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2021年浙江省中考科学
一轮复习精品课件
第9课时
浮力
■
知识体系
浮力
定义
方向
压力差法
称重法
阿基米德定律
平衡法
物体沉浮条件（实心物体）
浮力应用
浸入
液体
竖直向上
F向上-F向下
G-F
G排=ρ液
gV排
G
液体的密度
上小下大
排水量
自身
重力
小于
■
重点梳理
上浮
下沉
悬浮
漂浮
沉底
F浮 G?
F浮 G?
F浮 G?
F浮 G?
F浮+N= ?
ρ液 ρ物?
ρ液 ρ物?
ρ液 ρ物?
ρ液 ρ物?
ρ液 ρ物?
处于动态(运动状态不断改变),受非平衡力作用
可以停留在液体的任何深度
是“上浮”过程的最终状态
是“下沉”过程的最终状态
处于静止状态,受平衡力作用
>
<
=
=
G
>
<
=
>
<
■
对点练习
1.[2020·衢州]2020年4月23日,“雪龙”号考察船(如图W10-1所示)圆满完成历时198天的南极考察任务,返回上海码头落锚。在铁链拉着铁锚缓慢放入水中时,经历了如图W10-2所示三种情况:图甲中铁锚部分浸入水中;图乙中铁锚完全浸没水中但未触底;图丙中铁锚沉底。三种情况下船身受到的浮力大小分别为F甲、F乙、F丙,它们的大小关系正确的是
( )
A.F甲=F乙=F丙
B.F甲>F乙=F丙
C.F甲>F乙>F丙
D.F甲图W10-2
图W10-1
C
2.[2016·杭州]三个相同的轻质弹簧,一端固定在容器底部,另一端分别与三个体积相同的实心球相连。向容器内倒入某种液体,待液体和球都稳定后,观察到如图W10-3所示情况,乙球下方的弹簧长度等于原长。
(1)这三个球受到浮力的大小关系是 (选填字母)。?
A.F甲B.F甲>F乙>F丙
C.F甲=F乙=F丙
(2)这三个球的密度大小关系是 (选填字母)。?
A.ρ甲<ρ乙<ρ丙
B.ρ甲>ρ乙>ρ丙
C.ρ甲=ρ乙=ρ丙
(3)球 (选填“甲”“乙”或“丙”)的密度与液体
密度相同。?
图W10-3
C
A
乙
3.[2020·绍兴]小敏将质量为20
g,体积为25
cm3的塑料块放入水平平衡的容器内(如图W10-4甲所示),放手后容器右端下降。撤去塑料块,往容器内缓慢倒入一定量的水,使容器再次水平平衡(如图乙所示),将该塑料块轻轻放入容器内的水中如图丙所示位置,放手后容器最终将 (选填“左低右高”“左高右低”或“水平平衡”)。此时,塑料块所受浮力为 N。?
图W10-4
【答案】水平平衡 0.2
4.[2020·湖州]2019年12月17日,由我国自主建造的第一艘国产航母——“山东舰”(如图W10-5甲所示),正式交付海军。该舰标准排水量为5万吨,可同时停放36架“歼-15”舰载机。若每架舰载机质量为25
t。(g取10
N/kg,海水的密度取1.03×103
kg/m3)
(1)舰载机起飞时(如图乙所示),以舰载机为参照物,航母是 (选填“运动”或“静止”)的。?
(2)在标准排水量时,航母所受的浮力为
。?
(3)当36架舰载机全部飞离航母后,航母排开海
水的体积减小了 m3。(结果保留一位小数)?
甲
图W10-5
乙
【答案】
(1)运动 (2)5×108
N (3)873.8
5.[2018·杭州]如图W10-6所示,“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为30
m3,空载时质量约为
22
t,最大荷载
240
kg。
(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大?
