为4.2N,则该样品的质量m。
(2)如图乙所示,该样品浸没在水中时受到的浮力F浮。
(3)当该样品浸没在水中,上表面距水面4cm时,样品上表面所受水的压强p。
1.(2024 淮安)如图所示,漂浮在液面上的苹果处于静止状态,其受到重力的平衡力是( )
A.苹果对地球的引力 B.液体对苹果的浮力
C.苹果对液体的压力 D.液体所受到的重力
2.(2023 钦州)以下情景中没有受到浮力的物体是( )
3.(2024 云南)如图所示,用弹簧测力计悬挂重10N的金属块浸入水中,弹簧测力计的示数为7N.此时金属块所受浮力的大小和方向是( )
A.7N,竖直向上 B.10N,竖直向下
C.3N,竖直向下 D.3N,竖直向上
4.(2025 西藏)如图所示,重力为G的长方体物块悬浮在水中,受到的浮力为F浮,上表面受到水的压强为p1,压力为F1;下表面受到水的压强为p2,压力为F2。下列选项正确的是( )
A.p1>p2 B.F1>F2
C.F浮= F1﹣F2 D.F浮=G
5.(2024 鄂尔多斯)中国桥梁建设水平居于世界领先地位,下列和桥有关的表述中不正确的是( )
A.行人对桥的压力是由鞋的形变产生的
B.浸在水中的桥墩受到水的浮力作用
C.行驶在大桥上的汽车以桥为参照物是运动的
D.行驶到桥上最高点的汽车,如果所有力消失,车将做匀速直线运动
6.(2024 包头)如图,在游泳比赛中,运动员奋力向后划水,身体快速向前游动。关于运动员在水中受力和运动情况的分析,下列说法正确的是( )
A.运动员划水时不受浮力
B.运动员划水时受到水的推力向前游动
C.运动员加速划水,受到的惯性增大
D.运动员对水的力和水对运动员的力是一对平衡力
7.(2024 百色)下列物体中,不受浮力作用的是( )
A.在水中下沉的铁块 B.在水中的桥墩
C.浮在水面上的轮船 D.空中上升的气球
(多选)8.(2024 泸州)如图所示,甲、乙两个相同的平底烧杯放在水平桌面上,在两个烧杯中加入适量的清水,乙烧杯水面上漂浮有冰块,两杯水面恰好一样高,下列判断正确的是( )
A.甲烧杯对桌面的压力等于乙烧杯对桌面的压力
B.甲烧杯对桌面的压强小于乙烧杯对桌面的压强
C.乙烧杯中冰块熔化后,水对烧杯底的压力增大
D.乙烧杯中冰块熔化后,水对烧杯底的压强不变
9.(2024 海南)用弹簧测力计悬挂一个实心柱体,将它浸入水中静止时,其上表面恰好与水面相平。此时弹簧测力计的示数为3N,柱体下表面受到水的压力为2N,则柱体受到的浮力为 N,其密度是 kg/m3(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)。
10.(2024 枣庄)如图甲所示,使圆柱体缓慢下降,直至其全部没入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如乙所示。则圆柱体受到的重力是 N,圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强是 Pa,圆柱体受到的最大浮力是 N。(g取10N/kg,忽略圆柱体下降过程中液面高度的变化)
11.(2025 天津)请你运用掌握的实验技能解答下列问题。
(1)刻度尺使用:如图1中,测量某木块长度时,刻度尺放置正确的是图1中的 图;该木块的长度为 cm。
(2)天平使用:把天平放在水平桌面上,游码放在标尺左端零刻度线处,指针静止时如图2甲所示,应调节 ,使横梁平衡;在测量物体质量时,砝码放入右盘中,指针静止时如图2乙所示,应调节 ,使横梁平衡。(两空均选填“平衡螺母”或“游码”)
(3)弹簧测力计使用:弹簧测力计下悬挂一个重物,示数如图3甲所示;把重物浸在水中时,示数如图3乙所示。此时重物受到水的浮力为 N。
