8.6 浮力 题型专练(原卷版+解析版)北师大版(郭玉英)(新教材)八年级下册

文档属性

名称 8.6 浮力 题型专练(原卷版+解析版)北师大版(郭玉英)(新教材)八年级下册
格式 zip
文件大小 2.6MB
资源类型 教案
版本资源 北师大版
科目 物理
更新时间 2026-03-19 00:00:00

文档简介

北师大版(2024)八年级下册 第八章 压强和浮力第六节 浮力 题型专练(参考答案)
【题型1】浮力的概念
【典例】关于浮力,下列说法中正确的是(  )
A.浸在液体中的物体,上浮时受浮力,下沉时不受浮力
B.浮力是液体或气体对物体向上的压力
C.沉入水底的物体不受浮力
D.浮力是物体受到液体或气体向上托起的力
【答案】D
【解析】浸在液体或气体中的物体,一般都要受到浮力作用,上浮时受浮力,下沉时也受浮力。故A错误;
浮力产生的原因是下表面受到向上压力和上表面受到的向下压力的合力,即上下表面的压力差,也物体受到液体或气体向上托起的力,不是液体或气体对物体向上的压力,故B错误,D正确。
C、沉入水底时,物体和底部之间是有缝隙的,所以受浮力,故C错误;
【强化训练1】下列关于浮力的说法中正确的是(  )
A.浮力方向与重力方向相反
B.浮力都是由水产生的
C.在不同液体中浮力的方向会不同
D.只有固体才会受到浮力的作用
【答案】A
【解析】A、浮力是液体对物体的向上和向下的压力差,力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。则该选项说法正确。
B、物体浸在液体中,由于物体上、下表面所处的深度不同,液体会对物体产生的一个向上的压力大于向下的压力,这两个压力差是浮力。由此可知:浮力是有产生的原因是液体对物体的压力差产生的,故该选项说法不正确。
C、浮力是液体对物体的向上和向下的压力差,力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,则该选项中说法不正确。
D、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。则该选项中说法不正确。
【强化训练2】下列关于浮力的说法中错误的是(  )
A.在海中游泳的人受到海水对他的浮力
B.飘在空中的氢气球受到空气对它的浮力
C.将一石块扔到水中,石块在下沉的过程中不受浮力
D.在水中升起的木块受到浮力
【答案】C
【解析】浸在液体或气体中的物体都会受到液体或气体对它向上托的力即浮力,下沉的物体也受浮力作用,在海中游泳的人、飘在空中的氢气球、在水中升起的木块都受到浮力作用;
将一石块扔到水中,石块在下沉的过程中也受浮力作用,故ABD正确、C错误。
【强化训练3】关于浮力,下列说法中正确的是(  )
A.浸在液体中的物体,上浮时受浮力,下沉时不受浮力
B.浮力是液体或气体对物体向上的压力
C.沉入水底的物体不受浮力
D.浮力是物体受到液体或气体向上托起的力
【答案】D
【解析】浸在液体或气体中的物体,一般都要受到浮力作用,上浮时受浮力,下沉时也受浮力。故A错误;
浮力产生的原因是下表面受到向上压力和上表面受到的向下压力的合力,即上下表面的压力差,也物体受到液体或气体向上托起的力,不是液体或气体对物体向上的压力,故B错误,D正确。
C、沉入水底时,物体和底部之间是有缝隙的,所以受浮力,故C错误;
【强化训练4】下列关于浮力的说法中错误的是(  )
A.在海中游泳的人受到海水对他的浮力
B.飘在空中的氢气球受到空气对它的浮力
C.将一石块扔到水中,石块在下沉的过程中不受浮力
D.在水中升起的木块受到浮力
【答案】C
【解析】浸在液体或气体中的物体都会受到液体或气体对它向上托的力即浮力,下沉的物体也受浮力作用,在海中游泳的人、飘在空中的氢气球、在水中升起的木块都受到浮力作用;
将一石块扔到水中,石块在下沉的过程中也受浮力作用,故ABD正确、C错误。
【题型2】称重法求浮力
【典例】如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示数为F1;将铁块缓慢浸没水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2.下列判断正确的是(  )
A.水对溢水杯底部的压强 p甲<p乙
B.水对溢水杯底部的压力 F甲>F乙
C.铁块受到的浮力 F 浮=F2﹣F1
D.小烧杯中水的重力 G=F1﹣F2
【答案】D
【解析】A、甲乙液面相平,且液体均为水,根据p=ρgh可知,水对溢水杯底部的压强相等,即p甲=p乙,故A错误;
B、溢水杯的底面积不变,受到的压强相同,根据F=pS可知容器底部受到的水的压力的大小不变,即F甲=F乙,故B错误;
C、F1为铁块浸没水中前的拉力(等于铁块的重力),F2为铁块浸没水中后的拉力,根据称重法测浮力可知,铁块受到的浮力F浮=F1﹣F2,故C错误;
D、根据阿基米德原理可知,铁块所受浮力等于排开水的重力,所以小烧杯中水的重力(排开水的重力)G=F浮=F1﹣F2,故D正确。
【强化训练1】如图是长方体下降浸入水槽的过程中,弹簧测力计读数F随长方体下降高度h变化的图像。下列说法不正确的是(  )
A.长方体重18N
B.长方体受到水的浮力方向为竖直向上
C.长方体受到的最大浮力是12N
D.时,长方体受到的浮力是15N
【答案】D
【解析】AB段,下降高度变化,弹簧测力计的示数不变,说明长方体未浸入水中,测力计测量的是长方体的重力为18N,故A正确,不符合题意;浮力是液体对物体上下表面的压力差形成的,方向竖直向上,故B正确,不符合题意;图示中,BC段,下降高度增大,测力计示数变小,说明浮力变大,CD段,下降高度变大,测力计示数不变,说明长方体浸没水中,排开水的体积最大,所受的浮力最大,据称重法知,长方体受到的最大浮力
F浮=G-FD=18N-6N=12N,故C正确,不符合题意;由图示知,h=4cm时,测力计的示数为15N,长方体所受的浮力F浮1=G-F1=18N-15N=3N,故D错误。
【强化训练2】如图所示,用弹簧测力计拉着一个重为4N的物体浸没在液体中,则物体受到的浮力是(  )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】由图可知,物体浸没在液体中,测力计的示数为2.8N,根据称重法可知,物体受到的浮力为F浮=G-F示=4N-2.8N=1.2N故选B。
【强化训练3】如图用弹簧测力计悬挂一个重力为G的物体,物体浸没在水中静止时,弹簧测力计有示数,且示数为F,物体所受浮力为F浮。下列说法正确的是(  )
A.G<F
B.G=F浮
C.G=F+F浮
D.G>F+F浮
【答案】C
【解析】根据称重法求浮力可知,
物体受到的浮力:F浮=G﹣F,则G=F+F浮,故ABD错误,C正确,
【强化训练4】如图所示,甲图中弹簧测力计下挂一不吸水长方体物块,从盛有适量水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中,弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系如图乙所示,容器底面积为200cm2,则物块浸没时的浮力大小为 N,浸没前后容器对小桌压强变化量为
Pa。
【答案】8 400
【解析】由图乙可知,物块的重力为G=12N,浸没时弹簧测力计的示数为F=4N,由称重法可知,物块浸没时的浮力大小为F浮=G-F=12N-4N=8N,浸没前后容器对小桌的压力变化量等于物块所受的浮力,即ΔF=F浮=8N,所以浸没前后容器对小桌压强变化量为
【强化训练5】用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好相平,如图甲所示,由此处匀速下放物块,直至浸没于水中。物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示,对于此图回答以下问题:()
(1)物块受到的重力为 N;
(2)物块浸没在水中时受到的浮力是 N;
(3)物块刚好浸没时下表面受到水的压力为 N。
【答案】(1)8 (2)4 (3)4
【解析】(1)由图乙可知,物块未浸入水中时,弹簧测力计示数为8N,由称重法可知,物块的重力为8N。(2)由图乙可知,物块浸没在水中时,弹簧测力计示数为4N,由称重法测浮力可知,物块浸没在水中时受到的浮力为(3)物块刚好浸没时,弹簧测力计示数为4N,由称重法测浮力可知,此时物块受到的浮力为
物块受到的浮力等于下表面受到水的压力减去上表面受到水的压力,物块刚好浸没时,上表面受到水的压力为0,此时,物块受到的浮力等于下表面受到水的压力,故物块刚好浸没时下表面受到水的压力为4N。
【强化训练6】如图所示水平台面上有一个足够深,底面积为的柱形容器,容器中水深20cm,现将一圆柱体A悬挂在弹簧测力计下端,弹簧测力计的示数为1.2N。物体A没有放入水中前,水对容器底部的压强是 Pa;若缓慢的把物体放入液体中,当弹簧测力计的示数为0.8N时,则此时A受到的浮力为_____ N。
【答案】2000 0.4
【解析】物体A没有放入水中前,水对容器底部的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa,若缓慢的把物体放入液体中,当弹簧测力计的示数为0.8N时,则此时A受到的浮力为F浮=G-F=1.2N-0.8N=0.4N
【题型3】判断物体是否受到浮力
【典例】如图所示的甲、乙、丙三个物体,底部均与容器底密切接触,向容器内逐渐注水,则受到水的浮力的物体是(  )
A.甲、乙、丙三个物体
B.甲物体
C.乙物体
D.丙物体
【答案】C
【解析】如图所示,水面与各物体上表面相平,则水对物体上表面的压力为零;
甲物体为上小下大,底部均与容器底密切接触,所以下表面没有受到水竖直向上的压力,侧面也没有受到水向上的压力,根据浮力的产生原因可知,甲物体没有受到的浮力作用;
乙物体上大下小,物体下表面跟容器的底部紧密接触,没有受到水竖直向上的压力,但水对乙物体的侧面有向上的压力,所以根据浮力的产生原因可知,乙物体受到浮力的作用;
丙物体为长方体,下表面跟容器的底部紧密接触,所以,长方体的下表面没有受到水竖直向上的压力,根据浮力的产生原因可知,丙物体没有受到的浮力作用。