(2)若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的,则至少注入多少水?(海水密度取1.0×103
kg/m3,g取10
N/kg)
图W10-6
解:(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时,根据漂浮条件可知,潜水器受到的浮力为F浮=G空载=m空载
g
=22×103
kg×10
N/
kg=2.2×105
N。
5.[2018·杭州]如图W10-6所示,“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为30
m3,空载时质量约为
22
t,最大荷载
240
kg。
(2)若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的,则至少注入多少水?(海水密度取1.0×103
kg/m3,g取10
N/kg)
图W10-6
6.[2019·杭州]如图W10-7所示,将密度为0.6
g/cm3、高度为10
cm、底面积为20
cm2的圆柱体放入底面积为50
cm2的容器中,并向容器内加水。(g取10
N/kg)
(1)当水加到2
cm时,求圆柱体对容器底的压力。
(2)继续向容器中加水,当圆柱体对容器底压力为0时,求圆柱体在液面上方和下方的长度之比。
图W10-7
6.[2019·杭州]如图W10-7所示,将密度为0.6
g/cm3、高度为10
cm、底面积为20
cm2的圆柱体放入底面积为50
cm2的容器中,并向容器内加水。(g取10
N/kg)
(1)当水加到2
cm时,求圆柱体对容器底的压力。
图W10-7
解:(1)当加水2
cm时,圆柱体受到的支持力
F支=G-F浮=ρ物gV物-ρ水gV排=ρ物gh物S物-ρ水gh浸S物=(ρ物h物-ρ水h浸)gS物=(0.6××0.1
m-1.0×103
kg/m3×0.02
m)×10
N/kg
×20×10-4
m2=0.8
N,
因为容器底对圆柱体的支持力和圆柱体对容器底的压力是一对相互作用力,所以F压=F支=0.8
N。
6.[2019·杭州]如图W10-7所示,将密度为0.6
g/cm3、高度为10
cm、底面积为20
cm2的圆柱体放入底面积为50
cm2的容器中,并向容器内加水。(g取10
N/kg)
(2)继续向容器中加水,当圆柱体对容器底压力为0时,求圆柱体在液面上方和下方的长度之比。
图W10-7
重点一 浮力大小比较
例1
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W10-8所示,则( )
A.甲杯中的盐水密度较大
B.乙杯底部所受液体的压强较大
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
图W10-8
B
【名师点睛】浮力大小的判断方法
仔细读题,根据具体情况选择相应公式进行比较判断。①利用F浮=ρ液gV排进行比较:ρ液相同,比较V排;V排相同,比较ρ液。②根据沉浮条件判断:同一物体比状态;不同物体比物重等。
使用阿基米德定律时不用死板地使用公式F浮=ρ液gV排进行比较浮力的大小,阿基米德定律除了这个式子外,还有F浮=G排液=m排液g,灵活选择恰当的公式进行分析判断是计算浮力时保证速度与准确率的关键。
【变式1】[2020·赤峰]水平桌面上两只完全相同的杯子里分别盛有甲、乙两种不同液体。把两个完全相同的小球分别放入甲、乙两种液体中,静止后,在甲液体中的小球沉底,在乙液体中的小球悬浮,此时两杯中的液面恰好相平,如图W10-9所示。下列说法中正确的是
( )
A.甲液体的密度大于乙液体的密度
B.甲液体对杯底的压强等于乙液体对杯底的压强
C.甲液体中小球受到的浮力小于乙液体中小球受到的浮力
D.盛甲液体的杯子对桌面的压强等于盛乙液体的杯子对桌面的压强
图W10-9
【答案】C
重点二 液面升降判断
例2[2013·杭州]将一冰块用细线拴住慢慢地浸入到酒精中,并保持悬置状态(如图W10-10所示),在冰块浸入的过程中,台秤的示数将 (选填“增大”“减小”或“不变”);在冰块熔化过程中,容器内液面将 (选填“上升”“下降”或“不变”),台秤的示数将 (选填“增大”“减小”
或“不变”)。(已知:冰的密度为0.9×103
kg/m3,酒精的密度为
0.8×103
kg/m3;整个过程中无液体溢出)?