12.(2023 台州)2009年世界游泳锦标赛上,德国选手保罗 比德尔曼穿上了一款高科技连体泳衣。这款泳衣表面采用轻型聚合材料,能够捕获空气增加排开水的体积,从而增加运动员在水中受到的 ;同时它还使运动员身形光滑,从而减少了人体与水之间的 。
13.(2024 聊城)某中学研究性学习小组,驾船至东昌湖中。他们用细线系住石块,并用弹簧测力计测出其重力为6.0N.然后把石块放入湖水中,弹簧测力计的示数为3.6N.当石块触及湖底时,他们在细线上水面处做一标记,并测出石块到标记处的线长为4.8m.(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)在湖水中石块受到的浮力;
(2)湖水对此处湖底的压强;
(3)石块的密度。
14.(2024 黔西南州)如图甲所示,有一体积、质量忽略不计的弹簧,其两端分别固定在容器底部和正方体形状的物体上。已知物体的边长为10cm,弹簧没有发生形变时的长度为10cm,弹簧受到拉力作用后,伸长的长度ΔL与拉力F的关系如图乙所示。向容器中加水,直到物体上表面与液面相平,此时水深24cm。(g=10N/kg)求:
(1)物体受到水的浮力。
(2)打开出水口,缓慢放水,当弹簧处于没有发生形变的状态时,关闭出水口。求放水前后水对容器底部压强的变化量。
【参考答案】
1.【答案】B
【解答】浮力产生的原因是液体(或气体)对物体上下表面的压力差,A物体上表面没有受到水的压力,但下表面受到水的压力,因此水对A物体上下表面产生了的压力差,故A物体受浮力的作用;由图可知,水对B、C物体上下表面都产生了的压力差,故B、C物体都受浮力的作用;D物体上表面受到水的压力,但下表面没有受到水的压力,因此水对D物体没有产生向上的压力差,故D物体不受浮力的作用,故ACD不正确,B正确。
故选:B。
2.【答案】D
【解答】A、浮力产生的原因是液体对物体的压力差产生的,是物体浸入的液体产生的,物体不一定是浸入水中,其它的液体(如煤油、酒精灯)都可以,故A项说法不正确。
B、浮力是液体对物体的向上和向下的压力差,方向总是与物体受到的竖直向上的压力方向一致,浮力方向不会变化,故B项说法不正确。
C、浮力是对浸在液体中的物体产生的,物体不一定只是固体,其它的物体如水面上的油、水中的水银也一样受到浮力的作用,故C项说法不正确。
D、浮力是液体对物体的向上和向下的压力差,方向与物体受到的向上的压力方向一致,总是竖直向上的,这与竖直向下的重力方向相反,故D项说法正确。
故选:D。
3.【答案】A
【解答】浸入盐水中的鸡蛋,会受到盐水对鸡蛋上下表面的压力差,这个压力差就是浮力,故浮力的施力物体是盐水。
故选:A。
4.【答案】C
【解答】根据浮力产生的原因:F浮=F向上﹣F向下
则F向上=F浮+F向下=10N+4N=14N。
故选:C。
5.【答案】D
【解答】由F浮=F上﹣F下得,半球受到的水向上的压力:
F上=F浮+F下=80N+40N=120N。
故选:D。
6.【答案】竖直向上。
【解答】由图知,不管矿泉水瓶是竖直还是倾斜,拉住乒乓球的线始终是竖直的,说明浮力方向是竖直向上的。
故答案为:竖直向上。
7.【答案】5;25。
【解答】(1)由题知,F下表面=20N,F上表面=15N,
根据浮力产生的原因可得,铁块受到浮力:F浮=F下表面﹣F上表面=20N﹣15N=5N;
(2)液体的密度和铁块排开液体的体积保持不变,
所以根据F浮=ρ液gV排可知,铁块受到的浮力保持不变,
当上表面受到的压力增大为20N时,
下表面受到的压力为:F下表面′=F浮+F上表面′=5N+20N=25N。
故答案为:5;25。
8.【答案】1;1.1。
【解答】根据称重法可知物体浸没在水中时,受到的浮力:
F浮1=G﹣F拉1=4N﹣3N=1N;
物体浸没在盐水中时,受到的浮力:
F浮2=G﹣F拉2=4N﹣2.9N=1.1N。
故答案为:1;1.1。
9.【答案】不受;压强