【强化训练1】如图所示,将一个塑料吸盘挤压空气后吸在玻璃缸的底部。如果向玻璃缸内轻轻加水,则加水后吸盘将(  )
A.因受到水向上的浮力而离开玻璃缸底
B.因受到水向下的浮力而更紧地贴在玻璃缸底
C.因受到水向上的压力而离开玻璃缸底
D.因受到水向下的压力而更紧地贴在玻璃缸底
【答案】D
【解析】将一个塑料吸盘挤压空气后吸在玻璃缸的底部,如果向玻璃缸内轻轻加水,吸盘受到水向下的压力,但由于水不能进入吸盘内部,不能对吸盘产生向上的压力,根据浮力产生的原因可知,吸盘不受浮力作用,则加水后吸盘因受到水向下的压力而更紧地贴在玻璃缸底。故选项ABC错误、D正确。
【强化训练2】将一小石块和小木块抛入一杯水中,结果发现木块浮在水面上,而石块却沉入水中,就此现象,下列分析正确的是(  )
A.木块受到浮力,石块不受浮力
B.木块不受到浮力,石块受到浮力
C.木块和石块都不受浮力
D.木块和石块都受到浮力
【答案】D
【解析】水中的石块和木块在水中上下表面存在压力差,也就是都受到浮力作用,故A、B、C不符合题意;
【强化训练3】如图所示,将一个塑料吸盘挤压空气后吸在玻璃缸的底部。如果向玻璃缸内轻轻加水,则加水后吸盘将(  )
A.因受到水向上的浮力而离开玻璃缸底
B.因受到水向下的浮力而更紧地贴在玻璃缸底
C.因受到水向上的压力而离开玻璃缸底
D.因受到水向下的压力而更紧地贴在玻璃缸底
【答案】D
【解析】将一个塑料吸盘挤压空气后吸在玻璃缸的底部,如果向玻璃缸内轻轻加水,吸盘受到水向下的压力,但由于水不能进入吸盘内部,不能对吸盘产生向上的压力,根据浮力产生的原因可知,吸盘不受浮力作用,则加水后吸盘因受到水向下的压力而更紧地贴在玻璃缸底。故选项ABC错误、D正确。
【强化训练4】物体浸在水中受到的浮力是由于水对物体向 和向 的压力差产生的。
【答案】上;下。
【解析】物体浸在水中受到的浮力是由于水对物体向上和向下的压力差产生的。
【强化训练5】2022年10月12日“天宫课堂”第三课在中国空间站开讲,神舟十四号飞行乘组航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课。其中的“水球变懒”实验,将注射器对准固定的水球进行喷气,水球开始振动起来,而且比较剧烈;然后将一个空心钢球放进水球内部,再次喷气,观察到水球振动变慢,即“水球变懒”,如图所示。加入钢球后,水球整体惯性 (选填“变大”“不变’或“变小”);钢球 (选填“有”或“没有”)受到水的浮力。
【答案】变大;没有。
【解析】加入钢球后,水球整体质量变大,所以其惯性变大。
浮力产生的原因:物体受到向上的压力大于向下的压力,存在压力差产生了浮力;在太空中水和钢球处于完全失重状态,水不会对浸入其中的物体产生压力,所以在太空失重环境下浮力消失,则钢球没有受到水的浮力。
【强化训练6】如图所示,边长为L的正方体,全浸在水中,上表面与液面相平行,距液面距离为h,则前、后、左、右各侧面对应部分压强相等、合力为 ;上表面受到水的压强为 ,则上、下表面的压力差为 。由此可知,浮力的实质即是 。
【答案】零;ρ水gh;ρgL3;液体对物体向上和向下的压力差。
【解析】已知正方体,全浸在水中,上表面与液面相平行,距液面距离为h,则前、后、左、右各侧面对应部分压强相等,则合力为零;
上表面受到水的压强p上=ρgh;
下表面受到水的压强p下=ρg(h+L);
由p=ρgh可得,物体上表面受到的压力:F上=ρghS=F=ρghL2;
下表面受到的压力:F下=ρg(h+L)L2;
上、下表面的压力差ΔF=F下﹣F上=F下﹣F上=ρg(h+L)L2﹣ρghL2=ρgL3。
物体受到的浮力:F浮=G排=ρgV排=ρgL3。
由此可知,浮力的实质即是液体对物体向上和向下的压力差。
【题型4】压差法求浮力
【典例】如图所示,一个铁块在水中沉底(铁块与容器底部不密合),水对该铁块向上和向下的压力分别为F1和F2。下列说法正确的是(  )
A.F1的大小一定大于F2的大小
B.F1与F2的合力方向竖直向下
C.F1与F2的合力小于铁块所受浮力
D.F1与F2的合力等于铁块所受重力
【答案】A
【解析】A、铁块下表面的深度大于上表面,则下表面受到的压强大于上表面,下表面和上表面面积相同,即受力面积相同,根据可得F=pS,可知F1的大小一定大于F2的大小,故A正确。
B、F1与F2是同一直线上的两个力,F1大竖直向上,F2竖直向下,且F1大于F2,故其合力方向竖直向上,故B错误。
C、根据浮力产生的原因可知,F1与F2的合力等于铁块所受浮力,故C错误。
D、铁块在水中沉底,根据物体浮沉条件可知,浮力小于重力,而F1与F2的合力等于浮力,所以F1与F2的合力小于铁块所受重力,故D错误。
【强化训练1】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.14N
B.10N
C.6N
D.4N
【答案】A
【解析】由题意可知,物体受到的浮力F浮=10N,上表面受到水向下的压力F向下=4N,由浮力产生的原因可得:F浮=F向上﹣F向下,则物体下表面受到水向上的压力:F向上=F浮+F向下=10N+4N=14N。
【强化训练2】正方体铁块浸没在水中,上表面受到水的压力为60N,下表面受到水的压力为90N,则铁块受到水对它的压力差为 N,受到的浮力为 N。
【答案】30;30。
【解析】物体受到的浮力等于物体上、下表面受到水的压力差,
F浮=F下表面﹣F上表面=90N﹣60N=30N。
【强化训练3】将一个质量为500g,边长为10cm的正方体物块浸没于水中,静止时物块上表面离水面5cm。求:(g取10N/kg)
(1)正方体物块下表面受到水的压强
(2)正方体物块受到的浮力(应用浮力产生的原因求解)
【答案】(1)正方体物块下表面受到的压强是1.5×103Pa,
(2)物块受到的浮力大小是10N。
【解析】(1)物块下表面距离水面的深度:h=h1+L=0.05m+0.1m=0.15m,
物块下表面受到的压强:
p下表面=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1.5×103Pa;
(2)物块的底面积S=L2=0.1m×0.1m=0.01 m2,
下表面受到水向上的压力:
F下表面=p下表面S=1.5×103Pa×0.01 m 2=15N;
上表面受到水的压强:
p上表面=ρgh1=1.0×103kg/m3×10 N/kg×0.05m=5×102Pa,
上表面受到水向下的压力:
F上表面=p上表面S=5×102Pa×0.01 m2=5N,
因为物体受到的浮力等于物块上下表面受到的压力差,
所以F浮=F下表面﹣F上表面=15N﹣5N=10N。
【强化训练4】如图将一块木块放入水中,已知木块的下表面到水面的距离是10cm,木块的下表面面积是0.04m2。(g取10N/kg)求:
(1)木块下表面受到的压强多大?
(2)木块受到的浮力多大?
【答案】(1)木块下表面受到的压强为1000Pa;
木块受到的浮力为40N。
【解析】(1)木块下表面受到的压强为:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;
(2)根据p得,木块下表面受到的压力为:F向上=pS=1000Pa×0.04m2=40N;
因为木块漂浮在水面,则上表面受到水的压力为0N,所以木块受到的浮力为:F浮=F向上﹣F向下=40N﹣0N=40N。
【题型5】压差法和称重法的综合应用
【典例】在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止(水未溢出)。弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图像,如图乙所示。下列关于圆柱体的说法正确的是(  )
A.高为9cm
B.质量是12kg
C.刚好浸没时下表面受到水的压力为8N
D.浸没在水中时所受的浮力是4N
【答案】C
【解析】因为不计液面的变化,由图象得出圆柱体的高度h=7cm﹣3cm=4cm,故A错误;
由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体在空气中,则圆柱体的重力G=F示=12N,圆柱体的质量为m1.2kg,故B错误;
从h=7cm开始,弹簧测力计示数不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,根据称重法可知圆柱体受到的浮力为:F浮=G﹣F示=12N﹣4N=8N,即刚好浸没时下表面受到水的压力为8N,故C正确、D错误。
【强化训练1】如图所示,装有水的柱状容器置于水平地面上,正方体物块悬浮在水中,其上表面与水面平行,若物块上表面受到水的压力为F1、下表面受到水的压力为F2、受到的重力为G、受到的浮力为F浮,则(  )
A.F1大于F2
B.F1与F2是一对平衡力
C.F1与F2的合力大小大于F浮
D.F1与F2的合力大小等于G
【答案】D
【解析】液体压强随深度的增加而增大,由于下表面所处的深度较大,因而受到的液体压强较大,根据F=pS,受力面积相同,下表面受到的液体压力较大,即F1小于F2,而一对平衡力应满足的条件:大小相等,方向相反,作用在同一物体上,作用在一条直线上;由于这两个力大小不等,故不是平衡力,故AB错误;
物体上表面与水面平行,根据浮力产生的原因可知,上、下表面受到水压力的合力大小F合=F浮,
正方体物块M悬浮在水中,则F浮=G,所以F合=G,故C错误,D正确。
【强化训练2】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,其重力是 N。
【答案】2;5。
【解析】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示可知其重力:G=F浮+F示=2N+3N=5N。
【强化训练3】(1)弹簧测力计下悬挂一个重物,在空气中称量时的示数为3.2N,把重物浸在水中时的示数为2.2N。重物浸在水中时所受的浮力是多大?
(2)一个竖直悬挂在酒精中的圆柱体,上表面受到酒精的压力为5N,底部受到酒精的压力为13N。这个物体受到酒精的浮力为多大?
