第2节 阿基米德原理
一、单选题
1.???下列关于浮力的有关说法中,正确的是( )
A.?只要液体的密度越大,物体所受的浮力就一定越大
B.?浸入液体中的物体所受浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力
C.?阿基米德原理只适合于液体,不适合于气体
D.?只要物体的体积越大,物体所受的浮力就一定越大
???如图所示,烧杯中装有适量的某种溶液,底部有一个圆柱体处于沉底状态。现通过某种特殊的手段使该溶液的密度从0时刻缓慢地增大,t1时刻圆柱体开始上浮,t2时刻圆柱体上表面开始露出液面,此后溶液密度不再增大。假设整个过程中圆柱体始终竖直,且不考虑水的阻力,关于圆柱体受到的浮力F随时间的变化情况,下列图象中可能正确的是( )
A.??????????????????????????
B.??????????????????????????
C.??????????????????????????
D.?
3.???如图的铁块,从下表面与液面刚刚接触时逐渐下放至虚线位置,下图中能表示它所受浮力F随深度h变化关系的图象是( )
A.??????????????????????????
B.??????????????????????????
C.??????????????????????????
D.?
4.???甲、乙两个实心金属球,它们的体积相同,其密度分别是5.0×103kg/m3和3.0×103kg/m3,甲球挂在甲弹簧测力计下,乙球挂在乙弹簧测力计下。如果让两金属球全部没入水中(未与底及壁接触),则甲球所受浮力F甲与乙球所受浮力F乙之比以及甲弹簧测力计的示数T甲与乙弹簧测力计的示数T乙之比分别为( )
A.?1:2???1:1?????????????????????????
B.?2:1???1:1?????????????????????????
C.?1:1???1:2?????????????????????????
D.?1:1???2:1
5.???在水平桌面上有一个盛有水的容器,木块用细线系住没入水中(水未溢出),如图甲所示,将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,且五分之二的体积露出水面,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.?甲、乙两图中,木块受到水的浮力之比是?5:2
B.?甲、乙两图中,水的质量相同,水对容器底部的压力之比是?1:1
C.?甲图中细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比是?3:5
D.?甲、乙两图中,容器对水平桌面的压强之比是?1:1
6.???将空矿泉水瓶慢慢压入水中,直到完全浸没,下列对矿泉水瓶受到的浮力分析不正确的是( )
A.?矿泉水瓶受到水对它的浮力????????????????????????????????????????
B.?浸没后,压入越深,受到的浮力越大????????????????????????????????????????
C.?排开水的体积越大,受到的浮力越大????????????????????????????????????????
D.?浮力的方向竖直向上
7.???将一块小木块和一块大石块投入水中,静止时,小木块漂浮在水面上,大石块沉在水底,关于两者浮力说法正确的是( )
A.?小木块漂浮它受到的浮力大????????????????????????????????????????
B.?大石块它排开水的体积大它受到的浮力大????????????????????????????????????????
C.?大石块沉在水底它受到的浮力小????????????????????????????????????????
D.?两者浮力一样大
8.???先在溢水杯中装满水(水面与溢水口齐平),然后放入一块重2牛的木块,溢出的水全部用小烧杯接住(如图所示).则( )
A.?溢水杯底部受到水的压强增大,小烧杯中水的重力大于2牛
B.?溢水杯底部受到水的压强减小,小烧杯中水的重力小于2牛
C.?溢水杯底部受到水的压强不变,小烧杯中水的重力等于2牛
D.?溢水杯底部受到水的压强增大,小烧杯中水的重力小于2牛
二、多选题
1.???中国自主研发无人潜水器“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10min,全过程“深度-时间”图象和“速度-时间”图象如图所示,下列对潜水器分析正确的是( )
A.?在0~1min,受到水的压强逐渐变大????????????????????????????????????????
B.?在1~3min,受到水的浮力不变????????????????????????????????????????
C.?在4~6min,处于匀速直线运动状态????????????????????????????????????????