【解答】“筏形基础”是向桥梁中轴线方向的江底抛置大量的石块,形成一条像筏子一样的矮石墙,它的底部不受水的压力的作用,浮力是由于物体上下表面的压力差引起的,则它在水中不受到浮力作用。
以矮石墙作为桥的基础,在上面建设桥墩,由于其底面积大,在压力相同时,通过最大受力面积,可以减小基底的压强。
故答案为:不受;压强。
10.【答案】=;液体对物体上下表面的压力差。
【解答】
(1)当玻璃圆筒沿水平方向放置时,由于在同一深度,由p=ρgh可知,液体压强相等,又因为受力面积相等,由p可知,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左=F向右;
(2)当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,h下大于h上,由p=ρgh可知,p向上大于p向下,又因为受力面积相等,由p可知,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上>F向下,此时竖直方向的合力不为0,方向竖直向上;因此液体会对玻璃圆筒产生向上的和向下的压力不相等,压力差F差=F向上﹣F向下=F浮,即浮力产生的原因是液体对物体上下表面的压力差。
故答案为:=;液体对物体上下表面的压力差。
11.【答案】
【解答】“蛟龙号”潜水艇静止在水面上,受到的浮力方向竖直向上,作用点在重心O上。
12.【答案】(1)5;(2)3;(3)2;(4)类比法
【解答】
(1)图甲中,将物体悬挂在弹簧测力计下端,物重等于弹簧测力计的示数,即G=5N;
(2)图乙中,弹簧测力计的示数为2N,与甲图相比,测力计示数减小了5N﹣2N=3N,则手对物体向上的托力为:F=3N;
(3)将丙实验与甲、乙实验对照,说明水对重物产生了向上的托力,即浮力;
在图丙中,测力计的示数为3N,则水对物体的浮力:F浮=G﹣F示=5N﹣3N=2N;
(4)本实验中,手托重物时测力计的示数减小,说明手对重物有向上的托力;把重物浸入液体中,测力计的示数也减小,通过类比的方法可知,液体对重物也有向上的托力(即浮力),所以实验建立浮力概念的物理方法是类比法。
故答案为:(1)5;(2)3;(3)2;(4)类比法。
13.【答案】平行;平行;竖直向上的;见解答图。
【解答】将水缸置于水平地面上,用细线拴着乒乓球固定在水中,因为乒乓球受到竖直向上的浮力作用,所以会发现细线与铅垂线平行;
同理,如图乙所示,将木块垫在容器一角,发现细线与铅垂线平行,说明浮力的方向是竖直向上的。
乒乓球在竖直向下的重力、拉力和竖直向上的浮力共同作用下保持平衡,从乒乓球重心开始,沿各力的方向画出各个力的示意图,如图所示:
故答案为:平行;平行;竖直向上的;见解答图。
1.【答案】C
【解答】因冰块漂浮于饮料上,所以冰块所受浮力的施力物体是饮料,方向竖直向上。
故选:C。
2.【答案】C
【解答】物体重力为5N,浸没在水中时弹簧测力计示数为2.4N,则浮力F浮=G﹣F=5N﹣2.4N=2.6N,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选:C。
3.【答案】C
【解答】
AD、由图可知,水对A、D物体上、下表面都产生了压力差,故A、D物体都受浮力的作用,故AD不符合题意;
B、B物体上表面没有受到水的压力,但下表面受到水的压力,因此水对B物体上、下表面产生了向上的压力差,故B物体一定受浮力的作用,故B不符合题意;
C、C物体上表面受到水的压力,但下表面没有受到水的压力,因此水对C物体上、下表面没有产生向上的压力差,故C物体一定不受浮力的作用,故C符合题意。
故选:C。
4.【答案】C
【解答】A、根据液体压强特点,相同深度液体向各个方向的压强相等,根据p可知,长方体浸没在液体中时,两个相对的侧面所受液体的压力同时作用在长方体上,且大小相等、方向相反、作用在同一条直线上是一对平衡力,故A正确;