【答案】(1)重物浸在水中时所受的浮力是1N;
(2)这个物体受到酒精的浮力为8N。
【解析】(1)在空气中称量时的示数为G=3.2N,把重物浸在水中时的示数为F=2.2N了,根据称重法知,重物浸在水中时所受的浮力是
F浮=G﹣F=3.2N﹣2.2N=1N;
(2)根据浮力产生的原因知,这个物体受到酒精的浮力为
F′浮=F向上﹣F向下=13N﹣5N=8N
【题型6】探究浮力大小与哪些因素有关
【典例】探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验情形如图所示,其中所用金属块a和塑料块b的密度不同,但重力均为1.6N。下列分析正确的是(  )
A.金属块a浸没在水中,受到浮力的大小必为0.3N
B.利用甲、乙,可以得出:同一物体浸入水中深度越深,所受浮力越大的结论
C.利用乙、丙,可以得出:在同种液体中,物体密度越大,所受浮力越大的结论
D.利用丙、丁,可以初步得出:同一物体浸没在密度越大的液体中所受浮力越大的结论
【答案】D
【解析】金属块a浸没在水中,受到的浮力为:F浮=G﹣F拉=1.6N﹣1N=0.6N,故A错误;
根据F浮=G﹣F拉可知:金属a在甲中受到的浮力为:F浮=1.6N﹣1.3N=0.3N,所以利用甲、乙,可以得出同一物体浸入水中排开液体体积越大,所受浮力越大的结论,故B错误;
乙和丙中,a和b的体积不同,没有控制变量,所以利用乙、丙,不可以得出在同种液体中,物体密度越大所受浮力越大的结论,故C错误;
根据F浮=G﹣F拉可知:塑料块b在水中受到的浮力大,所以利用丙、丁,可以初步得出同一物体浸没在密度越大的液体中所受浮力越大的结论,故D正确。
【强化训练1】如图是探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形,物体A、B的体积密度均不同,但重力均为1.5N。下列分析正确的是(  )
A.乙图中A受到浮力大于丙图中B受到的浮力
B.甲、乙两图可以探究浮力的大小与深度的关系
C.乙、丙两图可以探究浮力的大小与物体密度的关系
D.丙、丁两图可以探究浮力的大小与液体密度的关系
【答案】D
【解析】乙、丙两图中液体密度相同,但丙图中物体排开液体的体积大于乙图中物体排开液体的体积,根据浮力公式可知,液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,所受的浮力越大,因此乙图中A受到浮力小于丙图中B受到的浮力,故A错误;
根据控制变量法,探究浮力的大小与深度的关系,需要控制液体密度和物体排开液体体积相同,物体浸入液体中的深度不同,甲、乙两图中液体密度相同,物体排开液体的体积不同,故B错误;
根据控制变量法,探究浮力的大小与物体密度的关系,需要控制液体密度和物体排开液体体积相同,物体密度不同,乙、丙两图中液体密度相同,物体密度不同,物体排开液体的体积不同,故C错误;
丙、丁两图中物体排开液体体积相同,液体密度不同,根据控制变量法,可以探究浮力的大小与液体密度的关系,故D正确。
【强化训练2】小陈同学做探究“浮力大小与液体密度的关系”实验,他猜想浮力的大小与液体密度有关。他利用大小和材料相同的A、B两金属块,密度不相等的两种液体(密度ρ浓盐水>ρ清水),弹簧测力计等进行实验。他先用弹簧测力计测出金属块A的重力,再将金属块A缓慢的浸入浓盐水中,让金属块A刚好完全浸没,不碰底不碰壁,记录弹簧测力计此时的示数F1,接下来的操作是 ;通过实验数据分析可得结论,如果出现 ,则说明浮力的大小与液体密度有关。
【答案】用弹簧测力计测出金属块B的重力,再将金属块B缓慢的浸入清水中,让金属块B刚好完全浸没,不碰底不碰壁,记录弹簧测力计此时的示数F2;F1≠F2。
【解析】探究“浮力大小与液体密度的关系”实验,控制其它条件相同,只改变液体的密度,大小和材料相同的A、B两金属块的重力相同,用弹簧测力计测出金属块A的重力,再将金属块A缓慢的浸入浓盐水中,让金属块A刚好完全浸没,不碰底不碰壁,记录弹簧测力计此时的示数F1,此时A受到的浮力为FA=G﹣F1;
接下来,用弹簧测力计测出金属块B的重力,再将金属块B缓慢的浸入清水中,让金属块B刚好完全浸没,不碰底不碰壁,记录弹簧测力计此时的示数F2,则B受到的浮力为FB=G﹣F2;
若出现F1≠F2,则两个金属块受到的浮力不同,说明浮力的大小与液体密度有关。
【强化训练3】用如图所示的装置可以验证浸没在液体中的物体受到的浮力与 之间的关系,物体排开液体体积大小为 (选用图中字母)。
【答案】物体排开液体所受的重力;V2﹣V1。
【解析】用如图所示的装置,可以根据称重法得出物体受到的浮力F浮=F2﹣F1;物体排开液体的体积V排=V2﹣V1;根据G排=m排g=ρ液V排g算出物体排开液体所受的重力,从而验证浸没在液体中的物体受到的浮力与物体排开液体所受的重力的关系。
【强化训练4】在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下的猜想:
A:可能与物体浸没在液体中的深度有关;
B:可能与物体的密度有关;
C:可能与物体的体积有关;
D:可能与物体浸在中液体的体积有关;
E:可能与液体的密度有关。
为了验证上述猜想,小明利用下列器材做了如图所示的实验。
器材:体积相等的铁块、铜块,弹簧测力计,一杯水,一杯盐水,细绳。
(1)分析比较实验③④,可以验证猜想 是正确的;分析比较实验④⑤,可以验证猜想 是错误的(选填“A” “B” “C” “D”或“E”);
(2)分析比较实验①⑤与②⑥,可以验证猜想 是错误的(选填“A” “B” “C” “D”或“E”);
(3)分析比较实验 可得:浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关;
(4)该实验探究主要运用的科学探究方法是: ;请再列举一种物理学中常用的研究方法: 。
【答案】(1) D A (2)B (3)⑥⑦ (4) 控制变量法
蒸发快慢的影响因素
【解析】(1)在实验③④中,液体密度相同,但排开水的体积不同, 由图可知V排③F浮⑤=G①-F⑤=3N-1N=2N, 在实验②⑥中,铜块完全浸没在水中,由称重法计算可知
F浮⑥=G②-F⑥=4N-2N=2N所以, F浮⑤=F浮⑥比较可知,铁块和铜块排开水的体积相同,液体的密度相同,受到的浮力相同,说明物体受到的浮力与物体的密度无关,即猜想B错误。(3)研究物体所受浮力的大小与液体的密度有关,需控制排开液体的体积相同,浸没在不同液体中, 实验⑥⑦中,铜块排开液体的体积相同,浸没在不同的液体中,弹簧测力计的示数不同,即浮力不同,说明物体所受浮力的大小与液体的密度有关。(4)当研究一个物理量同时与多个因素有关时,需要把多因素的问题变成多个单因素的问题,所以需要采用控制变量法,每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物影响。由于液体的蒸发快慢与多个因素有关,所以探究蒸发快慢的影响因素时,需要运用控制变量法。
【题型7】验证阿基米德原理
【典例】利用图中实验装置验证阿基米德原理,当物块浸入盛满水的溢水杯中时,水会流入空桶中,下列说法正确的是(  )
A.物块从接触水面至浸没在水中任一位置(不接触溢水杯的杯底和杯壁),左右两侧弹簧测力计示数的变化量总是相等的
B.物块浸没在水中时深度越深,左侧弹簧测力计的示数越小
C.物块浸没在水中静止时与未浸入水中时相比,水对溢水杯杯底的压强变大
D.若实验前溢水杯未装满水,对实验结果没有影响
【答案】A
【解析】A、根据称重法测浮力F浮=G﹣F示可知:左侧的弹簧测力计示数变化量为F浮,右侧弹簧测力计示数变化量G桶+水﹣G桶=G排;根据阿基米德原理可知:F浮=G排;所以物块从接触液面至浸入水中任一位置,两侧弹簧测力计示数变化量总相等,故A正确。
B、物块浸没在水中时,深度越深,但排开水的体积不变、受到的浮力不变,物块的重力不变,由F浮=G﹣F示可知弹簧测力计的示数不变,故B错误;
C、物块浸没在水中静止时与未浸入水中时相比,溢水杯内水的深度不变,水对溢水杯底的压强不变,故C错误;
D、若实验前溢水杯未装满水,利用F浮=G﹣F示仍能测量浮力大小,测量的浮力大小不变,但溢出水的重力减小,右侧弹簧测力计示数减小,对实验有影响,故D错误。
【强化训练1】小华同学为探究浮力的大小做了如图所示的实验,四个实验步骤中弹簧测力计的示数分别F1、F2、F3、F4,它们之间的关系是(  )
A.F1﹣F3=F4﹣F2
B.F2﹣F3=F4﹣F1
C.F1﹣F4=F2﹣F3
D.F1=F2=F3=F4
【答案】B
【解析】根据称重法可知,浮力等于物体重力与物体浸入液体之后的弹簧测力计示数之差,即F浮=F2﹣F3,
浸在液体中的物体受到向上的浮力作用,浮力大小等于物体排开液体受到的重力,即F浮=F4﹣F1。
对照选项可知,B正确,ACD错误。
【强化训练2】探究完浮力的大小跟哪些因素有关,小枫用如图所示的实验装置做了一个课外实验。
他将溢水杯放在电子秤上,向底面积为100cm2的溢水杯中加水(水没有到达溢水口),在表格中记录下测力计A、B及电子秤的第一次实验数据。然后他将小球缓慢下降,当物体的部分体积浸在水中时,记录下第二次实验数据。最后他剪断系在物体上的细线,将小球缓慢沉入到水底后,记录下第三次的实验数据。关于小枫的课外实验,下列说法正确的是(  )
A.小球浸没时所受到的浮力为0.8N
B.小球的密度为2.4×103kg/m3
C.第三次实验电子秤的示数为600g
D.第三次实验水对溢水杯杯底的压强比第一次增大了20Pa
【答案】D
【解析】小球浸没时,弹簧测力计B增大示数为0.82N﹣0.02N=0.8N,
第二次实验时,溢出液体的重力为0.42N﹣0.02N=0.4N,
而浮力为2.00N﹣1.40N=0.6N,说明溢水杯中原来缺少0.6N﹣0.4N=0.2N水没有注满;
即排开液体的重力为0.8N+0.2N=1N,根据阿基米德原理知,所受到的浮力为1N,故A错误;