图W10-10
【答案】增大 下降 增大
【解析】力的作用是相互的,酒精给了冰块一个向上的浮力,冰块会给酒精一个向下的反作用力,由于冰块浸入过程中,冰块所受的浮力增大,因此对酒精向下的反作用力也将增大,台秤示数增大。冰块熔化成水,自身体积会缩小(质量不变,密度变大),水和酒精混合后,总体积也会缩小,因此液面会下降。将冰块、酒精、水和杯子视作一个整体,冰熔化之前,该整体的重力由台秤和绳子共同承担;冰熔化过程中,绳子拉力变小直至为0(完全熔化后为0),该整体的重力完全由台秤承担。由于该整体的总重力不变,所以台秤承担的重力增加,台秤示数变大。
【名师点睛】液面升降的判断方法
(1)比较体积变化法:比较的是冰熔化前(或物体投放前)在液体中排开液体的体积和冰熔化成水后的体积(或物体投放后排开液体体积)的大小关系;若前体积大于后体积,液面下降;若前体积等于后体积,液面不变;若前体积小于后体积,液面上升。
(2)比较压力变化法:比较前后容器底部受到压力的变化,F前=p前×S底=ρ液gh前S底,
F后=p后×S底=ρ液gh后S底,根据前后压力的大小关系得出液体前后深度的关系,再判断液面的升降情况。
【变式2】[2020·江西]如图W10-11所示,A、B两物块以不同方式组合,分别静止在甲、乙两种液体中,由此可判断ρ甲 ρ乙;若物块A在两种液体中受到的浮力分别为F甲、F乙,则F甲 F乙。(均选填“>”“<”或“=”)?
图W10-11
>
>
重点三 利用浮力测物体密度问题
例3[2019·菏泽]小明测量“形状不规则的矿石密度”时(矿石的密度大于水的密度),可使用的器材有弹簧测力计、烧杯、细线和水。请你设计一个实验方案帮助小明完成测量任务。
(1)简要写出实验步骤:______________________________________________________
__________________________________________________________________________
_______________。?
(2)矿石的密度表达式为
。(用上述测量量表示)?
①用细线系住矿石,悬挂在弹簧测力计下方,测出矿石
的重力G;②再把矿石浸没在盛有水的烧杯中(水未溢出),读出此时弹簧测力
计的示数F
【变式3】[2020·潍坊]已知水的密度为1.0×103
kg/m3,某兴趣小组用一薄壁量杯(杯壁体积忽略不计)制作了一个测量液体密度的简易装置,操作如下:
(1)在量杯内装入适量细沙后放入水中,量杯在水中竖直静止时,如图W10-12
甲所示。此时量杯浸没
在水中的体积为
mL。?
图W10-12
【答案】(1)20
【变式3】[2020·潍坊]已知水的密度为1.0×103
kg/m3,某兴趣小组用一薄壁量杯(杯壁体积忽略不计)制作了一个测量液体密度的简易装置,操作如下:
(2)将该装置放入某液体中,静止时如图乙所示,则该液体的密度为 kg/m3;某同学将一小石子放入量杯,静止时如图丙所示,则小石子的质量是 g。?
图W10-12
【答案】(2)0.8×103 5.6
1.每年都有一大批丹顶鹤从北方迁徙到滩涂越冬。如图W10-13所示,一只丹顶鹤正沿直线朝斜下方匀速滑翔,此过程中,空气对它作用力的方向
( )
A.竖直向上
B.竖直向下
C.与运动方向相同
D.与运动方向相反
A
图W10-13
2.某科学小组制作的潜水艇模型如图W10-14所示。通过胶管A从烧瓶中向外吸气或向烧瓶中吹气,就可使烧瓶下沉、上浮或悬浮。当烧瓶处于如图所示的悬浮状态时,若向A管内用力吹气,烧瓶将会
( )
A.上浮,它受到的重力增大
B.下沉,它受到的浮力减小
C.下沉,它受到的浮力不变
D.上浮,它受到的重力减小
D
图W10-14
3.如图W10-15所示,小船上放有较大的石头,当人将石头放入池塘后,下列说法正确的是( )
A.水对池塘底部的压强增大
B.水对池塘底部的压强减小
C.水对船底的压强不变
D.水对船底的压强增大
B
图W10-15
4.[2020·临沂]如图W10-16所示,水平桌面上两只相同的烧杯中分别盛有甲、乙两种不同液体,两个相同的物块在液体中静止时,两烧杯液面相平,则
( )
A.甲液体中的物块所受浮力大
B.乙液体对烧杯底部的压强大
C.两烧杯对桌面的压强一样大
D.两物块排开液体的质量一样大
D
图W10-16
5.[2020·荆门]如图W10-17所示,置于水平地面上的容器中盛有密度为0.8×103
kg/m3的液体,质量为0.3
kg、棱长为5
cm的正方体用细绳悬挂在容器上方的位置A,已知正方体底部距液面的高度为0.4
m,剪断细绳后该正方体沿竖直方向下落,最终停在容器底部B点,此时液体的深度为0.8
m。根据以上信息可知,下列说法中正确的是
( )
A.正方体静止在位置A时拉力的大小为0.3
N
B.正方体在液体中受到的浮力为3
N
C.正方体从开始下落至其底部刚与液面接触的过程中重力做功为2.4
J
D.正方体静止在容器底部B点时,水对正方体底面的压力为16
N
图W10-17
【答案】D
6.