B、液体对长方体上表面的压强:p1=ρ液gh1,由p可知,液体对长方体上表面的压力:F1=p1S=ρ液gh1S,故B正确;
C、液体对长方体下表面的压强:p2=ρ液gh2,由p可知,液体对长方体下表面的压力:F2=p2S=ρ液gh2S,因此长方体上、下表面受到液体对它的压力差:F2﹣F1=ρ液gh2S﹣ρ液gh1S=ρ液g(h2﹣h1)S,故C错误;
D、由浮力产生的原因可知,物体受到的浮力:F浮=F2﹣F1=ρ液g(h2﹣h1)S,由阿基米德原理可知,浸在液体中的长方体排开的液体所受的重力:G排=F浮=ρ液g(h2﹣h1)S,故D正确。
故选:C。
5.【答案】AC
【解答】
A.分析图乙中的BC段,工件浸没的深度增加了,工件浸没的体积变大了,所以工件所受的浮力变大。工件下底面距液面变深,由公式P=ρgh可知,下底面所受压强变大。故A正确。
B.A点说明h=0,即工件没有接触液体,所以A点对应向上的拉力F=400N,即工件的重力为400N,此时A没有受浮力。故B错
C.C点,工件全部浸没,工件受重力、压力和浮力平衡,所以F浮=G工件+F压,由乙图知此时F压为600N,由B选项知G工件为400N,所以F浮=400N+600N=1000N,故C正确。
D.C点说明工件正好全部浸没,所以工件的边长为0.5m,由C可知工件所受浮力为1000N,由公式F浮=F下﹣F上,因工件恰好完全浸没,所以F上=0,所以F下=F浮=1000N,所以下表面所受压力为1000N,所以工件下表面所受压强
,故D错。
故选AC。
6.【答案】AD
【解答】A、由于冰块漂浮,则冰块受到的浮力等于冰块重,根据F浮=ρ水V排g可知:冰块受到的重力等于排开的水重,已知甲、乙容器水面等高,则甲容器的总重等于乙容器的总重,由于水平面上的物体产生的压力与重力相等,所以甲、乙烧杯对桌面的压力相等,由p知甲、乙烧杯对桌面的压强相等,故A正确,B错误;
CD、冰漂浮于水面上时,受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=G冰﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
又因冰熔化成水后,其质量不变,重力不变,
所以,G冰化水=ρ水gV冰化水=G冰﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得:ρ水gV排=ρ水gV冰化水,
则V排=V冰化水,
即:冰熔化为水的体积等于冰排开水的体积。
所以,冰块全部熔化后,水面高度不会发生变化,根据p=ρgh可得水对杯底的压强不变,由F=pS知水对烧杯底的压力不变,故C错误,D正确。
故选:AD。
7.【答案】AD
【解答】浮力是浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)向上托起的力。
A、太空中没有空气,所以太空中运行的“天宫一号”不受到浮力,故A符合题意;
B、空中上升的热气球排开一定体积的气体,受到空气的浮力,故B不符合题意;
C、大海深处的鲸受到水的向上托起的力,即受到浮力,故C不符合题意;
D、桥墩由于底面埋在淤泥下,不能与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,根据浮力产生的原因可知桥墩不受浮力作用,故D符合题意。
故选:AD。
8.【答案】2.0;1000;0.5。
【解答】由图像可知,当h=0时,弹簧测力计示数为2N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知
G=F拉=2N;
由图知物体下降高度到10cm时,下表面接触水面,下降20cm时圆柱体刚好浸没水中,此时圆柱体下表面距水面距离是10cm,则下表面受到水的压强为:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×10×10﹣2m=1000Pa;