D.?在6~8min,受非平衡力的作用
2.???如图所示,在溢水杯中装满水,将挂在弹簧测力计下的铁块缓慢放入水中,从铁块下表面刚刚接触水面直至测力计示数为零的过程中( )
A.?铁块受到的浮力一直变大????????????????????????????????????????
B.?溢水杯底部受到水的压力一直变大????????????????????????????????????????
C.?弹簧测力计对手的拉力变小-不变-变小????????????????????????????????????????
D.?桌面受到溢水杯的压强先不变,后变大
3.???如图甲所示,弹簧测力计下端悬挂着一个小圆柱体物块,物块浸没在盛水的大水槽中。现将测力计缓缓提升,直到圆柱体物块全部露出水面一段距离,在该过程中测力计的示数F随圆柱体上升高度h的关系如图乙所示。已知g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,水槽内水面的变化可以忽略不计,则下列判断中正确的是( )
A.?圆柱体浸没在水中时受到的浮力是1.5N????????????????????????????????????????
B.?圆柱体受到的重力是2.5N????????????????????????????????????????
C.?圆柱体的体积是10-4m3????????????????????????????????????????
D.?圆柱体的高度是5cm
4.???关于物体所受浮力,下列说法中不正确的是( )
A.?物体排开水的体积越大,所受浮力越大????????????????????????????????????????
B.?物体没入水中越深,所受浮力越大????????????????????????????????????????
C.?物体的密度越大,所受浮力越大????????????????????????????????????????
D.?在水面上漂浮的物体受到的浮力大于在水中下沉的物体所受到的浮力
5.???关于浮力下列的说法正确的是( )
A.?阿基米德原理不只适用于液体
B.?只要物体的体积大,所受的浮力就一定大
C.?只要液体的密度大,对浸在其中的物体的浮力就一定大
D.?物体所受的浮力等于被物体排开的液体所受的重力,与物体的形状和浸没于液体的深度无关
三、填空题
1.???一艘轮船满载时排水量为6000t,它受到的浮力为______N,从大海驶入内河,它受到的浮力______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。在码头卸下8×105kg的货物后,轮船排开水的体积是______m3(g取10N/kg)。
2.???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,则这两物体受到的浮力大小______,它们的体积大小______。
3.???“蛟龙号”完成第20次下潜任务后,逐渐浮出水面,当排开水的质量为2000t时,受到水的浮力为______N;在“蛟龙号”浮出水面前的过程中,浮力将______,压强将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
4.???一个体积为20cm3的金属圆柱体,用细线吊着慢慢浸入水中,当它一半没入水中时,它排开水的体积是______cm3,排开这部分水的重力是______N,它受到的浮力是______N,如果它全部没入水中,它受到的浮力是______N。
5.???将一个铁球的一半浸入水中时,排开水的重力为0.8N,此时铁球受到浮力的大小为______N,将它全部浸没时,受到浮力的大小为______N,当它浸没在水中的深度增大时,受到浮力的大小______(选填“变小”、“不变”或“变大”)。
第2节 阿基米德原理
【单选题答案】
1.??B???????2.??C???????3.??C???????4.??D???????5.??D???????
6.??B???????7.??B???????8.??C???????
【解析】
1.??
解:A、液体的密度大,如果物体排开液体的体积小,受到液体的浮力不一定大,故A错误;
B、由阿基米德原理可知,浸入液体中的物体所受浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力,故B正确;
C、阿基米德原理不仅适合于液体,也适合于气体,故C错误。
D、根据阿基米德原理,物体所受浮力的大小跟物体浸入液体后排开的液体的多少和液体的密度有关,跟物体的体积是无关的,故D错误。
故选:B。
由阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排可知,物体浸在液体中受到的浮力与液体的密度和排开液体的体积有关,而与物体的密度、物体的体积、物体的形状无关,据此分析
解决此类浮力变化的问题时,一定要看一看ρ液和V排这两个方面的变化情况,同时考虑。
2.??
