4.7 浮力 物体的沉浮条件
一、浮力
1.浸在液体中的物体受到 的浮力。浮力的方向 。
2.浮力的大小:
(1)实验测量浮力F浮= ,即浮力等于弹簧测力计在空气中和液体中对物体的拉力的示数之 。
(2)阿基米德原理,F浮= ,即浮力等于物体排开的液体受到的 力;阿基米德原理也适用于 体。
(3)物体处于平衡状态:F浮= ,即浮力等于物体自身的 力。
(4)浮力产生原因:F浮= ,即物体受到液体向上和向下的压力之 。
二、影响浮力大小的因素
3.浸在液体中的物体受到的浮力跟物体排开液体的 和液体的 有关。
物体浸在液体中的 越大,液体的 越大,浮力 。
4.探究浮力大小跟哪些因素有关实验中要运用 法进行探究;当在同种液体中时,物体浸入液体中 越大 越大;当浸入液体中的体积相同时,液体的 越大 越大。2·1·c·n·j·y
三、物体的沉浮条件及其应用
5.物体的沉浮条件:浸没在液体中的物体受到竖直向下的 力和竖直向上的 力。
浮力 重力时,物体上浮;
浮力 重力时,物体受力 ,可以悬浮在液体内。
浮力 重力时,物体下沉。
6.漂浮在液面上的物体所受到的浮力的大小 所受到的重力大小。
7.轮船是 在液面上的。其所受浮力的大小 所受重力的大小。利用钢铁制成,钢铁的密度远 水的密度,利用 法使用钢铁制成的轮船承载更多的货物。密度计也是利用 在液面条件工作的。
8.潜水艇通过改变 来实现上浮和下潜的。实际航行时,上浮和下潜中潜水艇要开动推进器加快上浮和下潜的 度。
9.气球和飞艇在 中也遵循相同的浮沉条件。
25.通过实验,认识浮力。
探究浮力大小与哪些因素有关。
知道阿基米德原理,运用物体的浮沉条件说明生产、生活中的一些现象。
B
D
A
考点一:浮力
例1(2017临沂)将两物体分别挂在弹簧测力计下,让它们同时浸没在水中时,两弹簧测力计示数的减小值相同,则这两个物体必定有相同的 ( )
A.密度 B.体积 C.质量 D.重量
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。浮力的大小:F浮=G—F拉,根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;当弹簧测力计的示数减小值相同,则两物体所受浮力相同,由于都浸在同种液体水中,排开液体的密度相同,排开液体的体积相同;两物体同时浸没在水中,排开水的体积等于物体自身体积。所以推出两个物体必定有相同的体积。故选B。
【答案】B。【点评】本题考查了浮力的大小、阿基米德原理、影响浮力大小因素,是一道基础题,考试频率高。
【变式跟进1】(2017益阳)如图所示,将一长方体物体浸没在装有足够深水的容器中恰好处于悬浮状态,它的上表面受到的压力为1.8N,下表面受到的压力为3N,则该物体受到的浮力大小为__ __ N;如将物体再下沉5cm,则它受到的浮力大小为____ __N。
考点二:影响浮力大小的因素
例2(2017?岳阳)(2017?岳阳)下图是探究“影响浮力大小的因素”的实验过程及数据。
(1)如图甲,物体重_______________N;
(2)如图乙,把物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数为3.2N,物体受浮力的大小为_________________N;
(3)分析甲、乙、丙三图所示实验数据可得:物体受浮力的大小与_________________有关;
(4)若要探究物体所受浮力大小与物体的密度是否有关,应选择图中__________物(填字母)两个物体,并将它们浸没在同种液体中,测出其所受浮力的大小来进行比较。
【解析】探究影响浮力大小的因素。浮力大小可能跟多个因素有关,应采用控制变量法探究。(1)在图甲中弹簧测力计的示数是4.2N,物体A处于静止状态,一定受平衡力的作用,所受竖直向下的重力和竖直向上的拉力是一对平衡力,重力的大小等于拉力的大小为4.2N;(2)在图乙中,物体A保持静止状态,物体A受到竖直向上的浮力和拉力及竖直向下的重力的作用,三个的合力为零;所以浮力F浮=G-F拉=4.2N—3.2N=1.0N;(3)当物体浸没液体中体积相同时,物体A所受浮力的大小与液体的密度有关;(4)要探究物体所受浮力的大小与物体的密度是否有关,应控制物体排开液体的体积和液体的密度,再选择体积相同的不同材料的物体进行探究;所以可选择体积相同的不同材料C、D两物体进行探究;并将它们浸入同种液体中,测出所受浮力的大小来进行比较。故答案为:3.2、1.0、液体的密度、C和D。21cnjy.com
【答案】3.2、1.0、液体的密度、C和D。
【点评】本题考查“探究影响浮力大小的因素”实验。是课程标准20个必做实验之一。利用控制变量法进行探究。影响浮力大小的因素有液体的密度和物体排开液体的体积。是基础题,考试频率高。
【变式跟进2】(2017邵阳)在做“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,同学们先提出 了如下的猜想:
猜想 A:可能与物体浸没在液体中的深度有关。
猜想 B:可能与液体的密度有关。
猜想 C:可能与物体浸在液体中的体积有关。
为了验证上述猜想,同学们利用一个物体、弹簧测力计、水、盐水和细线,做了如图所示的实验。
(1)通过实验a和c,可知物体浸没在水中时受到的浮力大小是_______N。
(2)通过分析比较所有实验,可以验证猜想_______是错误的,而其它猜想是正确的。
(选填“A”、“B”或“C”)
(3)该实验探究主要运用的科学探究方法是____ ___。
a b c d e
考点三:物体沉浮条件及其应用
例3(2017河南)如图所示,放在同一水平桌面上的两个相同容器,分别盛有甲、乙两种液体,现将同一木块分别放入两容器中,当木块静止时两容器中液面相平。两种情况相比,下列判断正确的是( )
A.木块受到的浮力一样大
B.木块在甲液体中受的浮力较大
C.甲液体对容器底部的压强较大
D.盛甲液体的容器对桌面的压强较大
【解析】物体的沉浮条件是:浸没在液体中的物体受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力。浮力大于重力,物体上浮;浮力等于重力,物体受平衡力,悬浮在液体中;浮力小于重力,物体下沉。物体漂浮在液面的条件是浮力等于重力。同一木块所受的重力一定,在甲液体中悬浮,所受的浮力F甲浮=G木;在乙液体中漂浮,所受的浮力F乙浮=G木,所以F甲浮=F乙浮;在甲液体中V甲排=V木,在乙液体中,V乙排<V木;所以V甲排>V乙排,由阿基米德原理F浮=G排=m排g=ρ液gV排,浮力相等时,V排大,ρ液小,所以甲液体密度较小,深度相同时,液体的压强p=ρgh,甲液体对容器底部的压强较小。体积相同时,甲液体的质量较小,所受的重力较小,甲液体和容器对桌面的压力较小,在受力面积相同时,甲容器对桌面的压强较小。故选A。
【答案】A。
【点评】本题考查“物体的沉浮条件及其应用”。利用控制变量法进行分析。影响浮力大小的因素有液体的密度和物体排开液体的体积。是基础题,考试频率高。
【变式跟进3】(2017郴州)如图所示,某同学将两个完全相同的物体A、B分别放到甲、乙两种液体中。物体静止时,A漂浮,B悬浮,且两液面相平,容器底部受到的液体压强分别为P甲、P乙,物体A、B所受浮力分別为FA、FB。则( )
A.P甲<P乙,FA=FB B.P甲<P乙,FA>FB
C.P甲>P乙,FA=FB D.P甲>P乙,FA<FB
选择题
1.(2016岳阳)关于物体受到的浮力,下列说法正确的是 ( )
A.浮在水面上的物体比沉入水底的物体受到的浮力大
B.物体的密度越大受到的浮力越小
C.物体没入水中越深受到的浮力越大
D.物体排开水的体积越大受到的浮力越大
2.(2017北京)为验证阿基米德原理,小明将电子秤放在水平桌面上并调零,然后将溢水杯放到电子秤上,按实验操作规范将溢水杯中装满水,再用细线系住铝块并将其缓慢浸入溢水杯的水中,如图所示,铝块始终不与溢水杯接触。则下列四个选项中,判断正确的是( )www-2-1-cnjy-com
A.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压力变小
B.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压强变大
C.铝块浸没在水中静止时,绳对铝块的拉力等于铝块排开水的重力
D.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,若电子秤示数不变,则验证了阿基米德原理
3.(2017成都)将一小石头浸没在水中,放手后小石块沉入水底。在小石块下沉过程中,下列分析正确的是 ( )21教育名师原创作品
A.浮力变大
B.浮力变小
C.浮力大于重力
D.浮力小于重力
4. (2017衡阳)甲、乙两个完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水,将同一个鸡蛋先后放入其中,当鸡蛋静止时,两个杯子中液面恰好相平,鸡蛋所处的位置如图所示,则( )
A.甲杯中的盐水密度较大
B.乙杯底部所受的液体压强较大
C.甲杯底部所受的液体压力较大
D.鸡蛋在乙杯中受到的浮力较大
5.(2017山西)俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中会漂浮,李子投入水中会下沉.对此现象,下列说法正确的是( )21*cnjy*com
A.西瓜的密度比李子的密度大
B.西瓜漂浮时所受浮力大于重力
C.李子下沉过程中所受水的压强不变
D.李子浸没后,下沉过程所受浮力大小不变
6.(2016山西)海权握,国则兴。建设一支强大的海军是实现中国梦的有力保障。潜水艇是海军的战略重器。如图所示是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海中悬浮、上浮、漂浮的训练过程。下列对此潜艇分析正确的是 ( )