小球的重力G=2N,根据G=mg=ρVg,则2N=ρVg,
浸没时的浮力为1N,根据阿基米德原理知:1N=ρ水V排g,由于浸没V排=V;
解得ρ=2ρ水=2×103kg/m3;故B错误;
第三次实验小球沉底;溢出水的重力为0.8N,则减少水的质量m0.08kg=80g;小球的质量m球0.2kg=200g;
电子秤的示数为m'=m1+m球﹣m=500g+200g﹣80g=620g,故C错误;
第三次实验与第2次液面高度相同;从不满到满增大0.2N,柱形杯子,液体的压力等于重力,压力增大0.2N,
与水对溢水杯杯底的压强比第一次增大了p20Pa,故D正确。
【强化训练3】小聪想探究物体所受浮力大小与排开液体重力的定量关系,主要实验片段如图所示,则可归纳出的实验结论是 (写表达式);如果实验前,溢水杯未装满水,则所测得的石块排开水的重力会偏 (选填“大”或“小”)。
【答案】F浮=G排;小。
【解析】①根据称重法测浮力,由图可知,物体受到的浮力为:F浮=F2﹣F3=1.8N﹣1.2N=0.6N,
物体排开液体的重力:G排=F4﹣F1=1.0N﹣0.4N=0.6N,
可归纳出的实验结论为:F浮=G排;
②如果实验前溢水杯未装满水,会导致放入石块后,溢出的水比溢水杯装满水时溢出的水少,即实验所测得的石块排开水的重力会偏小。
【强化训练4】如图所示,图A、B、C、D、E是“探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系”实验的五个步骤。由图可知圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力F浮 N;由步骤B、C、D可得出结论:物体受到的浮力与 有关;由 两步骤可得出物块排开水所受的重力G排。比较F浮与G排,可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系。
【答案】1.2;物体排开液体的体积;AE。
【解析】由B知,物体的重力G=4.2N;由D知,圆柱体浸没在水中后,弹簧测力计的示数F=3N,圆柱体所受浮力F浮=G﹣F=4.2N﹣3N=1.2N;
由B、C、D图知,液体的密度相同,排开液体的体积不同,测力计的示数不同,根据F浮=G﹣F可知浸在同一种液体中的物体受到浮力的大小不同,因此得出结论:物体受到的浮力与物体排开液体的体积有关;
由图E得出物体排开液体和小桶的总重力,由图A得出空桶的重力,因此,由AE两步骤可得出物块排开水所受的重力G排。
【强化训练5】某小组的同学用溢水杯、弹簧测力计、小烧杯、水、石块、铁架台及细线等设计了如图所示的实验装置“验证阿基米德原理”。()
如图甲所示,若石块从接触水面到刚好浸没水中的过程中,左边弹簧测力计的示数
(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)根据实验中所测的物理量可列等式 (用图中字母表示),从而验证了阿基米德原理。
(3)以下情况会影响实验结论成立的是 。(选填“A”“B”或“C”)
A.图甲中水面未到达溢水杯的溢水口
B.图乙中石块未全部浸没在水中
C.溢水杯装满的是盐水
(4)同学们用酒精代替水,将石块完全浸没,发现此时的F3变大,说明浮力的大小与 有关。
【答案】(1)变小;
(2)F1﹣F3=F4﹣F2;
(3)A;
(4)液体密度。
【解析】(1)石块从接触水面到例好浸没水中的过程中,V排变大,浮力变大,所以拉力变小,测力计示数变小;
(2)图中实验数据可知,排开水的重量:G排=F4﹣F2=0.7N﹣0.2N=0.5N;F浮=G﹣F拉=F1﹣F3=0.5N;G排=F4﹣F2=0.7N﹣0.2N=0.5N
物体所受浮力等于排开的水重,即:F1﹣F3=F4﹣F2,
(3)图甲中水面未到达溢水杯的溢水口,会导致溢出的水少于排开的水,从而影响实验结论的成立;而V排的不同、液体的不同不影响实验结论的成立;故选A
(4)两次石块完全浸没,保持了V排不变,用酒精代替水,改变了液体的密度,浮力不同,说明说明浮力的大小与液体密度有关。
【强化训练6】小玲和小新想要探究“浮力大小与排开液体的质量的定量关系”。
(1)小玲将石块用细线悬挂在竖直的弹簧测力计的下方,当测力计与物体静止时,记录此时测力计的示数为F1,小玲指出此时测力计的示数即为石块的重力,其依据是: 。
(2)将溢水杯中装满水,用测力计钩挂石块,使石块浸没在水中,读出此时弹簧测力计的示数为F2,则石块受到的浮力F浮= (用所测量的物理量表示)。
(3)用托盘天平测量出被石块从溢水杯排到小烧杯中水的质量记为m。换用不同大小的石块多次实验,并将测得的实验数据整理至表格中如表格所示。
(4)请你帮助他们分析实验数据并得到结论。
(5)在本实验完成后,小玲想要进一步测量本实验使用的石块的密度,小新说无需测量,用现有的数据就可以计算得到石块的密度。请你用上面测量得到物理量的符号,写出石块密度的表达式:ρ石= (水的密度用ρ水表示)。
【答案】(1)二力平衡;(2)F1﹣F2;(4)浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体所受的重力;(5)。
【解析】(1)图中石块静止受力平衡,重力和弹簧测力计对它的拉力是平衡力,大小相等,故是根据二力平衡的条件测量重力。
(2)当石块浸没在水中时,石块受到重力G、浮力F浮和弹簧测力计的拉力F2,此时石块处于静止状态,根据力的平衡可知,这三个力的关系为G=F浮+F2,
由(1)得,G=F1,所以F浮=F1﹣F2;
(4)由(2)得F浮=F1﹣F2;
由表格信息得,第一次实验F1'=8N,F2'=4.8N,则F1浮'=F1'﹣F2'=8N 4.8N=3.2N排出水的质量m1=0.32kg,则G1排=m1g=0.32kg×10N/kg=3.2N;
即G1排=F1浮';
设第二次和第三次受到的浮力分别为F2浮'、F3浮',排开水的质量分别为G2排、G3排,同理可以得到G2排=F2浮',G3排=F3浮',所以分析实验数据可以得到结论:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体所受的重力。
(5)由(4)得浮力的大小等于物体排开液体所受的重力,即F浮=m水g……①
又因为F浮=F1﹣F2……②
联立①②得,,根据,所以石块的体积

又因为G石=m石g=F1,所以,所以石块密度

【题型8】理解阿基米德原理
【典例】将重为5N的物体放入盛满水的容器中,容器溢出3N重的水,物体受到的浮力(  )
A.一定等于3N
B.一定等于5N
C.可能等于2N
D.可能等于4N
【答案】A
【解析】容器盛满水,所以物体排开的水与溢出的水相同,其重力为3N,根据阿基米德原理,浮力就等于它排开的水的重力,因此,物体所受到浮力一定等于3N。
【强化训练1】形状不同的铝块、铁块、铜块浸没在水里,受到的浮力相同,由此可知它们的(  )
A.质量相同
B.体积相同
C.密度相同
D.物重相同
【答案】B
【解析】已知受到的浮力相同,根据公式F浮=ρgV排可知,排开的水的体积相同,
因为形状不同的铝块、铁块、铜块浸没在水里,所以排开的水的体积与物体的体积相等。
则由此可知它们的体积相同。
【强化训练2】在一只质量和体积均可不计的薄塑料袋中装入大半袋酒精,用弹簧测力计测出盛酒精的塑料袋所受重力的大小,再将塑料袋浸入水中。关于此过程下列说法中错误的是(  )
A.测力计示数减小,说明塑料袋所受的浮力增大
B.当测力计示数为零时,说明塑料袋所受浮力等于它自身的重力
C.当测力计示数为零时,塑料袋内液面比水面高
D.测力计示数减小,说明浮力只与物体浸入液体中的深度有关
【答案】D
【解析】盛酒精的塑料袋浸入水中,弹簧测力计的示数等于塑料袋的重力减去受到的浮力,浸入体积增大,塑料袋受到的浮力增大,则弹簧测力计的示数减小。可见,弹簧测力计示数减小,说明塑料袋所受的浮力增大,浸入液体中的深度改变,同时改变了排开液体的体积,不能说明浮力与物体浸入液体中的深度有关,故A正确、D错误;
当弹簧测力计的示数为0时,说明塑料袋处于漂浮状态,则塑料袋所受浮力等于它自身的重力,故B正确;
由阿基米德原理可知,弹簧测力计的示数为0时,浮力等于排开液体的重力,即F浮=ρ水gV排G=mg=ρ液gV;由于外侧水的密度大,故排开液体的条件小于酒精的体积,塑料袋内液面比水面高,故C正确。
【强化训练3】形状不同的铝块、铁块、铜块浸没在水里,受到的浮力相同,由此可知它们的(  )
A.质量相同
B.体积相同
C.密度相同
D.物重相同
【答案】B
【解析】已知受到的浮力相同,根据公式F浮=ρgV排可知,排开的水的体积相同,
因为形状不同的铝块、铁块、铜块浸没在水里,所以排开的水的体积与物体的体积相等。
则由此可知它们的体积相同。
【强化训练4】如图所示,将乒乓球压入水底,松手后乒乓球经过位置1和位置2,最终在位置3静止,则乒乓球受到的浮力随时间变化的关系为(  )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】乒乓球的重力不变。由图知,乒乓球经过位置1和位置2,到露出水面前,都浸没在水中,排开水的体积不变,水的密度一定,由F浮=ρ水gV排可知,这段过程中,乒乓球所受浮力最大,且不变;
乒乓球露出水面继续上浮直到静止时,它排开水的体积逐渐变小,由F浮=ρ水gV排可知,乒乓球所受浮力逐渐变小;
乒乓球静止后,处于漂浮状态,所受浮力等于重力,保持不变。
综上可知,在整个过程中,乒乓球受到的浮力先不变,再变小,最后不变,故D正确。
【强化训练5】古希腊科学家 对浸在液体里的物体的受力情况进行大量实验,得到结论:浸在液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它 。
【答案】阿基米德;排开液体所受的重力。