[2019·桐庐]小桐在一根一端密封的空心玻璃管下端绕上一段细铁丝,制成一支自制密度计,用它来测量液体密度,测量过程中杯内液体总量没有变化。
(1)当密度计在杯中漂浮时,液面高度在A处(如图W10-18甲所示)。此时,密度计受到的浮力 (选填“<”“
=”或“>”)重力。?
(2)密度计在使用中,细铁丝很容易滑落,于是小桐改变这段细铁丝的形状,并把铁丝置于玻璃管内,如图乙所示,再次测量同一杯液体的密度。待密度计静止后,与之前相比,容器中的液面 (选填“上升”“下降”或
“不变”);若按原刻度读数,所测液体的密度 (选填
“偏大”“偏小”或“相等”)。?
图W10-18
=
不变
偏小
7.[2019·福建]如图W10-19所示,气球下面用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中。已知石块与气球的总重力为G总,则气球受到的浮力F浮 (选填“>”
“<”或“=”)G总;若水温升高,石块将 (选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮”)。
图W10-19
<
上浮
8.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中:
A.甲同学猜想“浮力的大小可能跟该物体的体积有关”。
B.乙同学根据从井中提水时发现盛满水的桶露出水面越多,提桶的力就越大。由此他猜想:“浮力大小可能与物体排开液体的体积有关”。
(1)在老师的指导下,甲同学设计了如下实验进行验证:①用两个大小不同的塑料瓶分别装上质量不等的细沙,使它们的总质量相等。②把两瓶放入水中均能在水面漂浮,如图W10-20所示。根据二力平衡的知识可知:塑料瓶受到的浮力大小等于塑料瓶(包括细沙)受到重力的大小,则这两个塑料瓶所受到的浮
力大小 (选填“相等”或“不相等”)。实验证明该同学
的猜想是 (选填“正确”或“错误”)的。?
图W10-20
相等
错误
8.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中:
A.甲同学猜想“浮力的大小可能跟该物体的体积有关”。
B.乙同学根据从井中提水时发现盛满水的桶露出水面越多,提桶的力就越大。由此他猜想:“浮力大小可能与物体排开液体的体积有关”。
(2)乙同学找来一个金属圆柱体,弹簧测力计和烧杯等器材进行了如图W10-21所示的探究。
①分析图中弹簧测力计示数的
变化可知,物体排开液体的体积
越大,所受的浮力 。?
图W10-21
越大
8.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中:
A.甲同学猜想“浮力的大小可能跟该物体的体积有关”。
B.乙同学根据从井中提水时发现盛满水的桶露出水面越多,提桶的力就越大。由此他猜想:“浮力大小可能与物体排开液体的体积有关”。
②实验结束后,小明绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随圆柱体下表面浸入液体深度变
化的曲线,如图戊所示。分析图像可
知:曲线 (选填“a”或“b”)
描述的是金属圆柱体所受浮力的变化
情况,该金属圆柱体所受的重力为
N,金属圆柱体的密度为
kg/m3。?