A.上浮过程中所浮力逐渐变大
B.悬浮和漂浮时所的浮力相等
C.漂浮时排开海水所受的重力最小
D.漂浮时潜水艇底部受到海水的压强最大
7.(2017连云港)如图所示,将苹果和梨子放入水中后,苹果漂浮,梨子沉底。若苹果的质量、体积及受到的浮力为m1、V1和F1,梨子的质量、体积及受到的浮力为m2、V2和F2,现有以下判断( )
(1)若m1>m2,则F1一定小于F2
(2)若m1=m2,则F1一定大于F2
(3)若V1=V2,则F1一定小于F2
(4)若V1>V2,则F1一定大于F2
A.(1)(3) B.(1)(4) C.(2)(3) D.(2)(4)
8.(2017盐城)未煮过的汤圆沉在水底,煮熟后漂浮在水面上,则此时汤圆( )
A.受到的浮力等于重力,排开水的体积比未煮过的小
B.受到的浮力大于重力,排开水的体积比未煮过的小
C.受到的浮力大于重力,排开水的体积比未煮过的大
D.受到的浮力等于重力,排开水的体积比未煮过的大
9.(2017郴州)如图所示,一质地均匀的圆柱形平底玻璃杯,置于水平桌面中央,杯内水中漂浮着一冰块,关于冰融化前后比较,下列说法正确的是( )
A.玻璃杯对桌面的压强增加
B.容器内液体的密度减小
C.玻璃杯中液面的高度升高
D.液体对容器底部的压强不变
10.(2017北京)下列说法中正确的是( )
A.以行驶的汽车为参照物,路边的树木是运动的
B.只要物体的位置发生变化,物体的机械能就发生变化
C.悬浮在盐水中的鸡蛋,受到盐水的作用力的合力为零
D.用锤子将铁钉钉入木板,锤子对铁钉的作用力与铁钉对锤子的作用力大小相等
11.(2016张家界) 两手分别拿着一个小木块和一个大石头浸没在水中。同时松手,小木块上浮,大石头下沉。比较松手时两者所受的浮力 ( )
A.木块受到的浮力大 B.石块受到的浮力大
C.两者受到的浮力一样大 B.条件不足,无法比较
12.(2017株洲))某实验小组在探究“浮力大小跟排开液体所受重力的关系”时,做了如图所示的四次测量,弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3和F4,则: ( )
A.F浮= F3- F1 B.F浮= F4- F1
C.F浮= F2- F1 D.F浮= F2- F4
13.(2016孝感)成成同学课外实验时,把鸡蛋放入盛水的杯中,鸡蛋沉在杯底,如图甲;向杯中加盐并搅拌,直到鸡蛋悬浮,如图乙。此过程中 ( )
A.杯中液体密度不变
B.鸡蛋的重力变小
C.鸡蛋的浮力变大
D.容器底受到液体的压力不变
二、填空题
14.(2017常德)如图用一细绳拴住体积为0.6dm3重为4N的木块,使它浸没在水中,此时绳的拉力为__ ___N;若剪断细绳,当木块静止时水面将__ ___(选填“上升”、“下降”或“不变”)。21·cn·jy·com
15. (2017郴州)弹簧测力计下挂着一重为12N的实心小球,小球浸没在水中并静止时,弹簧测力计示数为7N。此时小球受到的浮力是__ ___N,其密度是__ ___kg/m3。(g=l0N/kg)。www.21-cn-jy.com
16.(2017新疆)一艘豪华游轮的满载排水量达1000t,满载时吃水深度达10m,则满载时船底受到海水的压强为 __ __ Pa(ρ海水=1.03×103kg/m3),船受到的浮力为__ __ N。
17.(2017菏泽)小美用手把一个重为0.4N,体积是 的玩具球完全浸没到水中,玩具球受到的浮力是___________________N,放手后玩具球将_______________(填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)。【来源:21·世纪·教育·网】
三、作图题
18.(2017湘潭)质地均匀的实心木球漂浮在水面上,作出木球所受力的示意图。
四、实验探究题
19.(2017白银)在“探究影响浮力大小因素”的实验中,一组同学提出了4种猜想。
小华:浮力大小与液体密度有关;小红:浮力大小与物体浸入液体的体积有关;
冬冬:浮力大小与物体所受的重力有关;玲玲:浮力大小与物体的形状有关。
他们找来了体积相同的A、B两块实心金属块、弹簧测力计、一杯水、一杯盐水、细绳等仪器。按照图中所示规范地完成了实验,记录了如下表所示的实验数据。
次数
金属块
物体重力/N
液体密度
物体浸在液体中的体积
测力计的示数/N
1
A
5
1.0
20
4.8
2
A
5
1.0
60
4.4
3
A
5
1.0
100
4.0
4
A
5
1.2
100
5
B
3
1.2
100
1.8
观察表中数据,回答下列问题:
(1)根据表格中实验数据,可知A物体浸在液体中的体积为时,物体A所受浮力大小为___________N;表格中标有“ ”的位置的数据应该是_______________;
(2)通过分析比较第__________次实验数据,能够说明小华同学的猜想是正确的;分析比较第___________次实验数据,能够说明小红同学的猜想是正确的;21世纪教育网版权所有
(3)为了验证冬冬同学的猜想,他们选择了第__________次实验数据,他们发现浮力大小与物体所受的重力______________(选填“无关”或“有关”);21教育网
(4)要验证玲玲的猜想,同学们又找来了一块橡皮泥,他们把橡皮泥捏成不同形状,先后放入水中,发现有的漂浮在水面上,有的下沉。他们由此得出结论:浮力的大小与物体的形状有关。请指出他们实验方法的错误之处:________________________。
五、计算题
20.(2017湘潭)如图所示是某自动蓄水箱的结构示意图。A是水箱中的实心圆柱体,体积为800cm3,密度为2.0×103kg/m3,用细绳悬挂在水箱顶部的传感开关S上。当传感开关S受到竖直向下的拉力大于10N时闭合,与S连接的水泵(图中未画出)向水箱注水:当拉力等于10N时,S断开,水泵停止注水。细绳的质量忽略不计,求:(1)A的质量为多少kg。(2)停止注水时,水箱水位高为1.2m,水箱底部受到水的压强为多少?(3)停止注水时,A受到的浮力为多少?此时圆柱体A排开水的体积为多少?21·世纪*教育网
一、选择题
1.(2017常德)质量为80g的木块静止在如图的水面上,下列说法正确的是( )
A.木块所受浮力方向为F1所示
B.木块所受浮力方向为F2所示
C.木块所受浮力大小为8N
D.木块所受的浮力大于重力
2.(2017大连)如图所示,水平桌面上有两个相同的烧杯,分别盛有质量相等的甲、乙两种液体。将材料相同的a、b两个实心球,分别放入甲、乙两种液体中,a球体积大于b球体积。静止时,a球漂浮在液面上,b球悬浮在液体中,a、b两球受到的浮力分别为F甲、F乙,甲、乙两种液体对烧杯底的压强分别为p甲、p乙,则( )2-1-c-n-j-y
A.F甲=F乙;p甲=p乙 B.F甲=F乙;p甲>p乙
C.F甲>F乙;p甲=p乙 D.F甲>F乙;p甲>p乙
3.(2016锦州)在水平桌面上有甲乙两个完全相同的烧杯,两个烧杯内分别盛满不同液体,把两个完全相同的小球分别放入甲乙烧杯内,静止时如图所示,则下列判断正确的是
A. 甲杯中的液体的密度大于乙杯中的液体的密度 ( )
B. 甲杯中小球受到的浮力大于乙杯中小球受到的浮力
C. 甲杯对水平桌面的压强大于乙杯对水平桌面的压强
D.若向下按压甲杯中的小球,甲杯中液体对烧杯底的压强会减小
4.(2016成都)关于物体沉浮条件及应用实例,下列分析合理的是 ( )
A.同一密度计在不同液体中漂浮时,所受浮力大小相同
B.轮船从长江驶入东海,吃水深度变大
C.橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面,是通过改变自身重力实现的
D.潜水艇靠改变排开水的体积来改变浮力,从而实现上浮和下沉
5.(2016枣庄)现有甲、乙两个完全相同的容器,盛有体积相同的不同液体,把一个鸡蛋分别放入两容器中的情形如图所示,鸡蛋在甲、乙两杯液体中所受的浮力分别为F甲浮和F乙浮,两杯液体对容器底部的压力分别是F甲和F乙,压强分别是p甲和p乙,以下判断正确的是 ( )21*cnjy*com
A.F甲浮<F乙浮 F甲=F乙 p甲<p乙
B.F甲浮>F乙浮 F甲<F乙 p甲<p乙
C.F甲浮=F乙浮 F甲>F乙 p甲>p乙
D.F甲浮=F乙浮 F甲<F乙 p甲>p乙
6.(2016株洲)一枚重量为G的鸡蛋悬浮在盐水中,如图甲所示。往盐水中继续均匀缓慢加盐,鸡蛋所受浮力F随时间t变化的图像可能是 ( )
7. (2017哈尔滨)在水中,鱼、漂浮的木头、静止在水底的石头的位置如图所示,下列说法正确的是( )【来源:21cnj*y.co*m】
A.水对石头的压强比对木头的小
B.木头受到的浮力大于它自身的重力
C.鱼受到的浮力等于它排开水的重力
D.石头受到的浮力等于它自身的重力
8. (2017泸州)如图所示,用弹簧测力计称得盛满水的溢水杯总重为6.0N,将一鹅卵石用细线系好后测得其重力为1.4N,将这一鹅卵石没入溢水杯后测力计的示数为0.9N,若将溢出水后的溢水杯和浸没在水中的鹅卵石一起挂在弹簧测力计上,静止时弹簧测力计的示数为F(ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg)。则下列说法正确的是( )
A.丙图中溢水杯溢到小桶中的水的质量为90g
B.丙图中,浸没在水中的鹅卵石所受浮力为0.5N
C.丁图中,弹簧测力计的示数F应为7.4N
D.鹅卵石的密度为1.56g/cm3
二、填空题
9.(2017自贡)一重为0.6N的鸡蛋先后放入甲、乙两液体中,如图所示,鸡蛋在甲中悬浮,在乙中漂浮,则鸡蛋在甲中受到的浮力为__________ N,甲的密度__________乙的密度(选填“>”、“<”或“=”)【出处:21教育名师】