【解析】浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于它排开液体受到的重力,这就是著名的阿基米德原理,用公式表示为:F浮=G排=ρ液gV排。
【强化训练6】古希腊科学家 对浸在液体里的物体的受力情况进行大量实验,得到结论:浸在液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它 。
【答案】阿基米德;排开液体所受的重力。
【解析】浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于它排开液体受到的重力,这就是著名的阿基米德原理,用公式表示为:F浮=G排=ρ液gV排。
【强化训练7】小明潜水时,看到鱼儿在比自己位置更深处游,如图所示。此时,小明受到的浮力比鱼受到的浮力 ,海水对小明的压强比对鱼的压强 。(均选填“大”或“小”)
【答案】大;小。
【解析】小明和鱼浸没在水中,由图可知,小明排开水的体积大于鱼排水的体积,由F浮=ρ液gV排可知,小明受到的浮力比鱼受到的浮力大;
根据题意可知,鱼比小明的位置更深,根据p=ρgh可知,海水对小明的压强比对鱼的压强小。
【题型9】利用阿基米德原理定性判断浮力的大小
【典例】将充入氦气(密度小于空气)的气球口用细绳扎紧,细绳另一端系一块橡皮,橡皮置于电子秤上,此时电子秤显示1.7g,如图所示。其它条件均不变,继续向气球内充入氦气,确保气球不破裂,电子秤的示数将(  )
A.变大
B.变小
C.不变
D.以上情况均有可能
【答案】B
【解析】其它条件均不变,继续向气球内充入氦气,确保气球不破裂,导致气球的体积变大,根据阿基米德原理可知,气球受到向上的浮力变大;
橡皮受到竖直向下的重力,竖直向上的支持力以及浮力,三力平衡,即G=FN+F浮,充气的过程中,浮力逐渐变大,所以支持力逐渐变小;
又因为支持力和压力是一对相互作用力,压力变小,所以弹簧测力计的示数将会变小,所以ACD错误,B正确。
【强化训练1】如图所示为形状相同的三个物体在水中的状态,关于三个物体所受的浮力的说法正确的是(  )
A.A、B、C三个物体受到的浮力一样大
B.A物体在上浮,所以受到的浮力最大
C.B物体悬浮,受到的浮力比A 物体受的浮力小,比C物体受的浮力大
D.C物体在下沉,所以受到的浮力最小
【答案】A
【解析】三个物体形状相同,则体积相同,
三个物体都浸没在水中,排开水的体积都等于其自身体积,则三个物体排开水的体积相同,
根据F浮=ρ液gV排可知,三个物体所受浮力相等。
故A正确、BCD错误。
【强化训练2】小杰同学在“海底世界”游玩时,观察到鱼嘴里吐出的气泡上升时的情况如图所示,对气泡上升过程中受到的浮力和气泡受到的水的压强分析正确的是(  )
A.浮力不变,压强不变
B.浮力变小,压强变小
C.浮力变大,压强变小
D.浮力变大,压强变大
【答案】D
【解析】气泡在上升过程中,深度h变小,由p=ρgh得气泡受到水的压强变小;因此气泡的体积变大,则排开水的体积变大,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,气泡所受的浮力在变大。
【强化训练3】关于物体受到的浮力,下面说法中正确的是(  )
A.漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力大
B.物体没入水中越深受到的浮力越大
C.物体排开水的体积越大受到的浮力越大
D.物体的密度越大受到的浮力越小
【答案】C
【解析】比较沉在水底的物体和漂在水面的物体受到的浮力大小,关键是看排开水的体积大小,不知道排开水的体积大小,无法比较,故A错误;
物体浸没以后,不管在什么位置,排开水的体积不变,所受浮力也不变,故B错误;
根据F浮=ρgV排可知,水的密度一定,物体排开水的体积越大,受到的浮力越大,故C正确。
物体受到的浮力与物体密度的大小没有关系,故D错误。
【强化训练4】阿基米德受洗澡时水从澡盆溢出现象,解决了鉴定纯金王冠真伪。他将质量相等的王冠和纯金分别浸没在盛满水的容器,由于王冠掺入银后密度改变导致体积 (选填“变大”“变小”或“不变”),王冠溢出的水会 纯金溢出的水,此时王冠受到的浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)纯金受到的浮力(ρ金>ρ银)。
【答案】变大;大于;大于。
【解析】因为金的密度大于银的密度,则王冠掺入银后,其平均密度减小,由可知,王冠体积变大,所以王冠溢出的水就会大于纯金溢出的水,根据阿基米德原理可知,王冠受到的浮力大于纯金受到的浮力。
【强化训练5】如图所示,同一个圆锥,正挂时如图甲,倒挂时如图乙,都浸没在水中,则圆锥正挂时受到的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)倒挂时受到的浮力。若这个圆锥正挂时细线受到的拉力为8N,受到的浮力为4N,则这个物体的质量是 kg。
【答案】等于;1.2。
【解析】由图可知,圆锥正挂和倒挂时排开的液体的体积相同,液体的密度相同,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知圆锥正挂时受到的浮力等于倒挂时受到的浮力;
根据称重法F浮=G﹣F拉,这个物体的重力为:
G=F浮+F示=4N+8N=12N,
则这个物体的质量为:

【强化训练6】阿基米德受洗澡时水从澡盆溢出现象,解决了鉴定纯金王冠真伪。他将质量相等的王冠和纯金分别浸没在盛满水的容器,由于王冠掺入银后密度改变导致体积 (选填“变大”“变小”或“不变”),王冠溢出的水会 纯金溢出的水,此时王冠受到的浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)纯金受到的浮力(ρ金>ρ银)。
【答案】变大;大于;大于。
【解析】因为金的密度大于银的密度,则王冠掺入银后,其平均密度减小,由可知,王冠体积变大,所以王冠溢出的水就会大于纯金溢出的水,根据阿基米德原理可知,王冠受到的浮力大于纯金受到的浮力。
【题型10】利用阿基米德原理计算浮力
【典例】如图所示是小敏同学在“探究影响浮力大小的因素”时的实验,已知不吸水的长方体A,底面积为200cm2的圆柱形容器中原来盛有10cm深的水或盐水(g取10N/kg)。下列说法中正确的是(  )
A.物块A密度是1.6×103kg/m3
B.物块A在水中受到的最大浮力是5N
C.f装置中盐水对圆柱形容器底部的压强是1.32×103Pa
D.小敏认为浸在液体中的物体,受到的浮力为跟它浸入液体深度有关
【答案】C
【解析】由a可知,物体A的重力为GA=8N,由c可知,当物体A 完全浸没在水中时,弹簧测力计的示数为F拉1=4N,
物块A在水中受到的最大浮力:F浮1=G﹣F拉1=8N﹣4N=4N,故B错误;
由于物块A浸没在水中,由F浮=ρ水gV排可知,物块A的体积:,
由G=mg可知,物块A的质量:mA0.8kg,
物块A的密度:ρA2×103kg/m3,故A错误;
由图f知,此时弹簧测力计的示数为F拉2=3.6N,根据称重法可知,此时物体A受到的浮力:F浮2=G﹣F拉2=8N﹣3.6N=4.4N,
根据F浮=ρ液gV排可知,盐水密度:ρ盐水1.1×103kg/m3,
由V=Sh可知,物体A浸没后液面上升的高度:2cm,
此时盐水的液面高度h=h′+Δh=10cm+2cm=12cm=0.12m,
所以盐水对容器底部的压强:,故C正确;
由图c、d、e可知,当物体浸没在液体中,深度增加,弹簧测力计的示数不变,表示物体所受浮力不会增加,所以物体受到的浮力为跟它浸入液体深度无关,故D错误。
【强化训练1】深外物理项目式学习小组利用弹簧测力计、合金块、细线、笔、纸等,将弹簧测力计改装成可以测量液体密度的工具(合金块始终浸没在液体中)。他们的部分改装过程如下:先将合金块浸没在水中,静止时如图甲所示,读出并记录弹簧测力计的示数F1为3.0N;再将擦干后的合金块浸没在酒精中,静止时如图乙所示,读出并记录弹簧测力计的示数F2为3.2N。然后在弹簧测力计上F1和F2相应的刻度线处分别标上水和酒精的密度值。(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,酒精的密度ρ酒精=0.8×103kg/m3,g取10N/kg)下列说法中不正确的是(  )
A.合金块的体积是0.8×10﹣4m3
B.合金块的重力为4N
C.改装后的弹簧测力计上1.0N刻度线对应的液体密度值为3.0×103kg/m3
D.若只更换成体积更小的合金块,改装后的测量液体密度的工具分度值会变大
【答案】A
【解析】AB、根据称重法测浮力F=G﹣F浮和阿基米德原理可知:
3.0N=G﹣ρ水gV=G﹣1.0×103kg/m3×10N/kg×V……①
3.2N=G﹣ρ酒精gV=G﹣0.8×103kg/m3×10N/kg×V……②;
联立①②两式可得:V=1×10﹣4 m3;G=4N,故A错误、B正确;
C、由②得:F示=4N﹣ρ液×10N/kg×10﹣4 m3;
故待测液体的密度和弹簧测力计的示数的关系:
ρ液=4×103kg/m3﹣F示×103 kg/(N m3)……③;
把F示=1.0N代入③得,ρ液=3.0×103kg/m3,即改装后的弹簧测力计上1.0N刻度线对应的液体密度值3.0×103kg/m3,故C正确;
D、相同间隔表示的浮力大小不变,若只更换成体积更小的合金块,根据阿基米德原理知,表述的液体的密度变大,故D正确。
【强化训练2】实验课上,老师和同学们测量盐水的密度,他们用弹簧测力计、烧杯、水(密度用ρ水表示)、金属块A、盐水以及不吸水的细线等器材完成了图中实验,下列分析正确的是(  )
A.要测量金属块A浸没在水中的浮力,合理的测量顺序是②→①
B.计算金属块A浸没在水中的浮力F=2N
C.金属块A的浮力大小与金属密度有关
D.盐水的密度表达式
【答案】D