解:t1时刻之前,溶液的密度变大,物体排开的液体的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排得,可知,浮力随液体密度的变大而变大;
t1时刻到t2时刻,圆柱体上浮,此时的浮力要大于重力;t2时刻后,物体排开的液体的体积会慢慢变小,根据阿基米德原理可知,浮力变小,最终物体会漂浮在液面上,此时的浮力等于重力,所以整个过程中,浮力先变大,后变小,再不变,故C符合题意。
故选:C。
首先根据阿基米德原理判定浮力的变化,然后根据漂浮时,浮力等于重力判定浮力的变化。
本题考查了阿基米德原理和物体浮沉条件的应用,明确物体排开液体体积变化、液体密度的变化是解题的关键。
3.??
解:当物体从开始浸入水中到完全浸入水中即浸没的过程中,物体排开液体的体积在逐渐变大,液体密度不变,因为F浮=ρ液V排g,所以物体受到的浮力变大;而当物体浸没以后,再向水中下沉的时候,物体排开液体的体积不再发生变化,所以物体受到的浮力不变。由此可知物体受到的浮力先变大后不变。
故选:C。
首先我们要学会分析图象,知道一个物理量随着另外的一个物理量怎样变化,A图说明浮力随深度增加而减小,
B图说明浮力先不变再变大,C图说明开始浮力随深度的增加而增大,后来与深度无关;D图说明浮力随深度增加而增大,
然后,根据我们所学过阿基米德原理F浮=ρ液V排g,我们知道浮力的大小与液体的密度和物体浸入液体体积的大小有关,与物体浸没在水中的深度无关。我们一定要注意是“浸没”,当物体从开始浸入水中到完全浸入水中即浸没的过程中,物体排开液体的体积在逐渐变大,液体密度不变,所以浮力是变大的。而当物体浸没以后,再向水中下沉的时候,物体排开液体的体积不再发生变化,所以浮力是不变的。
本题主要考查的是浮力的大小与物体排开液体体积的关系,能确定物体浸没水中后排开水的体积不变是本题的关键。
4.??
解:
(1)两球的体积相同,让两金属球全部没入水中(未与底及壁接触),
因为物体浸没在水中时,排开水的体积和自身的体积相等,
所以V甲排=V乙排,
由F浮=ρ水gV排可知两球受到的浮力F甲=F乙,则F甲:F乙=1:1。
(2)因两球的体积相同,且都浸没在水中,则V甲排=V甲=V乙排=V乙,
因为G=mg=ρVg,F浮=G-T=ρ水gV排,
所以两测力计的示数之比2:1,故D正确,ABC错误。
故选:D。
(1)两球的体积相同,让两金属球全部没入水中(未与底及壁接触),则可知两球排开水的体积大小关系),根据阿基米德原理可知两球受到浮力的大小关系;
(2)两球的体积相同,且都浸没在水中,则可知V甲排=V甲=V乙排=V乙,再根据F示=G-F浮=ρ球V球g-ρ水V球g得出弹簧测力计的示数大小关系。
本题考查了学生对重力公式、密度公式、阿基米德原理的掌握和运用,利用好称重法测浮力(F浮=G-F示)是本题的关键。
5.??
解:
A、木块的体积为V,则甲中排开水的体积V甲=V,乙中排开水的体积V乙=3/5V,
则甲、乙两图中木块受到水的浮力之比F甲:F乙=ρ水gV:ρ水g×3/5V=5:3,故A错误;
B、将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,木块排开水的体积变小,容器内水的深度变小,
由p=ρgh可知,甲中水对容器底部的压强大于乙中水对容器底部的压强,
由于容器底的面积不变,则由F=pS可知,甲中水对容器底部的压力大于乙中水对容器底部的压力,故B错误;
C、因木块漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,所以木块的重力G=F乙=ρ水g3/5V,
图甲中绳子的拉力F=F甲-G=ρ水gV-ρ水g3/5V=ρ水g3/5V,
则甲图中细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比:F:F甲=ρ水g3/5V:ρ水gV=2:5,故C错误;
D、将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,容器和容器内水、木块的重力不变,对桌面的压力和受力面积都不变,
由p=F/S可知,容器对水平桌面的压强之比是1:1,故D正确。
故选:D。
(1)根据题意得出甲中和乙中木块排开水的体积,根据阿基米德原理求出两种情况下受到的浮力关系,物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等;
(2)将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,木块排开水的体积变小,容器内水的深度变小,根据p=ρgh可知容器底部受到水的压强变化,然后判断甲、乙两图中水对容器底部的压强关系,再利用F=pS判断水对容器底压力的关系;
(3)甲中绳子的拉力等于受到的浮力减去木块的重力,然后求出甲图中细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比;
(4)将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,容器和容器内水、木块的重力不变,对桌面的压力和受力面积都不变,根据p=
F
S
比较甲、乙两图中容器对水平桌面的压强关系。
本题考查了液体压强公式和固体压强公式、阿基米德原理、物体浮沉条件的应用等,要注意水平面上物体的压力和自身的重力相等。
6.??