10.(2017临沂)2017年4月26日9时,我国首艘国产航母(如图)在大连造船厂正式下水,当航母静止在水面上时,其受到的浮力________(填“大于”、“等于”或“小于”)重力;在水面下10m深处的船体受到海水的压强为_________Pa。已知海水的密度为1.03╳103kg/m3。【版权所有:21教育】
11.(2017益阳)如图所示,将一长方体物体浸没在装有足够深水的容器中恰好处于悬浮状态,它的上表面受到的压力为1.8N,下表面受到的压力为3N,则该物体受到的浮力大小为___ ___ N;如将物体再下沉5cm,则它受到的浮力大小为______N。
12.(2017泸州)如图所示,有一圆柱形容器,放在水平桌面上,现将一体积为2×10﹣4m3,质量为0.5kg的矩形金属块放在容器底部,再向容器中加入水至12cm深时,水对容器底的压强是_________Pa,金属块受到的浮力是_________N,金属块对容器底部的压力是_________N(金属块与容器底没有紧密接触,ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg)。
三、作图题
13.(2017白银)有一个木球静止在水面上,在图中画出它的受力示意图。
四、实验探究题
14.(2017重庆)如图所示,小彬同学对“浸没在液体中的物体所受浮力大小与深度是否有关”进行了实验探究。
(1)实验前首先应按竖直方向对弹簧测力计进行 。本实验中,使用弹簧测力计时,手应该拿住弹簧测力计的 (选填“拉环”或“刻度盘”)。
(2)小彬同学依次进行了如图所示的实验,第①次实验中测力计示数为 N。通过分析发现,浸没在纯水中的物体所受的浮力大小与深度 (选填“有关”、“无关”)。进一步分析得出:物体浸没后与放入前相比,容器对水平地面的压力增加了 N。
(3)小彬同学又进行了“盐水浮鸡蛋”的实验,发现一个有趣的现象:悬浮在盐水中如图甲所示位置的鸡蛋,如果用外力将鸡蛋轻轻向下或向上移动一小段距离,撤销外力后它马上又会回到原来位置悬浮。此现象初步表明:深度增大,浸没在盐水中的鸡蛋所受的浮力 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)为了精确检验这一结论是否正确,小彬同学找到一个分度值为0.1g的电子秤,将上图中的纯水换成盐水静置一段时间后,用上图中的同一物体,依次进行了图A、B、C、D所示的实验。分析电子秤的示数可知:盐水的 随深度而变化。小彬同学为自己的新发现感到万分高兴,但他并没有停下探究的脚步,再一次分析,他计算出图B到图D细线对物体拉力的变化量为 N。
甲 A B C D
15.(2016娄底))实验室常用盐水来做浮力实验,小明学习了浮力实验后,利用密度测量的知识在家里设计了一个测定盐水密度的实验。
所用器材用:一个边长为a的正方体小塑料块,两个菜碗,一把刻度尺,水和盐水。
小明拟定的实验步骤如下:
A.往一只菜碗中加入适量的水,让正方体小塑料块漂浮在水面上,在小塑料块的水面位置处做上标记;
B.取出正方体小塑料块,用刻度尺在小塑料块上量出其浸没在水中的深度h;
C.往另一只菜碗中加入适量的盐水,让正方体小塑料块漂浮在液面上,在小塑料块的液面位置处做上标记;
D.取出正方体小塑料块,用刻度尺在小塑料边上量出其浸没在盐水中的深度f,已知水的密度为ρ,则:
(1)正方体小塑料块漂浮在水平面上时所受浮力大小为 ,由此可以求出小塑料块的质量m= ;
(2)正方体小塑料块所受水的浮力F1 所受盐水的浮力F2(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(3)求出盐水的密度ρ′= 。
五、计算题
16.(2017温州)Argo浮标广泛应用于台风预测、海洋资源开发等领域。浮标结构如图所示,坚硬壳体外下方装有可伸缩油囊;当液压式柱塞泵将壳体内的油注入油囊时,油囊排开水的体积等于注入油的体积;当油囊中的油全部被抽回壳体内时,油囊体积忽略不计。已知浮标总质量为55千克,其中含油20千克;浮标壳体体积为0.04米3,油的密度为0.8×103千克/米3;海水密度取1.0×103千克/米3,g取10牛/千克。
(1)该浮标下沉20米,浮标总重力做功多少焦?
(2)液压式柱塞泵将壳体中的油全部注入油囊时,浮标最终露出水面的体积为多少米3?
17.(2017鄂州)重为8N的物体挂在弹簧测力计下面,浸没到如图所示圆柱形容器的水中,此时弹簧测力计的示数为6N,已知容器底面积为100cm2。求:
(1)物体受到的浮力;
(2)物体的密度;[来#源%:^
(3)物体浸没水中后,容器对水平桌面增大的压强。
4.7 浮力 物体的沉浮条件
一、浮力
1.浸在液体中的物体受到 竖直向上 的浮力。浮力的方向 竖直向上 。
2.浮力的大小:
(1)实验测量浮力F浮= G—F拉 ,即浮力等于弹簧测力计在空气中和液体中对物体的拉力的示数之 差 。2-1-c-n-j-y
(2)阿基米德原理,F浮= G排 ,即浮力等于物体排开的液体受到的 重 力;阿基米德原理也适用于 气 体。
(3)物体处于平衡状态:F浮= G物 ,即浮力等于物体自身的 重 力。
(4)浮力产生原因:F浮= F向上—F向下 ,即物体受到液体向上和向下的压力之 差 。
二、影响浮力大小的因素
3.浸在液体中的物体受到的浮力跟物体排开液体的 体积 和液体的 密度 有关。
物体浸在液体中的 体积 越大,液体的 密度 越大,浮力 越大 。
4.探究浮力大小跟哪些因素有关实验中要运用 控制变量 法进行探究;当在同种液体中时,物体浸入液体中 体积 越大 浮力 越大;当浸入液体中的体积相同时,液体的 密度 越大 浮力 越大。
三、物体的沉浮条件及其应用
5.物体的沉浮条件:浸没在液体中的物体受到竖直向下的 重 力和竖直向上的 浮 力。
浮力 大于 重力时,物体上浮;
浮力 等于 重力时,物体受力 平衡 ,可以悬浮在液体内。
浮力 小于 重力时,物体下沉。
6.漂浮在液面上的物体所受到的浮力的大小 等于 所受到的重力大小。
7.轮船是 漂浮 在液面上的。其所受浮力的大小 等于 所受重力的大小。利用钢铁制成,钢铁的密度远 大于 水的密度,利用 “空心” 法使用钢铁制成的轮船承载更多的货物。密度计也是利用 漂浮 在液面条件工作的。
8.潜水艇通过改变 自身重力 来实现上浮和下潜的。实际航行时,上浮和下潜中潜水艇要开动推进器加快上浮和下潜的 速 度。
9.气球和飞艇在 空气 中也遵循相同的浮沉条件。
25.通过实验,认识浮力。
探究浮力大小与哪些因素有关。
知道阿基米德原理,运用物体的浮沉条件说明生产、生活中的一些现象。
B
D
A
考点一:浮力
例1(2017临沂)将两物体分别挂在弹簧测力计下,让它们同时浸没在水中时,两弹簧测力计示数的减小值相同,则这两个物体必定有相同的 ( )
A.密度 B.体积 C.质量 D.重量
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。浮力的大小:F浮=G—F拉,根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;当弹簧测力计的示数减小值相同,则两物体所受浮力相同,由于都浸在同种液体水中,排开液体的密度相同,排开液体的体积相同;两物体同时浸没在水中,排开水的体积等于物体自身体积。所以推出两个物体必定有相同的体积。故选B。
【答案】B。【点评】本题考查了浮力的大小、阿基米德原理、影响浮力大小因素,是一道基础题,考试频率高。
【变式跟进1】(2017益阳)如图所示,将一长方体物体浸没在装有足够深水的容器中恰好处于悬浮状态,它的上表面受到的压力为1.8N,下表面受到的压力为3N,则该物体受到的浮力大小为__ __ N;如将物体再下沉5cm,则它受到的浮力大小为____ __N。
考点二:影响浮力大小的因素
例2(2017?岳阳)(2017?岳阳)下图是探究“影响浮力大小的因素”的实验过程及数据。
(1)如图甲,物体重_______________N;
(2)如图乙,把物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数为3.2N,物体受浮力的大小为_________________N;
(3)分析甲、乙、丙三图所示实验数据可得:物体受浮力的大小与_________________有关;
(4)若要探究物体所受浮力大小与物体的密度是否有关,应选择图中__________物(填字母)两个物体,并将它们浸没在同种液体中,测出其所受浮力的大小来进行比较。
【解析】探究影响浮力大小的因素。浮力大小可能跟多个因素有关,应采用控制变量法探究。(1)在图甲中弹簧测力计的示数是4.2N,物体A处于静止状态,一定受平衡力的作用,所受竖直向下的重力和竖直向上的拉力是一对平衡力,重力的大小等于拉力的大小为4.2N;(2)在图乙中,物体A保持静止状态,物体A受到竖直向上的浮力和拉力及竖直向下的重力的作用,三个的合力为零;所以浮力F浮=G-F拉=4.2N—3.2N=1.0N;(3)当物体浸没液体中体积相同时,物体A所受浮力的大小与液体的密度有关;(4)要探究物体所受浮力的大小与物体的密度是否有关,应控制物体排开液体的体积和液体的密度,再选择体积相同的不同材料的物体进行探究;所以可选择体积相同的不同材料C、D两物体进行探究;并将它们浸入同种液体中,测出所受浮力的大小来进行比较。故答案为:3.2、1.0、液体的密度、C和D。
【答案】3.2、1.0、液体的密度、C和D。
【点评】本题考查“探究影响浮力大小的因素”实验。是课程标准20个必做实验之一。利用控制变量法进行探究。影响浮力大小的因素有液体的密度和物体排开液体的体积。是基础题,考试频率高。
【变式跟进2】(2017邵阳)在做“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,同学们先提出 了如下的猜想:
猜想 A:可能与物体浸没在液体中的深度有关。
猜想 B:可能与液体的密度有关。
猜想 C:可能与物体浸在液体中的体积有关。
为了验证上述猜想,同学们利用一个物体、弹簧测力计、水、盐水和细线,做了如图所示的实验。
(1)通过实验a和c,可知物体浸没在水中时受到的浮力大小是_______N。
(2)通过分析比较所有实验,可以验证猜想_______是错误的,而其它猜想是正确的。
(选填“A”、“B”或“C”)
(3)该实验探究主要运用的科学探究方法是____ ___。
a b c d e
考点三:物体沉浮条件及其应用
例3(2017河南)如图所示,放在同一水平桌面上的两个相同容器,分别盛有甲、乙两种液体,现将同一木块分别放入两容器中,当木块静止时两容器中液面相平。两种情况相比,下列判断正确的是( )
A.木块受到的浮力一样大
B.木块在甲液体中受的浮力较大
C.甲液体对容器底部的压强较大
D.盛甲液体的容器对桌面的压强较大
【解析】物体的沉浮条件是:浸没在液体中的物体受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力。浮力大于重力,物体上浮;浮力等于重力,物体受平衡力,悬浮在液体中;浮力小于重力,物体下沉。物体漂浮在液面的条件是浮力等于重力。同一木块所受的重力一定,在甲液体中悬浮,所受的浮力F甲浮=G木;在乙液体中漂浮,所受的浮力F乙浮=G木,所以F甲浮=F乙浮;在甲液体中V甲排=V木,在乙液体中,V乙排<V木;所以V甲排>V乙排,由阿基米德原理F浮=G排=m排g=ρ液gV排,浮力相等时,V排大,ρ液小,所以甲液体密度较小,深度相同时,液体的压强p=ρgh,甲液体对容器底部的压强较小。体积相同时,甲液体的质量较小,所受的重力较小,甲液体和容器对桌面的压力较小,在受力面积相同时,甲容器对桌面的压强较小。故选A。
【答案】A。
【点评】本题考查“物体的沉浮条件及其应用”。利用控制变量法进行分析。影响浮力大小的因素有液体的密度和物体排开液体的体积。是基础题,考试频率高。
【变式跟进3】(2017郴州)如图所示,某同学将两个完全相同的物体A、B分别放到甲、乙两种液体中。物体静止时,A漂浮,B悬浮,且两液面相平,容器底部受到的液体压强分别为P甲、P乙,物体A、B所受浮力分別为FA、FB。则( )
A.P甲<P乙,FA=FB B.P甲<P乙,FA>FB
C.P甲>P乙,FA=FB D.P甲>P乙,FA<FB
【解析】物体的沉浮条件是:浸没在液体中的物体受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力。浮力大于重力,物体上浮;浮力等于重力,物体受平衡力,悬浮在液体中;浮力小于重力,物体下沉。物体漂浮在液面的条件是浮力等于重力。完全相同的物体A和B所受的重力相等,A在甲液体中漂浮,所受的浮力F甲浮=GA;在乙液体中悬浮,所受的浮力F乙浮=GB,所以F甲浮=F乙浮;在乙液体中V乙排=VB,在甲液体中,V甲排<VA;所以V乙排>V甲排,由阿基米德原理F浮=G排=m排g=ρ液gV排,浮力相等时,V排大,ρ液小,所以甲液体密度较大,深度相同时,液体的压强p=ρgh,甲液体对容器底部的压强较大。体积相同时,甲液体的质量较大,所受的重力较大,甲液体和容器对桌面的压力较大,在受力面积相同时,甲容器对桌面的压强较大。故选C。
【答案】C。
【点评】本题考查“物体的沉浮条件及其应用”。利用控制变量法进行分析。影响浮力大小的因素有液体的密度和物体排开液体的体积。是基础题,考试频率高。
选择题
1.(2016岳阳)关于物体受到的浮力,下列说法正确的是 ( )
A.浮在水面上的物体比沉入水底的物体受到的浮力大
B.物体的密度越大受到的浮力越小
C.物体没入水中越深受到的浮力越大
D.物体排开水的体积越大受到的浮力越大
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。浮力的大小:F浮=G—F拉,根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;物体在液体中受到的浮力只与物体排开液体的体积和液体的密度两个因素有关。小木块浮在水面比大石块沉入水底所受浮力小;大石块的密度大排开水的体积比小木块浮在水面排开水的体积大,大石块受到的浮力比小木块受到的浮力大:小木杆没入水中的深度深受到的浮力小于大木块漂浮在水面受到的浮力;物体排开水的体积越大受到水的浮力越大。故选D。【来源:21·世纪·教育·网】
【答案】B。【点评】本题考查了浮力的大小、阿基米德原理、影响浮力大小因素,是一道基础题,考试频率高。
2.(2017北京)为验证阿基米德原理,小明将电子秤放在水平桌面上并调零,然后将溢水杯放到电子秤上,按实验操作规范将溢水杯中装满水,再用细线系住铝块并将其缓慢浸入溢水杯的水中,如图所示,铝块始终不与溢水杯接触。则下列四个选项中,判断正确的是( )
A.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压力变小
B.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢水杯底的压强变大
C.铝块浸没在水中静止时,绳对铝块的拉力等于铝块排开水的重力
D.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,若电子秤示数不变,则验证了阿基米德原理
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。浮力的大小:F浮=G—F拉,根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;物体在液体中受到的浮力只与物体排开液体的体积和液体的密度两个因素有关。铝块浸入溢水杯中前后,水的深度不变,水对杯底的压强p=ρgh,是的密度ρ和深度h不变,压强p不变;水对杯底的压力F=pS ,压强p不变,受力面积S不变,压力F不变。铝块未浸入水中前,电子秤的示数等于水的质量和溢水杯的质量之和;铝块浸入水中静止时,电子秤的示数等于溢水杯的质量与剩下水的质量以及铝块所排开水的质量之和;一方面,铝块在水中受到浮力,另一方面,排开水受到的重力;折合成质量数是相等的。即浮力=排开液体受到的重力。故选D。
【答案】D。【点评】本题考查了浮力的大小、阿基米德原理、影响浮力大小因素,是一道基础题,考试频率高。
3.(2017成都)将一小石头浸没在水中,放手后小石块沉入水底。在小石块下沉过程中,下列分析正确的是 ( )
A.浮力变大
B.浮力变小
C.浮力大于重力
D.浮力小于重力
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。浮力的大小:F浮=G—F拉,根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;物体在液体中受到的浮力只与物体排开液体的体积和液体的密度两个因素有关。小石块浸没在水中受到的浮力小于自身重力,小石块下沉。故选D。
【答案】D。【点评】本题考查了浮力的大小、阿基米德原理、影响浮力大小因素,物体沉浮条件,是一道基础题,考试频率高。
4. (2017衡阳)甲、乙两个完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水,将同一个鸡蛋先后放入其中,当鸡蛋静止时,两个杯子中液面恰好相平,鸡蛋所处的位置如图所示,则( )
A.甲杯中的盐水密度较大
B.乙杯底部所受的液体压强较大
C.甲杯底部所受的液体压力较大
D.鸡蛋在乙杯中受到的浮力较大
【解析】物体的沉浮条件是:浸没在液体中的物体受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力。浮力大于重力,物体上浮;浮力等于重力,物体受平衡力,悬浮在液体中;浮力小于重力,物体下沉。物体漂浮在液面的条件是浮力等于重力。一个鸡蛋所受的重力相等,在甲液体中悬浮,所受的浮力F甲浮=G;在乙液体中漂浮,所受的浮力F乙浮=G,所以F甲浮=F乙浮;在甲液体中V甲排=V,在乙液体中,V乙排<V;所以V甲排>V乙排,由阿基米德原理F浮=G排=m排g=ρ液gV排,浮力相等时,V排大,ρ液小,所以甲液体密度较小,深度相同时,液体的压强p=ρgh,甲液体对容器底部的压强较小。体积相同时,甲液体的质量较小,所受的重力较小,甲液体和容器对桌面的压力较小,在受力面积相同时,甲容器对桌面的压强较小。故选B。
【答案】B。
【点评】本题考查“物体的沉浮条件及其应用”。利用控制变量法进行分析。影响浮力大小的因素有液体的密度和物体排开液体的体积。是基础题,考试频率高。
5.(2017山西)俗话说“瓜浮李沉”,意思是西瓜投入水中会漂浮,李子投入水中会下沉.对此现象,下列说法正确的是( )
A.西瓜的密度比李子的密度大
B.西瓜漂浮时所受浮力大于重力
C.李子下沉过程中所受水的压强不变
D.李子浸没后,下沉过程所受浮力大小不变
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。浮力的大小:F浮=G—F拉,根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;物体所受浮力仅跟物体排开液体的体积和液体的密度有关。西瓜漂浮,所受浮力等于自身重力;浸没的李子下沉过程排开水的体积不变,受到的浮力不变;所受的液体压强增大。故选D。
【答案】D。【点评】本题考查了浮力的大小、阿基米德原理、影响浮力大小因素,是一道基础题,考试频率高。
6.(2016山西)海权握,国则兴。建设一支强大的海军是实现中国梦的有力保障。潜水艇是海军的战略重器。如图所示是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海中悬浮、上浮、漂浮的训练过程。下列对此潜艇分析正确的是 ( )