圆柱体完全浸入水中的情况,此时圆柱体受到的拉力为1.5N,则圆柱体受到的浮力:
F浮=G﹣F=2N﹣1.5N=0.5N。
故答案为:2.0;1000;0.5。
9.【答案】>
【解答】因为物体a上表面的深度比物体b上表面的深度更深,且表面积也更大,
根据p、p=ρgh可得F=pS=ρghS得,可知长方体a的上表面受到的压力大于b上表面受到的压力,
又因为两长方体相同,都悬浮在同种液体中,所以受到的浮力相同,
由F浮=F向上﹣F向下得,a的下表面受到的压力大于b下表面受到的压力。
故答案为:>。
10.【答案】0.6;竖直向上。
【解答】长方体物体受到的浮力:
F浮=F向上﹣F向下=2.4N﹣1.8N=0.6N,
浮力的方向是竖直向上的。
故答案为:0.6;竖直向上。
11.【答案】大于;压力差;无关
【解答】据相同深度处液体向各个方向的压强相等的特点可知,物体浸没在液体中时,它的侧面受到的各个方向液体的压力相互平衡,即可以相互抵消;
而物体上、下表面所受的液体压力是不同的,
设上表面所处的深度为h1,下表面所处的深度为h2。
则上表面受到的压强为p向下=ρ液gh1,受到的压力为F向下=p向下S=ρ液gh1S;
下表面受到的压强为p向上=ρ液gh2,受到的压力为F向上=P向上S=ρ液gh2S。
因为h1<h2,
所以F向上>F向下,
则液体对物体产生向上的压力和向下的压力不相等,压力差就产生了浮力,即F浮=F向上﹣F向下.浮力的大小与该物体所受重力的大小无关。
故答案为:大于;压力差;无关
12.【答案】不受;不受;
(1)受;
(2)不受;
(3)①不一定;②压强;不同;③相等;停在原来位置。
【解答】图甲中,乒乓球被水压在瓶底,它的下方没有水,所以乒乓球不受浮力的作用,原因是乒乓球下表面没有水对它产生压强;
(1)如图乙所示,当乒乓球下面积满水时,乒乓球会上浮直至漂浮在水面上,此时乒乓球受浮力的作用;
(2)如图丙王亚平老师将乒乓球放入水中后,乒乓球静止在原来的位置,此时乒乓球不受浮力的作用;
(3)①浸在液体中的物体不一定受到浮力;
②浮力产生的原因是液体受到重力作用,从而在液体中不同深度处产生的压强不同,使得浸在液体中的物体受到向上和向下的压力不同;
③当重力消失时,乒乓球各个表面受到水的压强大小相等,浮力也就消失了,这就是浮力和重力伴生的现象;
所以我们看到图丙中乒乓球在水中会停在原来位置。
故答案为:不受;不受;
(1)受;
(2)不受;
(3)①不一定;②压强;不同;③相等;停在原来位置。
13.【答案】(1)该样品的质量为0.42kg;
(2)该样品浸没在水中时受到的浮力F浮为3N;
(3)当该样品上表面距水面4cm处时,样品上表面所受水的压强p为400Pa。
【解答】(1)利用弹簧测力计测得样品重力为4.2N,则该样品的质量为:
m0.42kg;
(2)根据图中弹簧测力计的分度值为0.2N,示数F示=1.2N;
F浮=G﹣F示=4.2N﹣1.2N=3N;
(3)上表面距水面4cm时,样品上表面所受水的压强为:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa。
答:(1)该样品的质量为0.42kg;
(2)该样品浸没在水中时受到的浮力F浮为3N;
(3)当该样品上表面距水面4cm处时,样品上表面所受水的压强p为400Pa。
1.【答案】B
【解答】A、苹果对地球的引力和苹果的重力,不是作用在同一物体上,所以不是一对平衡力,故不合题意;
B、液体对苹果的浮力和苹果的重力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一个物体上,是一对平衡力,故符合题意;
C、苹果对液体的压力和苹果的重力,不是作用在同一物体上,所以不是一对平衡力,故不合题意;