【解析】要测量金属块A浸没在水中的浮力,先测量金属块A的重力,在测量金属块A浸没在水中弹簧测力计的示数,合理的测量顺序是①→②,故A错误;
根据称重法可知,金属块A浸没在水中的浮力:F=G﹣F示=F1﹣F2=4.5N﹣3.2N=1.3N,故B错误;
根据浮力的大小影响因素可知,金属块A的浮力大小与金属块排开液体的体积以及液体的密度有关,与金属块的密度无关,C错误;
在水中金属块A受到的浮力:F浮水=F1﹣F2,
在盐水中金属块A受到的浮力:F浮盐水=F1﹣F3,
因为金属块A都是浸没在两种液体之中,排开液体的体积和金属块A的体积相同,即V排=VA,根据公式F浮=ρ液gV排可知,
则盐水的密度:,故D正确。
【强化训练3】有一个梯形物体浸没在水中,如图所示,当时大气压为p0,水的密度为ρ,深度为H,物块高度为h,体积为V,较小的下底面面积为S,与容器底紧密接触,其间无水。则该物体所受的浮力为(  )
A.0
B.ρ(V﹣hS)g
C.ρgV﹣(p0+ρgH)S
D.ρgV
【答案】C
【解析】若物体与容器底不是紧密接触,物体受到的浮力:
F浮=ρVg,
现在物体与容器底紧密接触,此时物体受到的浮力应该减去大气压作用在下表面上的力和水作用在下表面上的力,
因为大气压作用在下表面上的力F气=p0S,
水作用在下表面上的力F水=pS=ρgHS,
所以F浮′=ρVg﹣(p0S+ρgHS)=ρgV﹣(p0+ρgH)S。
【强化训练4】小喆同学想利用浮力知识测量苹果的密度:把溢水杯放在水平桌面上,水面恰好到达溢水口,将一苹果轻轻放入杯内,静止时,溢出162cm3的水,则苹果在水中所受浮力为 N;用一细铁丝将苹果完全压入水中时,又溢出18cm3的水,苹果的密度为 kg/m3(g=10N/kg)
【答案】1.62;0.9×103。
【解析】根据阿基米德原理可得,苹果在水中所受浮力为:

分析可知,苹果浸没在装满水的溢水杯里苹果的体积等于排开水的总体积为:

根据物体的浮沉条件可知苹果的重力等于其漂浮时受到的浮力为1.62N,则苹果的密度为:

【强化训练5】体积为10﹣3m3的物体,浸没在水中时受到浮力的大小为 N,若物体受到的重力为8N,其受到重力和浮力的合力大小为 N。
【答案】9.8;1.8。
【解析】因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,物体浸没在水中时受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×1×10﹣3m3=9.8N;
若物体受到的重力为8N,
因物体受到重力和浮力的方向相反、作用在同一直线上,且G<F浮,
所以,物体受到重力和浮力的合力:
F合=F浮﹣G=9.8N﹣8N=1.8N。
【强化训练6】“青岛号”导弹驱逐舰满载时的排水量是4800t,当它满载时,行驶在海面上受到的浮力为 N,排开水的体积为 m3。(g取10N/kg,)
【答案】4.8×107;4800。
【解析】根据阿基米德原理可得,当它满载时,行驶在海面上受到的浮力:
F浮=G排=m排g=4800×103kg×10N/kg=4.8×107N;
根据F浮=ρ液gV排可得,排开水的体积:V排4800m3。
【强化训练7】容器中装有一定量的水,水中有一木块由细线系着与容器底部相连,如图所示。木块的体积为4×10﹣3m3,此时木块所受浮力为 N,细线的拉力为 N。(ρ木=0.6×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】40 16
【解析】木块完全浸没在水中,则木块排开水的体积:V排=V=4×10﹣3m3,
所以此时木块所受浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣3m3=40N,
根据G=mg、ρ可得,木块的重力:G木=mg=ρVg=0.6×103kg/m3×4×10﹣3m3×10N/kg=24N。
对木块受力分析:F浮=F拉+G,
所以绳子对木块的拉力:F拉=F浮﹣G木=40N﹣24N=16N,
根据力的作用的相互性可得,细线所受拉力大小为16N。
【题型11】称重法和原理法的综合应用
【典例】某同学用石块、细线、弹簧测力计、烧杯、水等器材,进行如图所示的实验探究,g取10N/kg。下列说法错误的是(  )
A.石块的质量为0.5kg
B.石块浸没在水中时,受到的浮力为2N
C.石块的密度为 2.5×103kg/m3
D.从乙图所示位置继续下降,测力计示数将变大
【答案】D
【解析】A.根据图甲可知,石块在空气中的重力等于弹簧测力计的示数为G=5N。石块的质量为
,故A正确;
B.由图示乙可知,石块浸没在水中时弹簧测力计示数为F=3N,则石块受到的浮力为
F浮=G F=5N 3N=2N,故B正确;
C.石块的体积为

石块的密度为
,故C正确;
D.由图示可知,从乙图所示位置继续下降,石块排开水的体积不变,由阿基米德原理可知,石块受到的浮力不变,由平衡条件可知,测力计示数不变,故D错误。
【强化训练1】在弹簧测力计下悬挂一个实心小球,弹簧测力计的示数是8N,把实心小球浸没在密度为0.8×103kg/m3的油中,弹簧测力计的示数是6N,下列说法正确的是(  )
A.小球受到的浮力是6N
B.小球的质量是0.2kg
C.小球的体积是2.5×10﹣4m3
D.小球的密度是3.2×103g/cm3
【答案】C
【解析】由题意可知,小球的重力G=F拉1=8N,浸没在油中小球受到的拉力F拉2=6N,则小球受到的浮力F浮=G﹣F拉2=8N﹣6N=2N,故A错误;
由G=mg可得,小球的质量m0.8kg,故B错误;
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以由F浮=ρ液gV排可得,小球的体积V=V排2.5×10﹣4m3,故C正确;
小球的密度ρ3.2×103kg/m3=3.2g/cm3,故D错误。
【强化训练2】如图甲所示,体积为200cm3的实心金属块悬挂在细绳的下端静止时,细绳对金属块的拉力为F1;如图乙所示,底面积为100cm2的开口薄壁容器内装有适量的液体,放在水平桌面上,将金属块浸没在容器内的液体中静止时,容器内的液面升高了1cm,容器对桌面的压力增加了2N,此时细绳对金属块的拉力为F2,且F1与F2之比为4:3。液体密度为
kg/m3,拉力F2的大小是 N。
【答案】1×103;6。
【解析】根据力的作用是相互的,物体受到的浮力等于物体对水杯的压力,即对桌面的增大的压力,则浮力为F浮=2N;
根据称重法测量浮力知,F浮=F1﹣F2=2N;
而F1:F2=4:3;
则F1=8N;F2=6N;
实心金属块排开液体的体积:V排=200cm3=2×10﹣4m3,
根据阿基米德原理知,液体的密度为ρ液1×103kg/m3;
容器内的液面升高了1cm,液体对容器底部的压力增加了:
ΔF=ΔpS=ρ液gΔhS=ρ液×10N/kg×0.01m×100×10﹣4m2=1N,故A错误;故D正确。
【强化训练3】(1)弹簧测力计下悬挂一个重物,在空气中称量时的示数为3.2N,把重物浸在水中时的示数为2.2N。
(1)重物浸在水中时所受的浮力是多大?
(2)一个竖直悬挂在酒精中的圆柱体,上表面受到酒精的压力为5N,底部受到酒精的压力为13N。这个物体受到酒精的浮力为多大?
【答案】(1)重物浸在水中时所受的浮力是1N;
(2)这个物体受到酒精的浮力为8N。
【解析】(1)在空气中称量时的示数为G=3.2N,把重物浸在水中时的示数为F=2.2N了,根据称重法知,重物浸在水中时所受的浮力是
F浮=G﹣F=3.2N﹣2.2N=1N;
(2)根据浮力产生的原因知,这个物体受到酒精的浮力为
F′浮=F向上﹣F向下=13N﹣5N=8N北师大版(2024)八年级下册 第八章 压强和浮力第六节 浮力 题型专练
【题型1】浮力的概念
【典例】关于浮力,下列说法中正确的是(  )
A.浸在液体中的物体,上浮时受浮力,下沉时不受浮力
B.浮力是液体或气体对物体向上的压力
C.沉入水底的物体不受浮力
D.浮力是物体受到液体或气体向上托起的力
【强化训练1】下列关于浮力的说法中正确的是(  )
A.浮力方向与重力方向相反
B.浮力都是由水产生的
C.在不同液体中浮力的方向会不同
D.只有固体才会受到浮力的作用
【强化训练2】下列关于浮力的说法中错误的是(  )
A.在海中游泳的人受到海水对他的浮力
B.飘在空中的氢气球受到空气对它的浮力
C.将一石块扔到水中,石块在下沉的过程中不受浮力
D.在水中升起的木块受到浮力
【强化训练3】关于浮力,下列说法中正确的是(  )
A.浸在液体中的物体,上浮时受浮力,下沉时不受浮力
B.浮力是液体或气体对物体向上的压力
C.沉入水底的物体不受浮力
D.浮力是物体受到液体或气体向上托起的力
【强化训练4】下列关于浮力的说法中错误的是(  )
A.在海中游泳的人受到海水对他的浮力
B.飘在空中的氢气球受到空气对它的浮力
C.将一石块扔到水中,石块在下沉的过程中不受浮力
D.在水中升起的木块受到浮力
【题型2】称重法求浮力
【典例】如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示数为F1;将铁块缓慢浸没水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2.下列判断正确的是(  )
A.水对溢水杯底部的压强 p甲<p乙
B.水对溢水杯底部的压力 F甲>F乙
C.铁块受到的浮力 F 浮=F2﹣F1
D.小烧杯中水的重力 G=F1﹣F2
【强化训练1】如图是长方体下降浸入水槽的过程中,弹簧测力计读数F随长方体下降高度h变化的图像。下列说法不正确的是(  )
A.长方体重18N
B.长方体受到水的浮力方向为竖直向上
C.长方体受到的最大浮力是12N
D.时,长方体受到的浮力是15N
【强化训练2】如图所示,用弹簧测力计拉着一个重为4N的物体浸没在液体中,则物体受到的浮力是(  )
A.
B.
C.
D.