图W10-21
a
2.7
2.7×103课时训练(九) 浮力
[限时:60分钟]
基础过关
1.[2020·台州]
如图WK10-1所示表示的是跳水运动员从入水到露出水面的过程,其中运动员受到水的浮力不断增大的阶段是
( )
图WK10-1
A.①→②
B.②→③
C.③→④
D.④→⑤
2.[2020·通辽]
中国自主研发的无人潜水器“海龙”成功完成下潜任务,潜水器从刚好浸没时开始计时,到返回水面合计10
min,全过程“深度-时间”图像和“速度-时间”图像如图WK10-2甲、乙所示,下列对潜水器分析不正确的是
( )
图WK10-2
A.在0~1
min,受到水的压强逐渐变大
B.在1~3
min,受到水的浮力不变
C.在4~6
min,处于匀速直线运动状态
D.在6~8
min,受非平衡力的作用
3.[2019·临沂]
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WK10-3所示。下列判断正确的是
( )
图WK10-3
A.两小球所受浮力大小相等
B.乙烧杯中液体的密度大
C.乙烧杯中小球排开的液体质量大
D.甲烧杯底部受到液体的压强小
4.体积相同的铝球、铜块和木块,浸在液体中的情况如图WK10-4所示,则比较它们受到的浮力
( )
图WK10-4
A.铝球受到的浮力最大
B.木块受到的浮力最大
C.铜块受到的浮力最大
D.它们受到的浮力一样大
5.用图WK10-5所示实验装置验证阿基米德原理,当物块浸入溢水杯时,水会流入空桶中。下列说法正确的是
( )
图WK10-5
A.实验前溢水杯未装满水,对实验结果没有影响
B.物块浸入水中越深,水对溢水杯底部的压强越大
C.物块浸入水中越深,左侧弹簧测力计的示数越大
D.通过计算可知实验所用物块的密度为2×103
kg/m3
6.如图WK10-6甲所示,将一实心物体挂在弹簧测力计上,待其静止时弹簧测力计的示数为7.2
N,当把物体的浸在水中时,如图乙所示,此时弹簧测力计的示数变为5.2
N,此时物体受到的浮力为 N。若把该物体放入密度为1.5×103
kg/m3且足够多的另一液体中,待其稳定时,物体所受的浮力为 N。(g取10
N/kg,ρ水=1.0×103
kg/m3)?
图WK10-6
7.如图WK10-7所示,当溢水杯盛满某种液体时,把实心物块缓慢放入杯中,物块漂浮,静止后溢出液体的质量为m1;当溢水杯盛满密度为ρ的液体时,把同一物块缓慢放入杯中,物块沉底,静止后溢出液体的质量为m2。则物块的密度为 。?
图WK10-7
8.有质量相同的两个实心球,其密度分别为水的密度的2倍和5倍。把它们分别挂在两个弹簧测力计的下端,然后将两球完全浸没在水中,此时两球所受浮力之比为 ,两弹簧测力计的示数之比为 。?
9.[2019·南京]
两个相同的圆柱形容器中分别装有体积相等的甲、乙两种液体,图WK10-8为同一只鸡蛋在两种液体中静止时的情景。图中两种液体的密度分别为ρ甲和ρ乙,鸡蛋所受浮力分别为F甲和F乙,容器底部所受液体压强分别为p甲和p乙,则它们的大小关系是:ρ甲 ρ乙,F甲 F乙,p甲 p乙。以下三种方案:①在鸡蛋上开小孔,用注射器抽取鸡蛋内蛋清,再用胶带封好小孔;②在鸡蛋上开小孔,塞入大头针,用胶带封好小孔;③在容器中加入比液体乙密度更大的液体。若想使鸡蛋在乙液体中下沉,可行的方案有 (填序号)。?
图WK10-8
10.[2020·宁波]
在不打破鸡蛋的前提下,如何有效判断自然状态下保存的未知产出日期的鸡蛋的新鲜度?小科进行了探究。
【查阅资料】
刚产出的鸡蛋密度相近,冷却后里面内容物收缩,会在蛋的一端形成气室。一般的鸡蛋一端大(称为钝端)、一端小(称为尖端)。蛋壳主要成分是碳酸钙,其表面有很多微小气孔,以便于蛋内外的气体交换,同时蛋内水分可通过气孔排出。
【实验过程】
任选自然状态下保存的、大小相近的同一批适龄健康的母鸡于不同日期产出的鸡蛋20枚,将它们轻放在水中,观察静止后状态。
【实验现象】
(1)4枚鸡蛋漂浮在水面上,其余16枚鸡蛋沉于水底。
(2)沉于水底鸡蛋的钝端与尖端的连线与水平底面之间有一个夹角,记为θ。16枚鸡蛋的θ大小不一,但尖端基本上比钝端更靠近底面,如图WK10-9所示是其中3枚鸡蛋在水中静止时的状态。
图WK10-9
【思考与分析】
鸡蛋的新鲜度会影响它的气室大小、密度大小和θ大小。
(1)从实验现象可知:鸡蛋的气室位置在鸡蛋的 (选填“钝端”或“尖端”)附近。?