D、液体所受到的重力和苹果的重力,不是作用在同一物体上,所以不是一对平衡力,故不合题意。
故选:B。
2.【答案】A
【解答】A、太空中没有空气,故太空中运行的“天宫一号”不受到浮力,故A符合题意;
B、空中上升的热气球受到空气的浮力,故B不符合题意;
C、浮力是浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)向上托起的力,航行的“辽宁号”受到水的向上托起的力,即受到浮力,故C不符合题意;
D、下潜的“蛟龙”号在水中尽管下沉,但仍然受到浮力,故D不符合题意。
故选:A。
3.【答案】D
【解答】如图,金属块所受浮力为F浮=G﹣F示=10N﹣7N=3N;方向竖直向上。
故选:D。
4.【答案】D
【解答】A、由p=ρgh可知p1<p2,故A错误;
B、结合p可知F1<F2,故B错误;
C、F浮=F向上﹣F向下= F2﹣F1,故C错误;
D、物体悬浮,浮力等于重力,即F浮=G,故D正确。
故选:D。
5.【答案】B
【解答】A、行人对桥的压力是由于鞋的形变,要恢复原状而对地面产生的弹力,故A正确;
B、浸在水中的桥墩由于底面埋在淤泥下,没有与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,则桥墩不受浮力作用,故B错误;
C、以桥为参照物,汽车的位置不断发生变化,所以汽车是运动的,故C正确;
D、根据牛顿第一定律可知,行驶到桥上最高点的汽车,如果所受的力全部消失,汽车将做匀速直线运动,故D正确。
故选:B。
6.【答案】B
【解答】A、运动员在划水时受到浮力,故A错误;
B运动员划水时给水先后的力,物体间力的作用是相互的,水给运动员先前的力,向前的力,故B正确;
C、运动员加速划水,受到的惯性不变,故C错误;
D、运动员对水的力和水对运动员的力不是同一物体,所以不是一对平衡力,故D错误。
故选:B。
7.【答案】B
【解答】
ACD、在水中下沉的铁块、浮在水面上的轮船、空中上升的气球,都受到液体或气体向上的压力,由浮力的产生原因可知,它们都受到浮力作用,故ACD不符合题意;
B、桥墩由于底面埋在地下,其底面不与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,则桥墩不受浮力作用,故B符合题意;
故选:B。
8.【答案】AD
【解答】A、由于冰块漂浮,则冰块受到的浮力等于冰块重,根据F浮=ρ水V排g可知:冰块受到的重力等于排开的水重,已知甲、乙容器水面等高,则甲容器的总重等于乙容器的总重,由于水平面上的物体产生的压力与重力相等,所以甲、乙烧杯对桌面的压力相等,由p知甲、乙烧杯对桌面的压强相等,故A正确,B错误;
CD、冰漂浮于水面上时,受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=G冰﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
又因冰熔化成水后,其质量不变,重力不变,
所以,G冰化水=ρ水gV冰化水=G冰﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得:ρ水gV排=ρ水gV冰化水,
则V排=V冰化水,
即:冰熔化为水的体积等于冰排开水的体积。
所以,冰块全部熔化后,水面高度不会发生变化,根据p=ρgh可得水对杯底的压强不变,由F=pS知水对烧杯底的压力不变,故C错误,D正确。
故选:AD。
9.【答案】2;2.5×103。
【解答】用弹簧测力计悬挂一个实心柱体,将它浸入水中静止时,其上表面恰好与水面相平,柱体下表面受到水的压力为2N,则柱体受到的浮力为:
F浮=F下=2N;
此时弹簧测力计的示数为3N,根据F浮=G﹣F示可知,
G=F浮+F示=2N+3N=5N;
根据阿基米德原理可知,柱体的体积为:
V=V排2×10﹣4m3,