A.上浮过程中所浮力逐渐变大
B.悬浮和漂浮时所的浮力相等
C.漂浮时排开海水所受的重力最小
D.漂浮时潜水艇底部受到海水的压强最大
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。浮力的大小:F浮=G—F拉,根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;物体所受浮力仅跟物体排开液体的体积和液体的密度有关。潜水艇漂浮,所受浮力等于自身重力,自身重力由潜水艇机体重力和压缩舱里海水组成,由于海水密度一定,漂浮时排开海水的体积最小,所受的浮力最小。海水的压强随深度增大而增大。故选C。
【答案】C。【点评】本题考查了浮力的大小、阿基米德原理、影响浮力大小因素,是一道基础题,考试频率高。
7.(2017连云港)如图所示,将苹果和梨子放入水中后,苹果漂浮,梨子沉底。若苹果的质量、体积及受到的浮力为m1、V1和F1,梨子的质量、体积及受到的浮力为m2、V2和F2,现有以下判断( )
(1)若m1>m2,则F1一定小于F2
(2)若m1=m2,则F1一定大于F2
(3)若V1=V2,则F1一定小于F2
(4)若V1>V2,则F1一定大于F2
A.(1)(3) B.(1)(4) C.(2)(3) D.(2)(4)
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。浮力的大小:F浮=G—F拉,根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;物体所受浮力仅跟物体排开液体的体积和液体的密度有关。苹果漂浮,苹果所受浮力等于自身重力;F1=m1g梨子下沉,梨子所受浮力小于自身重力。F2<m2g;如果m1>m2则F1>F2;如果m1=m2则F1>F2;如果V1=V2则苹果排开水的体积小于梨子排开水的体积,F1<F2;如果V1>V2则苹果排开水的体积与梨子排开水的体积不能确定,F1与F2的大小不能确定。故选C。
【答案】C。【点评】本题考查了浮力的大小、阿基米德原理、影响浮力大小因素,是一道基础题,考试频率高。
8.(2017盐城)未煮过的汤圆沉在水底,煮熟后漂浮在水面上,则此时汤圆( )
A.受到的浮力等于重力,排开水的体积比未煮过的小
B.受到的浮力大于重力,排开水的体积比未煮过的小
C.受到的浮力大于重力,排开水的体积比未煮过的大
D.受到的浮力等于重力,排开水的体积比未煮过的大
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。浮力的大小:F浮=G—F拉,根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;物体所受浮力仅跟物体排开液体的体积和液体的密度有关。煮熟的汤圆漂浮,熟汤圆所受浮力等于自身重力;F1=m1g;生汤圆下沉,生汤圆所受浮力小于自身重力。F2<m2g;如果m1=m2则F1>F2。浮力等于重力,排开水的体积比未煮熟的体积大。故选D。
【答案】D。【点评】本题考查了浮力的大小、阿基米德原理、影响浮力大小因素,是一道基础题,考试频率高。
9.(2017郴州)如图所示,一质地均匀的圆柱形平底玻璃杯,置于水平桌面中央,杯内水中漂浮着一冰块,关于冰融化前后比较,下列说法正确的是( )
A.玻璃杯对桌面的压强增加
B.容器内液体的密度减小
C.玻璃杯中液面的高度升高
D.液体对容器底部的压强不变
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。浮力的大小:F浮=G—F拉,根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;物体所受浮力仅跟物体排开液体的体积和液体的密度有关。冰漂浮,冰所受浮力等于自身重力;F浮=m冰g,即m排水g=m冰g;冰熔化,质量不变,m熔水=m冰;所以m排水=m熔水。所以排开水的体积等于冰熔化成水的体积。即水的液面相平。液体对容器底部的压强不变。故选D。
【答案】D。【点评】本题考查了浮力的大小、阿基米德原理、影响浮力大小因素、液体的压强,是一道基础题,考试频率高。
10.(2017北京)下列说法中正确的是( )
A.以行驶的汽车为参照物,路边的树木是运动的
B.只要物体的位置发生变化,物体的机械能就发生变化
C.悬浮在盐水中的鸡蛋,受到盐水的作用力的合力为零
D.用锤子将铁钉钉入木板,锤子对铁钉的作用力与铁钉对锤子的作用力大小相等
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。浮力的大小:F浮=G—F拉,根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;物体所受浮力仅跟物体排开液体的体积和液体的密度有关。悬浮在盐水中的鸡蛋,所受浮力等于自身重力,即F浮=G排。作用在鸡蛋上的两个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,是一对平衡力,其合力为零。故选C。
【答案】C。【点评】本题考查了浮力的大小、阿基米德原理、影响浮力大小因素,二力平衡。是一道基础题,考试频率高。
11.(2016张家界) 两手分别拿着一个小木块和一个大石头浸没在水中。同时松手,小木块上浮,大石头下沉。比较松手时两者所受的浮力 ( )
A.木块受到的浮力大 B.石块受到的浮力大
C.两者受到的浮力一样大 B.条件不足,无法比较
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。浮力的大小:F浮=G—F拉,根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;物体所受浮力仅跟物体排开液体的体积和液体的密度有关。F浮=m排g=ρ液gV排;大石头下沉,小木头上浮,大石头排开水的体积大于小木块排开水的体积;即大石头所受浮力大于小木块所受的浮力。故选B。
【答案】B。【点评】本题考查了浮力的大小、阿基米德原理、影响浮力大小因素,是一道基础题,考试频率高。
12.(2017株洲))某实验小组在探究“浮力大小跟排开液体所受重力的关系”时,做了如图所示的四次测量,弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3和F4,则: ( )
A.F浮= F3- F1 B.F浮= F4- F1
C.F浮= F2- F1 D.F浮= F2- F4
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。浮力的大小:F浮=G—F拉,根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;物体所受浮力仅跟物体排开液体的体积和液体的密度有关。浮力等于排开液体受到的重力;即排开液体受到的重力G排=F4—F1;F浮=F4—F1。故选B。
【答案】B。【点评】本题考查了浮力的大小、阿基米德原理、影响浮力大小因素,是一道基础题,考试频率高。
13.(2016孝感)成成同学课外实验时,把鸡蛋放入盛水的杯中,鸡蛋沉在杯底,如图甲;向杯中加盐并搅拌,直到鸡蛋悬浮,如图乙。此过程中 ( )
A.杯中液体密度不变
B.鸡蛋的重力变小
C.鸡蛋的浮力变大
D.容器底受到液体的压力不变
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。浮力的大小:F浮=G—F拉,根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;物体所受浮力仅跟物体排开液体的体积和液体的密度有关。鸡蛋在甲中,鸡蛋下沉,浮力小于鸡蛋的重力;在乙中,鸡蛋漂浮,浮力等于鸡蛋的重力;鸡蛋浸没在盐水中,排开液体的体积一定,向杯中加盐并搅拌,盐水的密度增大,鸡蛋排开盐水受到的重力增大;即鸡蛋受到的浮力变大。故选C。21教育网
【答案】C。【点评】本题考查了浮力的大小、阿基米德原理、影响浮力大小因素,是一道基础题,考试频率高。
二、填空题
14.(2017常德)如图用一细绳拴住体积为0.6dm3重为4N的木块,使它浸没在水中,此时绳的拉力为__ ___N;若剪断细绳,当木块静止时水面将__ ___(选填“上升”、“下降”或“不变”)。
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。浮力的大小:F浮=G—F拉,根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;物体所受浮力仅跟物体排开液体的体积和液体的密度有关。浸没在液体中的木块受到竖直向下重力、拉力和竖直向上的浮力三个力的作用;鸡蛋受到的浮力F浮= G排液=m排液g=ρ液gV排液=1.0╳103kg/m3╳10N/kg╳0.6╳10-3m3=6N;绳子的拉力F拉=F浮—G=6N—4N=2N;间断绳子,木块上浮至漂浮,所受浮力等于重力,此时浮力等于4N,排开水的体积变小,水面下降。故答案为:2、下降。
【答案】2、下降。【点评】本题考查了浮力的大小、阿基米德原理、影响浮力大小因素、平衡力,是一道基础题,考试频率高。
15. (2017郴州)弹簧测力计下挂着一重为12N的实心小球,小球浸没在水中并静止时,弹簧测力计示数为7N。此时小球受到的浮力是__ ___N,其密度是__ ___kg/m3。(g=l0N/kg)。
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。浮力的大小:F浮=G—F拉,根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;物体所受浮力仅跟物体排开液体的体积和液体的密度有关。小球受到的浮力F浮=G-F拉=12N—7N=5N;小球的体积等于排开水的体积;实心小球的密度。故答案为:5、2.4╳103。