(2)θ大小与气室占整个鸡蛋的体积比有关,图中3枚鸡蛋气室占整个鸡蛋的体积比从高到低排序为 。由此可以从θ大小初步判断鸡蛋的新鲜度。?
(3)自然状态下,随着鸡蛋存放时间变长,鸡蛋的 会变小,从而使鸡蛋的密度变小。可以判断,实验中漂浮在水面上的鸡蛋存放时间较久。?
走进重高
1.[2020·鄂州]
水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小球A、B分别放入两个容器中,静止时两球位置如图WK10-10所示,两容器内液面相平。下列分析正确的是
( )
图WK10-10
A.两小球所受浮力FAB.两种液体的密度ρ甲<ρ乙
C.两种液体对容器底部的压强p甲=p乙
D.两种液体对容器底部的压力F甲>F乙
2.[2020·宿迁]
小明在饮料吸管中塞入一些细铁丝作为配重,并将一端封闭,制作了一只简易密度计;将其先后放入甲、乙两杯液体中,当密度计静止时,两杯中液体深度相同,如图WK10-11所示,下列说法正确的是
( )
图WK10-11
A.密度计在甲杯液体中受到的浮力更大
B.密度计的刻度线,越往上标注的密度值越大
C.密度计放入后,乙杯中液体对容器底的压强更大
D.适当减小配重,可以增大该密度计两条刻度线之间的距离,使测量结果更精确
3.如图WK10-12所示,把装水的大烧杯放在水平升降台上,将一轻质玻璃杯倒扣在水中,玻璃杯内封闭一些气体,玻璃杯底用支架固定,支架在水中部分的体积忽略不计,水面都是静止的。将升降台缓慢升起一定高度(玻璃杯口没有接触大烧杯底部),水面静止后,下列说法不正确的是
( )
图WK10-12
A.玻璃杯内的气体压强逐渐变大
B.玻璃杯内、外水面高度差变大
C.大烧杯底部内表面受到的压强变大
D.支架对玻璃杯的压力变小
4.[2019·贵港]
三块完全相同的冰块分别漂浮在甲、乙、丙三种不同液体中,这三种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙、ρ丙;当冰块熔化后,甲液体液面高度不变,乙液体液面高度升高,丙液体液面高度降低。下列关系正确的是
( )
A.ρ甲<ρ乙<ρ丙
B.ρ丙<ρ甲<ρ乙
C.ρ丙<ρ乙<ρ甲
D.ρ乙<ρ甲<ρ丙
5.小明用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作了一个“浮沉子”(如图WK10-13所示)。他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下,使其漂浮在矿泉水瓶内的水面上,矿泉水瓶内留有少量空气,拧紧瓶盖使其密封,用力挤压矿泉水瓶侧面时“浮沉子”下沉,松手后“浮沉子”即上浮。下列说法错误的是
( )
图WK10-13
A.“浮沉子”下沉时,所受重力大于它受到的浮力
B.无论怎样挤压矿泉水瓶侧面,“浮沉子”不可能悬浮在水中
C.“浮沉子”上浮时,小瓶内的压缩空气会将内部的水压出
D.潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同
6.一个均匀的正方体木块,其密度为0.5
g/cm3,且任一面的面积皆为A
cm2,将此木块置于密度为1.0
g/cm3的水中,待平衡后,木块底部距离水面的深度为h
cm,如图WK10-14所示。再在木块上方正中央处放置一个质量为300
g的砝码,平衡后木块底部距离水面的深度变为(h+3)
cm,且木块底面与水面仍保持平行,则此木块任一面的面积为
( )
图WK10-14
A.100
cm2
B.150
cm2
C.200
cm2
D.600
cm2
7.[2019·娄底]
水上救援需要打捞沉没的货物,我们将该情景简化为如图WK10-15所示的物理过程。假设物体浸没在水深h=0.5
m的容器底部(非密合),现利用弹簧测力计将物体从水中匀速提出,当物体有一半体积露出水面时,弹簧测力计示数为3
N,当物体全部离开水面后,弹簧测力计示数为4
N,已知水的密度ρ水=1.0×103
kg/m3,g取10
N/kg。则( )
图WK10-15
A.物体在水面下的上升过程中所受浮力逐渐减小
B.物体在容器底部时,受到的浮力为1
N
C.把物体从容器底部提出水面,拉力对物体需做功2
J
D.物体的密度为2.0×103
kg/m3
8.[2020·天门]
一圆柱形塑料筒,质量和厚度不计,现将75%医用酒精(酒精和水的混合物)倒入该圆筒内,酒精的深度为h1(如图WK10-16甲所示),然后将该装有酒精的圆筒放入水中(如图乙所示),当它竖直漂浮、静止时,圆筒浸入水中的深度为h2,则h1 (选填“>”“<”或“=”)h2;已知水的密度为ρ水,该酒精的密度ρ= (用题中的已知量表示)。?