柱体的密度为:
ρ2.5×103kg/m3。
故答案为:2;2.5×103。
10.【答案】2.0;1000;0.5
【解答】圆柱体未浸入水中时,测力计测圆柱体的重力,测力计的示数最大,
由图乙可知,圆柱体的重力为G=F0=2.0N;
物体完全浸没时,所受浮力与浸没的深度无关,测力计的示数也不变,
由图乙可知圆柱体刚好浸没时浸入的深度为h=20cm﹣10cm=10cm=0.1m,
圆柱体下表面受到水的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;
由图乙可知,圆柱体完全浸没时,测力计的示数为F示=1.5N,
根据称重法可得,圆柱体受到的最大浮力:F浮=G﹣F示=2.0N﹣1.5N=0.5N。
故答案为:2.0;1000;0.5。
11.【答案】(1)乙;5.30;(2)平衡螺母;游码;(3)2;
【解答】
(1)刻度尺使用时,有刻度的一边要紧靠被测物体,并且物体的一端要与零刻度线对齐,所以乙的放置方法正确;该木块的长度为5.30cm,应估读到分度值的下一位;
(2)把天平放在水平桌面上,游码放在标尺左端零刻度线处,指针偏右,应调节平衡螺母使横梁平衡;
在测量物体质量时,砝码放入右盘中,指针偏左,说明左边重,此时不能再调平衡螺母,应调节游码使横梁平衡;
(3)弹簧测力计的分度值为0.2N,图甲的示数为4N,图乙的示数为2N,根据称重法测浮力F浮=G﹣F拉=4N﹣2N=2N。
故答案为:(1)乙;5.30;(2)平衡螺母;游码;(3)2;
12.【答案】浮力;摩擦力
【解答】∵F浮=ρ水v排g,连体泳衣能增加排开水的体积,
∴运动员在水中受到的浮力将增大;
连体泳衣使运动员身形光滑,减小了接触面的粗糙程度,而减少人体与水之间的摩擦力,使运动员游得更快。
故答案为:浮力,摩擦力。
13.【答案】见试题解答内容
【解答】(1)石块受到浮力F=G﹣F拉=6N﹣3.6N=2.4N。
(2)∵测出石块到标记处的线长为4.8m,
∴水深h=4.8m,
P=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×4.8m=4.8×104Pa。
(3)石块体积为V,由F=ρ水Vg得:
V2.4×10﹣4m3,
石块的质量m0.6kg,
石块的密度ρ石2.5×103kg/m3。
答:(1)石块受到的浮力是2.4N。
(2)湖水对此处湖底的压强是4.8×104Pa。
(3)石块的密度是2.5×103kg/m3。
14.【答案】见试题解答内容
【解答】(1)物块刚好完全浸没在水中,则有:V排=V物=(0.1 m)3=1×10﹣3m3,
物体所受的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N;
(2)由图甲可知,当物体上表面与液面齐平时,物体上表面距容器底的距离为h=24cm,弹簧伸长的长度:ΔL=24cm﹣10cm﹣10cm=4cm,
由图乙可知,此时弹簧对物体的拉力为F拉=4N,
木块的重力:G物=F浮﹣F拉=10N﹣4N=6N,
当弹簧处于没有发生形变的自然状态时,L弹簧=10cm,
此时物体受的浮力:F浮'=G物=6N,
由F浮=ρ水gV排可得,物体排开水的体积:
V排'6×10﹣4m3,
物体浸入水中的深度:h浸0.06m;
此时水的深度:h'=L弹簧+h浸=0.1m+0.06m=0.16m;
放水前后水对容器底部压强的变化量:
Δp=p﹣p'=ρ水g(h﹣h')=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.24m﹣0.16m)=800Pa。
答:(1)物体受到水的浮力为10N;
(2)放水前后水对容器底部压强的变化量为800Pa。
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