【答案】5、2.4╳103。【点评】本题考查了浮力的大小、阿基米德原理、影响浮力大小因素,是一道基础题,考试频率高。
16.(2017新疆)一艘豪华游轮的满载排水量达1000t,满载时吃水深度达10m,则满载时船底受到海水的压强为 __ __ Pa(ρ海水=1.03×103kg/m3),船受到的浮力为__ __ N。
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。浮力的大小:F浮=G—F拉,根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;物体所受浮力仅跟物体排开液体的体积和液体的密度有关。受到海水的压强p=ρgh=1.03╳103kg/m3╳10N/kg╳10m=1.03╳105Pa;
游轮漂浮,浮力等于排开水的重力。即F浮=m排g=106kg╳10N/kg=107N。故答案为:1.03╳105、107。
【答案】1.03╳105、107。
【点评】本题考查了浮力的大小、阿基米德原理、影响浮力大小因素、液体压强,是一道基础题,考试频率高。
17.(2017菏泽)小美用手把一个重为0.4N,体积是2.7╳10-5m3的玩具球完全浸没到水中,玩具球受到的浮力是_____________N,放手后玩具球将_______________(填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)。
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。浮力的大小:F浮=G—F拉,根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;物体所受浮力仅跟物体排开液体的体积和液体的密度有关。玩具球受到水的浮力F浮=G排=ρ液gV排=1.0╳103kg/m3╳10N/kg╳2.7╳10-5m3=0.27N ;浮力小于重力,物体下沉。故答案为:0.27、下沉。
【答案】0.27、下沉。
【点评】本题考查了浮力的大小、阿基米德原理、影响浮力大小因素,是一道基础题,考试频率高。
三、作图题
18.(2017湘潭)质地均匀的实心木球漂浮在水面上,作出木球所受力的示意图。
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;物体所受浮力仅跟物体排开液体的体积和液体的密度有关。球漂浮,浮力等于重力。浮力竖直向上,重力竖直向下。故答案为:力的示意图如图所示。
【答案】示意图如图所示。
【点评】本题考查了浮力的大小、物体的浮沉条件,是一道基础题,考试频率高。
四、实验探究题
19.(2017白银)在“探究影响浮力大小因素”的实验中,一组同学提出了4种猜想。
小华:浮力大小与液体密度有关;小红:浮力大小与物体浸入液体的体积有关;
冬冬:浮力大小与物体所受的重力有关;玲玲:浮力大小与物体的形状有关。
他们找来了体积相同的A、B两块实心金属块、弹簧测力计、一杯水、一杯盐水、细绳等仪器。按照图中所示规范地完成了实验,记录了如下表所示的实验数据。
次数
金属块
物体重力/N
液体密度
物体浸在液体中的体积
测力计的示数/N
1
A
5
1.0
20
4.8
2
A
5
1.0
60
4.4
3
A
5
1.0
100
4.0
4
A
5
1.2
100
5
B
3
1.2
100
1.8
观察表中数据,回答下列问题:
(1)根据表格中实验数据,可知A物体浸在液体中的体积为时,物体A所受浮力大小为___________N;表格中标有“ ”的位置的数据应该是_______________;
(2)通过分析比较第__________次实验数据,能够说明小华同学的猜想是正确的;分析比较第___________次实验数据,能够说明小红同学的猜想是正确的;www-2-1-cnjy-com
(3)为了验证冬冬同学的猜想,他们选择了第__________次实验数据,他们发现浮力大小与物体所受的重力______________(选填“无关”或“有关”);21*cnjy*com
(4)要验证玲玲的猜想,同学们又找来了一块橡皮泥,他们把橡皮泥捏成不同形状,先后放入水中,发现有的漂浮在水面上,有的下沉。他们由此得出结论:浮力的大小与物体的形状有关。请指出他们实验方法的错误之处:________________________。
【解析】探究影响浮力大小的因素。浮力大小可能跟多个因素有关,应采用控制变量法探究。(1)物体受到的浮力F浮=G—F拉=5N—4.4N=0.6N;物体A、B体积相同,浸入液体的体积相同,根据第5次实验,所受浮力相同FB浮=G-F拉=3N—1.8N=1.2N;则第4次A物体受到的浮力为1.2N,弹簧测力计的示数F拉=G-F浮=5N—1.2N=3.8N;21*cnjy*com
(2)通过3、4次实验数据,浮力的大小与液体的密度有关;分析2、3次实验数据,浮力的大小与物体浸入液体的体积有关;
(3)分析4、5实验数据,浮力的大小与物体的重力无关;
(4)没有控制橡皮泥的排开液体的体积相等。故答案为:(1)0.6、1.2;(2)3、4;2、3;(3)4、5;无关;(4)没有控制橡皮泥排开液体的体积相等。
【答案】(1)0.6、1.2;(2)3、4;2、3;(3)4、5;无关;(4)没有控制橡皮泥排开液体的体积相等。
【点评】本题考查“探究影响浮力大小的因素”实验。是课程标准20个必做实验之一。利用控制变量法进行探究。影响浮力大小的因素有液体的密度和物体排开液体的体积。是基础题,考试频率高。
五、计算题
20.(2017湘潭)如图所示是某自动蓄水箱的结构示意图。A是水箱中的实心圆柱体,体积为800cm3,密度为2.0×103kg/m3,用细绳悬挂在水箱顶部的传感开关S上。当传感开关S受到竖直向下的拉力大于10N时闭合,与S连接的水泵(图中未画出)向水箱注水:当拉力等于10N时,S断开,水泵停止注水。细绳的质量忽略不计,求:【出处:21教育名师】
(1)A的质量为多少kg。(2)停止注水时,水箱水位高为1.2m,水箱底部受到水的压强为多少?(3)停止注水时,A受到的浮力为多少?此时圆柱体A排开水的体积为多少?
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。浮力的大小:F浮=G—F拉,根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;物体所受浮力仅跟物体排开液体的体积和液体的密度有关。
(1)浮标A受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向上的拉力作用。A的质量m=ρV=2.0╳103kg/m3╳800╳10-6m3=1.6kg,重力GA=mg=1.6kg╳10N/kg=16N;
(2)停止注水,水对箱底的压强p=ρgh=1.0╳103kg/m3╳10N/kg╳1.2m=1.2╳104Pa;
(3)停止注水时,F浮=G-F拉=16N-10N=6N,A排开水的体积。。故答案为:(1)1.6kg;(2)1.2╳104Pa;(3)6╳10-4m3。
【答案】(1)1.6kg;(2)1.2╳104Pa;(3)6╳10-4m3。
【点评】本题考查了浮力的大小、阿基米德原理、影响浮力大小因素、液体压强,是一道基础题,考试频率高。
一、选择题
1.(2017常德)质量为80g的木块静止在如图的水面上,下列说法正确的是( )
A.木块所受浮力方向为F1所示
B.木块所受浮力方向为F2所示
C.木块所受浮力大小为8N
D.木块所受的浮力大于重力
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。浮力的大小:F浮=G—F拉,根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;物体所受浮力仅跟物体排开液体的体积和液体的密度有关。木块漂浮,浮力等于重力。浮力竖直向上,重力竖直向下,G=mg=0.08kg╳10N/kg=0.8N。故选A。
【答案】A。
【点评】本题考查了浮力的大小和方向、二力平衡、重力大小,是一道基础题,考试频率高。
2.(2017大连)如图所示,水平桌面上有两个相同的烧杯,分别盛有质量相等的甲、乙两种液体。将材料相同的a、b两个实心球,分别放入甲、乙两种液体中,a球体积大于b球体积。静止时,a球漂浮在液面上,b球悬浮在液体中,a、b两球受到的浮力分别为F甲、F乙,甲、乙两种液体对烧杯底的压强分别为p甲、p乙,则( )
A.F甲=F乙;p甲=p乙 B.F甲=F乙;p甲>p乙
C.F甲>F乙;p甲=p乙 D.F甲>F乙;p甲>p乙
【解析】物体的沉浮条件是:浸没在液体中的物体受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力。浮力大于重力,物体上浮;浮力等于重力,物体受平衡力,悬浮在液体中;浮力小于重力,物体下沉。物体漂浮在液面的条件是浮力等于重力。材料相同的a、b球,体积大的质量大重力也大。a在甲液体中漂浮,所受的浮力F甲浮=Ga,ρ甲>ρa;;b在乙液体中悬浮,所受的浮力F乙浮=Gb,ρ乙=ρb;所以F甲浮>F乙浮;ρ甲>ρ乙。由于甲、乙液体质量相等,a对甲液体的压力较大,即甲液体对容器底部的压力较大,由于柱形容器的底面积相同,液体对容器底部的压强较大。故选D。【来源:21cnj*y.co*m】
【答案】D。
【点评】本题考查“物体的沉浮条件及其应用”、液体的压强。利用控制变量法进行分析。影响浮力大小的因素有液体的密度和物体排开液体的体积。是基础题,考试频率高。