【强化训练3】如图用弹簧测力计悬挂一个重力为G的物体,物体浸没在水中静止时,弹簧测力计有示数,且示数为F,物体所受浮力为F浮。下列说法正确的是(  )
A.G<F
B.G=F浮
C.G=F+F浮
D.G>F+F浮
【强化训练4】如图所示,甲图中弹簧测力计下挂一不吸水长方体物块,从盛有适量水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中,弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系如图乙所示,容器底面积为200cm2,则物块浸没时的浮力大小为 N,浸没前后容器对小桌压强变化量为
Pa。
【强化训练5】用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好相平,如图甲所示,由此处匀速下放物块,直至浸没于水中。物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示,对于此图回答以下问题:()
(1)物块受到的重力为 N;
(2)物块浸没在水中时受到的浮力是 N;
(3)物块刚好浸没时下表面受到水的压力为 N。
【强化训练6】如图所示水平台面上有一个足够深,底面积为的柱形容器,容器中水深20cm,现将一圆柱体A悬挂在弹簧测力计下端,弹簧测力计的示数为1.2N。物体A没有放入水中前,水对容器底部的压强是 Pa;若缓慢的把物体放入液体中,当弹簧测力计的示数为0.8N时,则此时A受到的浮力为_____ N。
【题型3】判断物体是否受到浮力
【典例】如图所示的甲、乙、丙三个物体,底部均与容器底密切接触,向容器内逐渐注水,则受到水的浮力的物体是(  )
A.甲、乙、丙三个物体
B.甲物体
C.乙物体
D.丙物体
【强化训练1】如图所示,将一个塑料吸盘挤压空气后吸在玻璃缸的底部。如果向玻璃缸内轻轻加水,则加水后吸盘将(  )
A.因受到水向上的浮力而离开玻璃缸底
B.因受到水向下的浮力而更紧地贴在玻璃缸底
C.因受到水向上的压力而离开玻璃缸底
D.因受到水向下的压力而更紧地贴在玻璃缸底
【强化训练2】将一小石块和小木块抛入一杯水中,结果发现木块浮在水面上,而石块却沉入水中,就此现象,下列分析正确的是(  )
A.木块受到浮力,石块不受浮力
B.木块不受到浮力,石块受到浮力
C.木块和石块都不受浮力
D.木块和石块都受到浮力
【强化训练3】如图所示,将一个塑料吸盘挤压空气后吸在玻璃缸的底部。如果向玻璃缸内轻轻加水,则加水后吸盘将(  )
A.因受到水向上的浮力而离开玻璃缸底
B.因受到水向下的浮力而更紧地贴在玻璃缸底
C.因受到水向上的压力而离开玻璃缸底
D.因受到水向下的压力而更紧地贴在玻璃缸底
【强化训练4】物体浸在水中受到的浮力是由于水对物体向 和向 的压力差产生的。
【强化训练5】2022年10月12日“天宫课堂”第三课在中国空间站开讲,神舟十四号飞行乘组航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课。其中的“水球变懒”实验,将注射器对准固定的水球进行喷气,水球开始振动起来,而且比较剧烈;然后将一个空心钢球放进水球内部,再次喷气,观察到水球振动变慢,即“水球变懒”,如图所示。加入钢球后,水球整体惯性 (选填“变大”“不变’或“变小”);钢球 (选填“有”或“没有”)受到水的浮力。
【强化训练6】如图所示,边长为L的正方体,全浸在水中,上表面与液面相平行,距液面距离为h,则前、后、左、右各侧面对应部分压强相等、合力为 ;上表面受到水的压强为 ,则上、下表面的压力差为 。由此可知,浮力的实质即是 。
【题型4】压差法求浮力
【典例】如图所示,一个铁块在水中沉底(铁块与容器底部不密合),水对该铁块向上和向下的压力分别为F1和F2。下列说法正确的是(  )
A.F1的大小一定大于F2的大小
B.F1与F2的合力方向竖直向下
C.F1与F2的合力小于铁块所受浮力
D.F1与F2的合力等于铁块所受重力
【强化训练1】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.14N
B.10N
C.6N
D.4N
【强化训练2】正方体铁块浸没在水中,上表面受到水的压力为60N,下表面受到水的压力为90N,则铁块受到水对它的压力差为 N,受到的浮力为 N。
【强化训练3】将一个质量为500g,边长为10cm的正方体物块浸没于水中,静止时物块上表面离水面5cm。求:(g取10N/kg)
(1)正方体物块下表面受到水的压强
(2)正方体物块受到的浮力(应用浮力产生的原因求解)
【强化训练4】如图将一块木块放入水中,已知木块的下表面到水面的距离是10cm,木块的下表面面积是0.04m2。(g取10N/kg)求:
(1)木块下表面受到的压强多大?
(2)木块受到的浮力多大?
【题型5】压差法和称重法的综合应用
【典例】在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止(水未溢出)。弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图像,如图乙所示。下列关于圆柱体的说法正确的是(  )
A.高为9cm
B.质量是12kg
C.刚好浸没时下表面受到水的压力为8N
D.浸没在水中时所受的浮力是4N
【强化训练1】如图所示,装有水的柱状容器置于水平地面上,正方体物块悬浮在水中,其上表面与水面平行,若物块上表面受到水的压力为F1、下表面受到水的压力为F2、受到的重力为G、受到的浮力为F浮,则(  )
A.F1大于F2
B.F1与F2是一对平衡力
C.F1与F2的合力大小大于F浮
D.F1与F2的合力大小等于G
【强化训练2】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,其重力是 N。
【强化训练3】(1)弹簧测力计下悬挂一个重物,在空气中称量时的示数为3.2N,把重物浸在水中时的示数为2.2N。重物浸在水中时所受的浮力是多大?
(2)一个竖直悬挂在酒精中的圆柱体,上表面受到酒精的压力为5N,底部受到酒精的压力为13N。这个物体受到酒精的浮力为多大?
【题型6】探究浮力大小与哪些因素有关
【典例】探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验情形如图所示,其中所用金属块a和塑料块b的密度不同,但重力均为1.6N。下列分析正确的是(  )
A.金属块a浸没在水中,受到浮力的大小必为0.3N
B.利用甲、乙,可以得出:同一物体浸入水中深度越深,所受浮力越大的结论
C.利用乙、丙,可以得出:在同种液体中,物体密度越大,所受浮力越大的结论
D.利用丙、丁,可以初步得出:同一物体浸没在密度越大的液体中所受浮力越大的结论
【强化训练1】如图是探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形,物体A、B的体积密度均不同,但重力均为1.5N。下列分析正确的是(  )
A.乙图中A受到浮力大于丙图中B受到的浮力
B.甲、乙两图可以探究浮力的大小与深度的关系
C.乙、丙两图可以探究浮力的大小与物体密度的关系
D.丙、丁两图可以探究浮力的大小与液体密度的关系
【强化训练2】小陈同学做探究“浮力大小与液体密度的关系”实验,他猜想浮力的大小与液体密度有关。他利用大小和材料相同的A、B两金属块,密度不相等的两种液体(密度ρ浓盐水>ρ清水),弹簧测力计等进行实验。他先用弹簧测力计测出金属块A的重力,再将金属块A缓慢的浸入浓盐水中,让金属块A刚好完全浸没,不碰底不碰壁,记录弹簧测力计此时的示数F1,接下来的操作是 ;通过实验数据分析可得结论,如果出现 ,则说明浮力的大小与液体密度有关。
【强化训练3】用如图所示的装置可以验证浸没在液体中的物体受到的浮力与 之间的关系,物体排开液体体积大小为 (选用图中字母)。
【强化训练4】在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下的猜想:
A:可能与物体浸没在液体中的深度有关;
B:可能与物体的密度有关;
C:可能与物体的体积有关;
D:可能与物体浸在中液体的体积有关;
E:可能与液体的密度有关。
为了验证上述猜想,小明利用下列器材做了如图所示的实验。
器材:体积相等的铁块、铜块,弹簧测力计,一杯水,一杯盐水,细绳。
(1)分析比较实验③④,可以验证猜想 是正确的;分析比较实验④⑤,可以验证猜想 是错误的(选填“A” “B” “C” “D”或“E”);
(2)分析比较实验①⑤与②⑥,可以验证猜想 是错误的(选填“A” “B” “C” “D”或“E”);
(3)分析比较实验 可得:浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关;
(4)该实验探究主要运用的科学探究方法是: ;请再列举一种物理学中常用的研究方法: 。
【题型7】验证阿基米德原理
【典例】利用图中实验装置验证阿基米德原理,当物块浸入盛满水的溢水杯中时,水会流入空桶中,下列说法正确的是(  )
A.物块从接触水面至浸没在水中任一位置(不接触溢水杯的杯底和杯壁),左右两侧弹簧测力计示数的变化量总是相等的
B.物块浸没在水中时深度越深,左侧弹簧测力计的示数越小
C.物块浸没在水中静止时与未浸入水中时相比,水对溢水杯杯底的压强变大
D.若实验前溢水杯未装满水,对实验结果没有影响
【强化训练1】小华同学为探究浮力的大小做了如图所示的实验,四个实验步骤中弹簧测力计的示数分别F1、F2、F3、F4,它们之间的关系是(  )
A.F1﹣F3=F4﹣F2
B.F2﹣F3=F4﹣F1
C.F1﹣F4=F2﹣F3
D.F1=F2=F3=F4
【强化训练2】探究完浮力的大小跟哪些因素有关,小枫用如图所示的实验装置做了一个课外实验。
他将溢水杯放在电子秤上,向底面积为100cm2的溢水杯中加水(水没有到达溢水口),在表格中记录下测力计A、B及电子秤的第一次实验数据。然后他将小球缓慢下降,当物体的部分体积浸在水中时,记录下第二次实验数据。最后他剪断系在物体上的细线,将小球缓慢沉入到水底后,记录下第三次的实验数据。关于小枫的课外实验,下列说法正确的是(  )
A.小球浸没时所受到的浮力为0.8N
B.小球的密度为2.4×103kg/m3
C.第三次实验电子秤的示数为600g
D.第三次实验水对溢水杯杯底的压强比第一次增大了20Pa
【强化训练3】小聪想探究物体所受浮力大小与排开液体重力的定量关系,主要实验片段如图所示,则可归纳出的实验结论是 (写表达式);如果实验前,溢水杯未装满水,则所测得的石块排开水的重力会偏 (选填“大”或“小”)。
【强化训练4】如图所示,图A、B、C、D、E是“探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系”实验的五个步骤。由图可知圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力F浮 N;由步骤B、C、D可得出结论:物体受到的浮力与 有关;由 两步骤可得出物块排开水所受的重力G排。比较F浮与G排,可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系。
【强化训练5】某小组的同学用溢水杯、弹簧测力计、小烧杯、水、石块、铁架台及细线等设计了如图所示的实验装置“验证阿基米德原理”。()
如图甲所示,若石块从接触水面到刚好浸没水中的过程中,左边弹簧测力计的示数
(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)根据实验中所测的物理量可列等式 (用图中字母表示),从而验证了阿基米德原理。
(3)以下情况会影响实验结论成立的是 。(选填“A”“B”或“C”)
A.图甲中水面未到达溢水杯的溢水口
B.图乙中石块未全部浸没在水中
C.溢水杯装满的是盐水
(4)同学们用酒精代替水,将石块完全浸没,发现此时的F3变大,说明浮力的大小与 有关。
【强化训练6】小玲和小新想要探究“浮力大小与排开液体的质量的定量关系”。
(1)小玲将石块用细线悬挂在竖直的弹簧测力计的下方,当测力计与物体静止时,记录此时测力计的示数为F1,小玲指出此时测力计的示数即为石块的重力,其依据是: 。
(2)将溢水杯中装满水,用测力计钩挂石块,使石块浸没在水中,读出此时弹簧测力计的示数为F2,则石块受到的浮力F浮= (用所测量的物理量表示)。
(3)用托盘天平测量出被石块从溢水杯排到小烧杯中水的质量记为m。换用不同大小的石块多次实验,并将测得的实验数据整理至表格中如表格所示。
(4)请你帮助他们分析实验数据并得到结论。
(5)在本实验完成后,小玲想要进一步测量本实验使用的石块的密度,小新说无需测量,用现有的数据就可以计算得到石块的密度。请你用上面测量得到物理量的符号,写出石块密度的表达式:ρ石= (水的密度用ρ水表示)。
【题型8】理解阿基米德原理
【典例】将重为5N的物体放入盛满水的容器中,容器溢出3N重的水,物体受到的浮力(  )
A.一定等于3N
B.一定等于5N
C.可能等于2N
D.可能等于4N
【强化训练1】形状不同的铝块、铁块、铜块浸没在水里,受到的浮力相同,由此可知它们的(  )
A.质量相同
B.体积相同
C.密度相同
D.物重相同
【强化训练2】在一只质量和体积均可不计的薄塑料袋中装入大半袋酒精,用弹簧测力计测出盛酒精的塑料袋所受重力的大小,再将塑料袋浸入水中。关于此过程下列说法中错误的是(  )
A.测力计示数减小,说明塑料袋所受的浮力增大
B.当测力计示数为零时,说明塑料袋所受浮力等于它自身的重力
C.当测力计示数为零时,塑料袋内液面比水面高
D.测力计示数减小,说明浮力只与物体浸入液体中的深度有关
【强化训练3】形状不同的铝块、铁块、铜块浸没在水里,受到的浮力相同,由此可知它们的(  )
A.质量相同
B.体积相同
C.密度相同
D.物重相同
【强化训练4】如图所示,将乒乓球压入水底,松手后乒乓球经过位置1和位置2,最终在位置3静止,则乒乓球受到的浮力随时间变化的关系为(  )
A.