图WK10-16
9.[2019·拱墅一模]
已知硝酸钾的溶解度随温度的升高而增大。一块体积为V0的物块漂浮于60
℃的硝酸钾饱和溶液中,如图WK10-17甲所示。当温度改变时(假设物块和溶液体积不发生变化,析出晶体的体积忽略不计),物块排开液体的体积随温度发生的变化如图乙所示。试分析:
图WK10-17
(1)硝酸钾溶液温度从60
℃降至30
℃的过程中,其密度变化情况是 (选填“变大”“变小”或“不变”)。?
(2)若物块在50
℃和40
℃时,所受浮力分别为F1和F2,则F1 (选填“>”“=”或“<”)F2。?
(3)若硝酸钾溶液在40
℃和30
℃时,对容器底部的压强分别为p1和p2,则p1 (选填“>”“=”或“<”)p2。?
10.[2018·下城一模]
图WK10-18所示的圆柱形盛水容器,横截面积为S1。重力为G的柱形金属块,横截面积为S2,已知S1>S2,金属块用细线悬挂并使之底面恰好与水面平齐,将金属块缓慢下降浸入水中,设水均不溢出且金属块不浸没,水的密度为ρ。则:
(1)金属块底面在水中深度为h时,金属块所受浮力为多少?
(2)金属块相对容器底部下降高度为H时,盛水容器底部增大的压强是多少?
图WK10-18
11.[2018·西湖一模]
小明学了浮力的知识后,把一个棱长为10
cm,密度为0.6
g/cm3的立方体塑料块用一根无弹性的轻质细绳系在烧杯底部(如图WK10-19甲所示),再往烧杯中逐渐缓慢均匀加入水至浸没塑料块(如图丁所示),问:(g取10
N/kg)
图WK10-19
(1)当塑料块对烧杯底部的压强刚刚为零时,塑料块处于 (选填“悬浮”“漂浮”或“沉底”)状态;此时塑料块受到的浮力为多大??
(2)在图戊中,画出整个过程中塑料块受到的浮力大小与加水深度的关系。
12.[2020·十堰]
学习了浮力知识后,小明利用电子秤来测量小木块的密度:①在称盘中放置装有水的烧杯;②将小木块轻轻放入装水的烧杯中;③用细针压住小木块,使其恰好浸没在水中。实验中水均未溢出,电子秤对应的示数如图WK10-20所示,则小木块的质量是 g,小木块的密度是 g/cm3,若小木块吸水,则密度测量值 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。?
图WK10-20
图WK10-21
13.科技小组的同学想利用学到的浮力知识制作一个浮力秤。他们找来一个瓶身为柱状体的空饮料瓶,剪掉瓶底,旋紧瓶盖,在瓶盖系一块质量适当的石块,然后将其倒置在水桶里,使用时,只要把被测物体投入瓶中,从水面所对的刻度就可以直接读出被测物体的质量,经测量,该饮料瓶圆柱状部分的横截面积为12
cm2(忽略塑料瓶厚度),当浮力秤中不放被测物体时,水面所对位置为零刻度,如图WK10-21所示。(g取10
N/kg)
(1)如图所示,浮力秤静止时,浮力秤所受的重力 (选填“大于”“等于”或“小于”)其所受的浮力。?
(2)浮力秤下悬挂石块的作用
。?