解:A、在矿泉水瓶压入水中的过程中,瓶子排开了水,故瓶子受到水的浮力,故A正确;
B、当矿泉水完全浸没后,由于排开水的体积不再改变,故瓶子所受浮力不再变化,故B错误;
C、由阿基米德原理可得,排开水的体积越大,矿泉水瓶所受浮力越大,故C正确;
D、浮力方向总是竖直向上的,故D正确。
故选:B。
由阿基米德的理可知,物体所受浮力等于物体排开水的重力,则在矿泉水瓶浸没过程中,根据排开水的体积的变化可知浮力的变化。
本题考查物体所受浮力与排开水的体积的关系,在解题时应抓住关键,不能被题目条件所干扰。
7.??
解:大石块比小木块的体积大,木块和石块放入水中,木块漂浮(V排<V),石块沉底(V排′=V),则石块排开水的体积大,由于二者都是浸在水中(排开液体的密度相同),由浮力计算公式F浮=ρ液gV排可知大石块受到的浮力较大。
故选:B。
一切浸在液体或气体中的物体都受到竖直向上的浮力,物体所受浮力的大小既与物体排开液体的体积有关,又与排开液体的密度有关,据此分析判断。
本题考查了学生对阿基米德原理的掌握和运用,能从木块漂浮在水面上、石块沉入水底得出排开水的体积大小关系是本题的关键。
8.??
解:木块放入溢水杯中,排开的水全部收集到量筒内,
因为p=ρgh,水的深度h不变,
所以溢水杯底部受到水的压强不变;
因为木块漂浮,
所以木块受到的浮力:F浮=G木,
又据F浮=G排,
所以G排=G木=2N。
故选:C。
由题知,将木块放入溢水杯中,排开的水全部收集到小烧杯中,溢水杯内的水深不变。根据液体压强公式分析溢水杯底受到水的压强变化情况;根据漂浮条件和阿基米德原理得出小烧杯内水的重力大小。
本题关键有二:一是确定水深不变,二是F浮=G排=G木的得出(阿基米德原理和漂浮条件的综合运用)。
【多选题答案】
1.??ABD???????2.??CD???????3.??BC???????4.??BCD???????5.??AD???????
【解析】
1.??
解:
A、由h-t图象可知,在0~1min内潜水器所处的深度逐渐增大,由p=ρgh可知,受到水的压强逐渐变大,故A正确;
B、在1~3min内,潜水器浸没水中,排开水的体积不变,由F浮=ρgV排可知,受到水的浮力不变,故B正确;
C、由v-t图象可知,在4~6min内,潜水器的速度为0,处于静止状态,故C错误;
D、由v-t图象可知,在6~8min内,潜水器加速上升,处于非平衡状态,故D正确。
故选:ABD。
(1)由h-t图象可知在0~1min内潜水器所处深度的变化,根据p=ρgh可知受到水的压强变化;
(2)潜水器从刚好浸没时开始下潜到返回水面,在1~3min内潜水器排开水的体积不变,根据阿基米德原理可知受到水的浮力变化;
(3)由v-t图象可知在4~6min内潜水器的速度,然后判断其状态;
(4)由v-t图象可知在6~8min内潜水器的运动状态,再判断所处的状态进而判断出受力情况。
本题考查了液体压强公式、阿基米德原理、力与运动的关系等,从图象中获取潜水器深度的变化和运动的速度是关键。
2.??