B.
C.
D.
【强化训练5】古希腊科学家 对浸在液体里的物体的受力情况进行大量实验,得到结论:浸在液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它 。
【强化训练6】古希腊科学家 对浸在液体里的物体的受力情况进行大量实验,得到结论:浸在液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它 。
【强化训练7】小明潜水时,看到鱼儿在比自己位置更深处游,如图所示。此时,小明受到的浮力比鱼受到的浮力 ,海水对小明的压强比对鱼的压强 。(均选填“大”或“小”)
【题型9】利用阿基米德原理定性判断浮力的大小
【典例】将充入氦气(密度小于空气)的气球口用细绳扎紧,细绳另一端系一块橡皮,橡皮置于电子秤上,此时电子秤显示1.7g,如图所示。其它条件均不变,继续向气球内充入氦气,确保气球不破裂,电子秤的示数将(  )
A.变大
B.变小
C.不变
D.以上情况均有可能
【强化训练1】如图所示为形状相同的三个物体在水中的状态,关于三个物体所受的浮力的说法正确的是(  )
A.A、B、C三个物体受到的浮力一样大
B.A物体在上浮,所以受到的浮力最大
C.B物体悬浮,受到的浮力比A 物体受的浮力小,比C物体受的浮力大
D.C物体在下沉,所以受到的浮力最小
【强化训练2】小杰同学在“海底世界”游玩时,观察到鱼嘴里吐出的气泡上升时的情况如图所示,对气泡上升过程中受到的浮力和气泡受到的水的压强分析正确的是(  )
A.浮力不变,压强不变
B.浮力变小,压强变小
C.浮力变大,压强变小
D.浮力变大,压强变大
【强化训练3】关于物体受到的浮力,下面说法中正确的是(  )
A.漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力大
B.物体没入水中越深受到的浮力越大
C.物体排开水的体积越大受到的浮力越大
D.物体的密度越大受到的浮力越小
【强化训练4】阿基米德受洗澡时水从澡盆溢出现象,解决了鉴定纯金王冠真伪。他将质量相等的王冠和纯金分别浸没在盛满水的容器,由于王冠掺入银后密度改变导致体积 (选填“变大”“变小”或“不变”),王冠溢出的水会 纯金溢出的水,此时王冠受到的浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)纯金受到的浮力(ρ金>ρ银)。
【强化训练5】如图所示,同一个圆锥,正挂时如图甲,倒挂时如图乙,都浸没在水中,则圆锥正挂时受到的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)倒挂时受到的浮力。若这个圆锥正挂时细线受到的拉力为8N,受到的浮力为4N,则这个物体的质量是 kg。
【强化训练6】阿基米德受洗澡时水从澡盆溢出现象,解决了鉴定纯金王冠真伪。他将质量相等的王冠和纯金分别浸没在盛满水的容器,由于王冠掺入银后密度改变导致体积 (选填“变大”“变小”或“不变”),王冠溢出的水会 纯金溢出的水,此时王冠受到的浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)纯金受到的浮力(ρ金>ρ银)。
【题型10】利用阿基米德原理计算浮力
【典例】如图所示是小敏同学在“探究影响浮力大小的因素”时的实验,已知不吸水的长方体A,底面积为200cm2的圆柱形容器中原来盛有10cm深的水或盐水(g取10N/kg)。下列说法中正确的是(  )
A.物块A密度是1.6×103kg/m3
B.物块A在水中受到的最大浮力是5N
C.f装置中盐水对圆柱形容器底部的压强是1.32×103Pa
D.小敏认为浸在液体中的物体,受到的浮力为跟它浸入液体深度有关
【强化训练1】深外物理项目式学习小组利用弹簧测力计、合金块、细线、笔、纸等,将弹簧测力计改装成可以测量液体密度的工具(合金块始终浸没在液体中)。他们的部分改装过程如下:先将合金块浸没在水中,静止时如图甲所示,读出并记录弹簧测力计的示数F1为3.0N;再将擦干后的合金块浸没在酒精中,静止时如图乙所示,读出并记录弹簧测力计的示数F2为3.2N。然后在弹簧测力计上F1和F2相应的刻度线处分别标上水和酒精的密度值。(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,酒精的密度ρ酒精=0.8×103kg/m3,g取10N/kg)下列说法中不正确的是(  )
A.合金块的体积是0.8×10﹣4m3
B.合金块的重力为4N
C.改装后的弹簧测力计上1.0N刻度线对应的液体密度值为3.0×103kg/m3
D.若只更换成体积更小的合金块,改装后的测量液体密度的工具分度值会变大
【强化训练2】实验课上,老师和同学们测量盐水的密度,他们用弹簧测力计、烧杯、水(密度用ρ水表示)、金属块A、盐水以及不吸水的细线等器材完成了图中实验,下列分析正确的是(  )
A.要测量金属块A浸没在水中的浮力,合理的测量顺序是②→①
B.计算金属块A浸没在水中的浮力F=2N
C.金属块A的浮力大小与金属密度有关
D.盐水的密度表达式
【强化训练3】有一个梯形物体浸没在水中,如图所示,当时大气压为p0,水的密度为ρ,深度为H,物块高度为h,体积为V,较小的下底面面积为S,与容器底紧密接触,其间无水。则该物体所受的浮力为(  )
A.0
B.ρ(V﹣hS)g
C.ρgV﹣(p0+ρgH)S
D.ρgV
【强化训练4】小喆同学想利用浮力知识测量苹果的密度:把溢水杯放在水平桌面上,水面恰好到达溢水口,将一苹果轻轻放入杯内,静止时,溢出162cm3的水,则苹果在水中所受浮力为 N;用一细铁丝将苹果完全压入水中时,又溢出18cm3的水,苹果的密度为 kg/m3(g=10N/kg)
【强化训练5】体积为10﹣3m3的物体,浸没在水中时受到浮力的大小为 N,若物体受到的重力为8N,其受到重力和浮力的合力大小为 N。
【强化训练6】“青岛号”导弹驱逐舰满载时的排水量是4800t,当它满载时,行驶在海面上受到的浮力为 N,排开水的体积为 m3。(g取10N/kg,)
【强化训练7】容器中装有一定量的水,水中有一木块由细线系着与容器底部相连,如图所示。木块的体积为4×10﹣3m3,此时木块所受浮力为 N,细线的拉力为 N。(ρ木=0.6×103kg/m3,g取10N/kg)
【题型11】称重法和原理法的综合应用
【典例】某同学用石块、细线、弹簧测力计、烧杯、水等器材,进行如图所示的实验探究,g取10N/kg。下列说法错误的是(  )
A.石块的质量为0.5kg
B.石块浸没在水中时,受到的浮力为2N
C.石块的密度为 2.5×103kg/m3
D.从乙图所示位置继续下降,测力计示数将变大
【强化训练1】在弹簧测力计下悬挂一个实心小球,弹簧测力计的示数是8N,把实心小球浸没在密度为0.8×103kg/m3的油中,弹簧测力计的示数是6N,下列说法正确的是(  )
A.小球受到的浮力是6N
B.小球的质量是0.2kg
C.小球的体积是2.5×10﹣4m3
D.小球的密度是3.2×103g/cm3
【强化训练2】如图甲所示,体积为200cm3的实心金属块悬挂在细绳的下端静止时,细绳对金属块的拉力为F1;如图乙所示,底面积为100cm2的开口薄壁容器内装有适量的液体,放在水平桌面上,将金属块浸没在容器内的液体中静止时,容器内的液面升高了1cm,容器对桌面的压力增加了2N,此时细绳对金属块的拉力为F2,且F1与F2之比为4:3。液体密度为
kg/m3,拉力F2的大小是 N。
【强化训练3】(1)弹簧测力计下悬挂一个重物,在空气中称量时的示数为3.2N,把重物浸在水中时的示数为2.2N。
(1)重物浸在水中时所受的浮力是多大?
(2)一个竖直悬挂在酒精中的圆柱体,上表面受到酒精的压力为5N,底部受到酒精的压力为13N。这个物体受到酒精的浮力为多大?
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