(3)如果浮力秤柱状体的最大刻度是4
cm,那么浮力秤所测的质量的最大值是 g。?
(4)这种浮力秤的刻度是均匀的吗?请说明理由。
【参考答案】
课时训练
基础过关
1.A
2.C [解析]由图甲知,0~1
min内深度逐渐变深,则受到水的压强逐渐变大,故A正确,不符合题意。由题意知,1~3
min内潜水器浸没在水中,排开水的体积不变,则所受的浮力也不变,故B正确,不符合题意。由图乙知,4~6
min内潜水器的速度为0,处于静止状态,故C错误,符合题意。由图乙知,6~8
min内,潜水器的速度逐渐增大,做加速运动,处于非平衡状态,受非平衡力的作用,故D正确,不符合题意。
3.A 4.D 5.D
6.2 7.2
7.
[解析]物块在某液体中漂浮,静止后溢出液体的质量为m1,根据物块漂浮和阿基米德原理知,F浮1=G物=G排,即m1g=m物g,故m物=m1;当溢水杯盛满密度为ρ的液体时,把同一物块放入杯中,物块沉底,受到的浮力F浮2=ρgV排=ρgV物=m2g,则V物=,则物块的密度ρ物===。
8.5∶2 5∶8
9.< = < ②
[解析]由图可知,鸡蛋在甲液体中悬浮,说明ρ甲=ρ,鸡蛋在乙液体中漂浮,说明ρ乙>ρ,所以ρ甲<ρ乙;鸡蛋在甲液体中悬浮,则F甲=G,鸡蛋在乙液体中漂浮,则F乙=G,所以F甲=F乙;由于甲、乙两种液体的体积相等,且液体的密度ρ甲<ρ乙,根据G=ρVg可知,液体的重力G甲10.(1)钝端
(2)1号、2号、3号
(3)质量
走进重高
1.D
2.C
3.C
4.B
5.B
6.A
7.D [解析]浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关,物体在水面下的上升过程中,水的密度不变,排开水的体积不变,所以所受浮力大小不变,故A错误;由题可知,物体的重力G=4
N,当物体有一半体积露出水面时,弹簧测力计示数F示=3
N,则此时物体受到的浮力F浮'=G-F示=4
N-3
N=1
N,故物体在容器底部,即浸没在水中时,受到的浮力为F浮=2F浮'=2×1
N=2
N,故B错误;把物体从容器底部提出水面,物体提升了0.5
m,若在空中匀速将物体提升0.5
m时,拉力做功W=Fs=Gs=4
N×0.5
m=2
J,但物体从水中被提起时,由于受到浮力,平均拉力小于4
N,把物体从容器底部提出水面时,物体被提升了0.5
m,则拉力对物体做的功小于2
J,故C错误;根据F浮=ρ液gV排可得,物体的体积V=V排===2×10-4
m3,物体的质量m===0.4
kg,物体的密度ρ===2×103
kg/m3,故D正确。
8.> ρ水
9.(1)变小
(2)=
(3)>
10.解:(1)金属块底面在水中深度为h时,金属块排开水的体积V排1=S2h,
金属块受到的浮力F浮=ρV排1g=ρS2hg。
(2)金属块相对容器底部下降高度为H时,这一段金属块排开水的体积V排2=S2H,
设水面上升的高度为ΔH,则V排2=(S1-S2)ΔH,即S2H=(S1-S2)ΔH,解得ΔH=H。
盛水容器底部增大的压强
Δp=ρgΔH=ρgH。
11.解:(1)漂浮
塑料块的质量m=ρV=0.6
g/cm3×(10
cm)3=600
g=0.6
kg,
则此时塑料块受到的浮力为
F浮=G=mg=0.6
kg×10
N/kg=6
N。
(2)如图所示
12.12 0.6 偏大
13.(1)等于
(2)使浮力秤漂浮在水中
(3)48
(4)均匀。理由:设被测物体的质量为m,饮料瓶圆柱状部分横截面积记为S,在浮力秤中放入被测物体后,瓶身浸入的深度增加h,则浮力秤再次漂浮时,增大的浮力等于增大的重力ΔF浮=ΔG,即ρ水gSh=mg,可得h=,因为ρ水、S为定值,所以h与m成正比,即该浮力秤的制度是均匀的。