3.(2016锦州)在水平桌面上有甲乙两个完全相同的烧杯,两个烧杯内分别盛满不同液体,把两个完全相同的小球分别放入甲乙烧杯内,静止时如图所示,则下列判断正确的是
A. 甲杯中的液体的密度大于乙杯中的液体的密度 ( )
B. 甲杯中小球受到的浮力大于乙杯中小球受到的浮力
C. 甲杯对水平桌面的压强小于乙杯对水平桌面的压强
D.若向下按压甲杯中的小球,甲杯中液体对烧杯底的压强会减小
【解析】物体的沉浮条件是:浸没在液体中的物体受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力。浮力大于重力,物体上浮;浮力等于重力,物体受平衡力,悬浮在液体中;浮力小于重力,物体下沉。物体漂浮在液面的条件是浮力等于重力。一个物体所受的重力相等,在甲液体中漂浮,所受的浮力F甲浮=G;在乙液体中悬浮,所受的浮力F乙浮=G,所以F甲浮=F乙浮;在甲液体中V甲排<V,在乙液体中,V乙排=V;所以V乙排>V甲排,由阿基米德原理F浮=G排=m排g=ρ液gV排,浮力相等时,V排大,ρ液小,所以乙液体密度较小,深度相同时,液体的压强p=ρgh,乙液体对容器底部的压强较小。体积相同时,乙液体的质量较小,所受的重力较小,乙液体和容器对桌面的压力较小,在受力面积相同时,乙容器对桌面的压强较小。故选A。
【答案】A。
【点评】本题考查“物体的沉浮条件及其应用”。利用控制变量法进行分析。影响浮力大小的因素有液体的密度和物体排开液体的体积。是基础题,考试频率高。
4.(2016成都)关于物体沉浮条件及应用实例,下列分析合理的是 ( )
A.同一密度计在不同液体中漂浮时,所受浮力大小相同
B.轮船从长江驶入东海,吃水深度变大
C.橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面,是通过改变自身重力实现的
D.潜水艇靠改变排开水的体积来改变浮力,从而实现上浮和下沉
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。浮力的大小:F浮=G—F拉,根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;物体所受浮力仅跟物体排开液体的体积和液体的密度有关。轮船、密度计漂浮,浮力等于重力。重力一定时,液体的密度越大,物体排开液体的体积越小。淡水密度小于海水密度,从长江驶入东海,船体会上浮一些。潜水艇靠改变自身重力实现上浮和下沉的。故选A。21cnjy.com
【答案】A。
【点评】本题考查了浮力的大小、阿基米德原理、影响浮力大小因素,是一道基础题,考试频率高。
5.(2016枣庄)现有甲、乙两个完全相同的容器,盛有体积相同的不同液体,把一个鸡蛋分别放入两容器中的情形如图所示,鸡蛋在甲、乙两杯液体中所受的浮力分别为F甲浮和F乙浮,两杯液体对容器底部的压力分别是F甲和F乙,压强分别是p甲和p乙,以下判断正确的是( )
A.F甲浮<F乙浮 F甲=F乙 p甲<p乙
B.F甲浮>F乙浮 F甲<F乙 p甲<p乙
C.F甲浮=F乙浮 F甲>F乙 p甲>p乙
D.F甲浮=F乙浮 F甲<F乙 p甲>p乙
【解析】物体的沉浮条件是:浸没在液体中的物体受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力。浮力大于重力,物体上浮;浮力等于重力,物体受平衡力,悬浮在液体中;浮力小于重力,物体下沉。物体漂浮在液面的条件是浮力等于重力。一个鸡蛋所受的重力相等,在甲液体中漂浮,所受的浮力F甲浮=G;在乙液体中悬浮,所受的浮力F乙浮=G,所以F甲浮=F乙浮;在甲液体中V甲排<V,在乙液体中,V乙排=V;所以V甲排<V乙排,由阿基米德原理F浮=G排=m排g=ρ液gV排,浮力相等时,V排大,ρ液小,所以甲液体密度较大,深度相同时,液体的压强p=ρgh,甲液体对容器底部的压强较大。体积相同时,甲液体的质量较大,所受的重力较大,甲液体和容器对桌面的压力较大,在受力面积相同时,甲容器对桌面的压强较大。故选C。
【答案】C。
【点评】本题考查“物体的沉浮条件及其应用”。利用控制变量法进行分析。影响浮力大小的因素有液体的密度和物体排开液体的体积。是基础题,考试频率高。
6.(2016株洲)一枚重量为G的鸡蛋悬浮在盐水中,如图甲所示。往盐水中继续均匀缓慢加盐,鸡蛋所受浮力F随时间t变化的图像可能是 ( )
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。浮力的大小:F浮=G—F拉,根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;物体所受浮力仅跟物体排开液体的体积和液体的密度有关。鸡蛋浸没在盐水中,排开液体的体积一定,向杯中加盐并搅拌,盐水的密度增大,鸡蛋排开盐水受到的重力增大;即鸡蛋受到的浮力变大。浮力大于鸡蛋重力而上浮;露出液外,鸡蛋所所受浮力减小,直至浮力=重力而漂浮。故选A。
【答案】A。【点评】本题考查了浮力的大小、阿基米德原理、影响浮力大小因素,是一道基础题,考试频率高。
7. (2017哈尔滨)在水中,鱼、漂浮的木头、静止在水底的石头的位置如图所示,下列说法正确的是( )
A.水对石头的压强比对木头的小
B.木头受到的浮力大于它自身的重力
C.鱼受到的浮力等于它排开水的重力
D.石头受到的浮力等于它自身的重力
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。浮力的大小:F浮=G—F拉,根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;物体所受浮力仅跟物体排开液体的体积和液体的密度有关。木块漂浮,浮力等于自身重力。鱼悬浮,浮力等于自身重力,也等于排开水受到的重力;石头下沉,浮力小于重力。故选C。【版权所有:21教育】
【答案】C。
【点评】本题考查了浮力的大小、阿基米德原理、沉浮条件的应用,是一道基础题,考试频率高。
8. (2017泸州)如图所示,用弹簧测力计称得盛满水的溢水杯总重为6.0N,将一鹅卵石用细线系好后测得其重力为1.4N,将这一鹅卵石没入溢水杯后测力计的示数为0.9N,若将溢出水后的溢水杯和浸没在水中的鹅卵石一起挂在弹簧测力计上,静止时弹簧测力计的示数为F(ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg)。则下列说法正确的是( )
A.丙图中溢水杯溢到小桶中的水的质量为90g
B.丙图中,浸没在水中的鹅卵石所受浮力为0.5N
C.丁图中,弹簧测力计的示数F应为7.4N
D.鹅卵石的密度为1.56g/cm3
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。浮力的大小:F浮=G—F拉,根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;物体所受浮力仅跟物体排开液体的体积和液体的密度有关。丙图中,石头受到的浮力F浮=G-F拉=1.4N—0.9N=0.5N;丁图中F=6.0N+1.4N-0.5N=6.9N;石块排开水的体积21教育名师原创作品
;
石块的密度,。故选B。
【答案】B。【点评】本题考查了浮力的大小、阿基米德原理、影响浮力大小因素,是一道基础题,考试频率高。
二、填空题
9.(2017自贡)一重为0.6N的鸡蛋先后放入甲、乙两液体中,如图所示,鸡蛋在甲中悬浮,在乙中漂浮,则鸡蛋在甲中受到的浮力为__________ N,甲的密度__________乙的密度(选填“>”、“<”或“=”)
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。浮力的大小:F浮=G—F拉,根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;物体所受浮力仅跟物体排开液体的体积和液体的密度有关。鸡蛋在甲悬浮,浮力等于自身重力;甲液体密度等于鸡蛋的密度;鸡蛋在乙漂浮,浮力等于自身重力,乙液体的密度大于鸡蛋的密度。故答案为:0.6、<。
【答案】0.6、<。
【点评】本题考查了浮力的大小、阿基米德原理、沉浮条件的应用,是一道基础题,考试频率高。
10.(2017临沂)2017年4月26日9时,我国首艘国产航母(如图)在大连造船厂正式下水,当航母静止在水面上时,其受到的浮力________(填“大于”、“等于”或“小于”)重力;在水面下10m深处的船体受到海水的压强为_________Pa。已知海水的密度为1.03╳103kg/m3。
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。浮力的大小:F浮=G—F拉,根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;物体所受浮力仅跟物体排开液体的体积和液体的密度有关。航母漂浮,浮力等于自身重力;受到海水的压强p=ρgh=1.03╳103kg/m3╳10N/kg╳10m=1.03╳105Pa。故答案为:等于、1.03╳105Pa。
【答案】等于、1.03╳105Pa。
【点评】本题考查了浮力的大小、液体的压强、沉浮条件的应用,是一道基础题,考试频率高。
11.(2017益阳)如图所示,将一长方体物体浸没在装有足够深水的容器中恰好处于悬浮状态,它的上表面受到的压力为1.8N,下表面受到的压力为3N,则该物体受到的浮力大小为___ ___ N;如将物体再下沉5cm,则它受到的浮力大小为______N。
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。浮力的大小:F浮=G—F拉,根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;物体所受浮力仅跟物体排开液体的体积和液体的密度有关。物体悬浮,浮力等于自身重力;根据浮力产生的原因浮力液体对物体向上与向下的压力差。F浮=F向上—F向下=3N-1.8N=1.2N;由于液体足够深,再下降5cm,仍悬浮,浮力等于重力,重力不变,浮力不变。故答案为:1.2、1.2。
【答案】1.2、1.2。
【点评】本题考查了浮力的大小、沉浮条件的应用,是一道基础题,考试频率高。
12.(2017泸州)如图所示,有一圆柱形容器,放在水平桌面上,现将一体积为2×10﹣4m3,质量为0.5kg的矩形金属块放在容器底部,再向容器中加入水至12cm深时,水对容器底的压强是_________Pa,金属块受到的浮力是_________N,金属块对容器底部的压力是_________N(金属块与容器底没有紧密接触,ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg)。
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。浮力的大小:F浮=G—F拉,根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;物体所受浮力仅跟物体排开液体的体积和液体的密度有关。水的压强p=ρgh=1.0╳103kg/m3╳10N/kg╳0.12m=1.2╳103Pa。F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液=1.0╳103kg/m3╳10N/kg╳2╳10-4m3=2N;金属块的重力G=mg=0.5kg╳10N/kg=5N,金属块对容器底部的压力F=G—F浮=5N-2N=3N。故答案为:等于、1.2╳103、2、3 。
【答案】1.2╳103、2、3。
【点评】本题考查了浮力的大小、液体的压强、沉浮条件的应用,是一道基础题,考试频率高。
三、作图题
13.(2017白银)有一个木球静止在水面上,在图中画出它的受力示意图。
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;物体所受浮力仅跟物体排开液体的体积和液体的密度有关。球漂浮,浮力等于重力。浮力竖直向上,重力竖直向下。故答案为:力的示意图如图所示。
【答案】示意图如图所示。
【点评】本题考查了浮力的大小、物体沉浮条件,是一道基础题,考试频率高。
四、实验探究题
14.(2017重庆)如图所示,小彬同学对“浸没在液体中的物体所受浮力大小与深度是否有关”进行了实验探究。21·cn·jy·com
(1)实验前首先应按竖直方向对弹簧测力计进行 。本实验中,使用弹簧测力计时,手应该拿住弹簧测力计的 (选填“拉环”或“刻度盘”)。
(2)小彬同学依次进行了如图所示的实验,第①次实验中测力计示数为 N。通过分析发现,浸没在纯水中的物体所受的浮力大小与深度 (选填“有关”、“无关”)。进一步分析得出:物体浸没后与放入前相比,容器对水平地面的压力增加了 N。
(3)小彬同学又进行了“盐水浮鸡蛋”的实验,发现一个有趣的现象:悬浮在盐水中如图甲所示位置的鸡蛋,如果用外力将鸡蛋轻轻向下或向上移动一小段距离,撤销外力后它马上又会回到原来位置悬浮。此现象初步表明:深度增大,浸没在盐水中的鸡蛋所受的浮力 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。21·世纪*教育网
(4)为了精确检验这一结论是否正确,小彬同学找到一个分度值为0.1g的电子秤,将上图中的纯水换成盐水静置一段时间后,用上图中的同一物体,依次进行了图A、B、C、D所示的实验。分析电子秤的示数可知:盐水的 随深度而变化。小彬同学为自己的新发现感到万分高兴,但他并没有停下探究的脚步,再一次分析,他计算出图B到图D细线对物体拉力的变化量为 N。
甲 A B C D
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。浮力的大小:F浮=G—F拉,根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;物体所受浮力仅跟物体排开液体的体积和液体的密度有关。(1)指针校零、拉环;(2)物体的重力G=2.5N,拉力F拉=1.5N,浮力F浮=G—F拉=2.5N—1.5N=1.0N;分析发现,浮力的大小与液体的深度无关;浮力的施力物体是液体,液体对物体的浮力是1.0N,力的作用是相互的,物体对液体的压力是1.0N,物体浸没前后容器对水平面的压力增大1.0N。(3)鸡蛋悬浮,鸡蛋受到的浮力大小等于自身重力大小,鸡蛋重力不变,浮力的大小不变;外力的作用将鸡蛋按下去,鸡蛋上浮,此过程中,鸡蛋受到的浮力的大小大于自身重力的大小,鸡蛋排开盐水的体积不变,可知盐水的密度随深度增大而增大;停留在原来位置,此处盐水的密度等于鸡蛋的密度。(4)盐水的密度随深度的增大而增大;电子秤示数增大了Δm=1109.7g-1107.2g=2.5g。细线的拉力变化了ΔF=Δmg=0.0025kg╳10N/kg=0.025N。故答案为:(1)指针校零、拉环;(2)2.5、无关、1.0;(3)增大;(4)密度、0.025 。
【答案】(1)指针校零、拉环;(2)2.5、无关、1.0;(3)增大;(4)密度、0.025 。
【点评】本题考查了浮力的大小、影响浮力大小的因素、物体的沉浮条件的应用,是一道提高题,考试频率较高。
15.(2016娄底))实验室常用盐水来做浮力实验,小明学习了浮力实验后,利用密度测量的知识在家里设计了一个测定盐水密度的实验。
所用器材用:一个边长为a的正方体小塑料块,两个菜碗,一把刻度尺,水和盐水。
小明拟定的实验步骤如下:
A.往一只菜碗中加入适量的水,让正方体小塑料块漂浮在水面上,在小塑料块的水面位置处做上标记;
B.取出正方体小塑料块,用刻度尺在小塑料块上量出其浸没在水中的深度h;
C.往另一只菜碗中加入适量的盐水,让正方体小塑料块漂浮在液面上,在小塑料块的液面位置处做上标记;
D.取出正方体小塑料块,用刻度尺在小塑料边上量出其浸没在盐水中的深度f,已知水的密度为ρ,则:
(1)正方体小塑料块漂浮在水平面上时所受浮力大小为 ,由此可以求出小塑料块的质量m= ;
(2)正方体小塑料块所受水的浮力F1 所受盐水的浮力F2(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(3)求出盐水的密度ρ′= 。
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;物体所受浮力仅跟物体排开液体的体积和液体的密度有关。塑料块在水中漂浮,浮力的大小等于物体所受的重力的大小,即F浮=G;即ρga2h=m塑g,m塑=ρa2h;(2)塑料块在水中漂浮,在盐水中也漂浮,浮力都等于自身重力;所以在水中的浮力等于在盐水中的浮力;即F1=F2;(3)由于F1=F2,所以ρga2h=ρ′ga2?;ρ′=hρ/?。故答案为:ρga2h、ρa2h、hρ/?。
【答案】ρga2h、ρa2h、hρ/?。【点评】本题考查了浮力的大小、阿基米德原理、物体的沉浮条件,是一道基础题,考试频率高。2·1·c·n·j·y
五、计算题
16.(2017温州)Argo浮标广泛应用于台风预测、海洋资源开发等领域。浮标结构如图所示,坚硬壳体外下方装有可伸缩油囊;当液压式柱塞泵将壳体内的油注入油囊时,油囊排开水的体积等于注入油的体积;当油囊中的油全部被抽回壳体内时,油囊体积忽略不计。已知浮标总质量为55千克,其中含油20千克;浮标壳体体积为0.04米3,油的密度为0.8×103千克/米3;海水密度取1.0×103千克/米3,g取10牛/千克。
(1)该浮标下沉20米,浮标总重力做功多少焦?
(2)液压式柱塞泵将壳体中的油全部注入油囊时,浮标最终露出水面的体积为多少米3?
【解析】1)G=mg=55千克×10牛/千克=550牛
W=Fs=Gh=550牛×20米=1.1×104焦
答:浮标下沉20米,重力做功1.1×104焦。
(2)浮标最终处于漂浮状态,所以F浮=G物=550牛
根据公式F浮=ρ液gV排,得
油囊体积
所以V露=V壳?(V排?V油)=0.04米3?(0.055米3?0.025米3)=0.01米3
答:浮标最终露出水面的体积为0.01米3。
【答案】1.1╳104J、0.01m3。【点评】本题考查了浮力的大小、阿基米德原理、物体的沉浮条件,是一道基础题,考试频率高。www.21-cn-jy.com
17.(2017鄂州)重为8N的物体挂在弹簧测力计下面,浸没到如图所示圆柱形容器的水中,此时弹簧测力计的示数为6N,已知容器底面积为100cm2。求:
(1)物体受到的浮力;
(2)物体的密度;[来#源%:^
(3)物体浸没水中后,容器对水平桌面增大的压强。
【解析】浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力。根据阿基米德原理F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排液;物体所受浮力仅跟物体排开液体的体积和液体的密度有关。
(1)浮力F浮=G—F拉=8N—6N=2N。
(2)物体的质量m=G/g=8N÷(10N/kg)=0.8kg=800g
排开水的质量m=G/g=2N÷(10N/kg)=0.2kg=200g
排开水的体积V排=m/ρ=200g÷(1g/cm3)=200cm3
物体的密度ρ=m/V=800g÷(200cm3)=4g/cm3=4╳103kg/m3。
另解:;
。
(3)增大的压强Δp=ΔF/S=2N÷(0.01m2)=200Pa。故答案为:2N、4╳103kg/m3、200Pa。
【答案】2N、4╳103kg/m3、200Pa。【点评】本题考查了浮力的大小、阿基米德原理、物体的沉浮条件,压强。是一道基础题,考试频率高。21世纪教育网版权所有