解:A、从铁块下表面刚刚接触水面到铁块浸没在水中的过程,铁块排开水的体积不断变大,根据F浮=ρgV排知,浮力逐渐变大;铁块浸没后继续下沉的过程中,铁块排开水的体积不再变化,根据F浮=ρgV排知,浮力不再变化,故A错误;
B、由于溢水杯中装满水,则从铁块下表面刚刚接触水面直至测力计示数为零的过程中,水的深度不变,根据p=ρgh知,溢水杯底部受到水的压强不变,杯底的面积不变,根据F=pS可知,杯底受到水的压力不变,故B错误;
C、在铁块向下运动并与底部接触之前,弹簧测力计对手的拉力等于铁块与测力计的总重力减去铁块受到的浮力(即F拉=G总-F浮);由于浮力先变大后不变,所以测力计对手的拉力先变小后不变;
铁块接触溢水杯底部直至测力计示数为零的过程中,由于铁块受到溢水杯底部的支持力作用,所以弹簧测力计对手的拉力F拉′=G总-F浮-F支,则拉力再减小;
由此可知,整个过程中弹簧测力计对手的拉力先变小,后不变,再变小,故C正确;
D、从铁块下表面刚刚接触水面到铁块下表面刚刚接触溢水杯底部,且对底部没有压力的过程中,铁块受到的浮力先变大后不变,但始终等于其排开水的重力,此时溢水杯对桌面的压力:F压=G杯和水+F浮-G排水(其中G杯和水为溢水杯和剩余水的总重力,G排水为溢出水的重力),可知溢水杯对桌面的压力始终不变,根据p=F/S知,溢水杯对桌面的压强不变;
当铁块接触溢水杯底部,且对底部产生压力的过程中,由于不再有水溢出,且铁块对溢水杯底部有压力,所以溢水杯对桌面的压力变大,根据p=F/S知,溢水杯对桌面的压力压强变大;
由此可知,整个过程中桌面受到溢水杯的压强先不变,后变大,故D正确。
故选:CD。
(1)根据阿基米德原理分析浮力变化;
(2)根据p=ρgh分析压强,然后利用F=pS分析压力;
(3)弹簧测力计对手的拉力等于铁块对弹簧测力计的拉力,而铁块对弹簧测力计的拉力等于铁块的重力减去铁块受到的浮力;
(4)分析从铁块下表面刚刚接触水面到铁块下落到溢水杯底部,且对底部没有压力的过程中,溢水杯对桌面的压力变化,然后根据压强公式分析压强变化。
此题考查液体压强公式、阿基米德原理以及力的合成与应用,是一道综合性较强的题目,有一定难度,关键是根据生活经验及所学物理知识对铁块下落的整个过程中的受力情况进行正确的受力分析。
3.??
解:
由题知,圆柱体从浸没水中,由测力计缓缓提升,直到圆柱体物块全部露出水面一段距离的过程中受力平衡,
圆柱体在水中时F=G一F浮,逐渐露出水面时受浮力变小,测力计示数变大,全部露出水面后测力计示数最大,且F=G,
(1)在上升高度为5~6cm时物体在空中,所以圆柱体重力G=F'=2.5N,故B正确;
圆柱体浸没在水中上升时,受浮力最大,测力计示数最小,由图乙知,此时测力计示数F=1.5N,圆柱体受到的浮力F浮=G-F=2.5N-1.5N=1N,故A错误;
由F浮=ρ水gV排可得,V排=10-4m3,故C正确;
(2)由图乙知,上升2cm时圆柱体上表面与水面恰相平,上升5cm时圆柱体恰好全部露出水面,
所以圆柱体高度=5cm-2cm=3cm,故D错误。
故选:BC。
圆柱体在水中上升时,受到的浮力、测力计拉力与圆柱体重力平衡,即F+F浮=G;圆柱体逐渐露出水面时,受到受浮力减小,测力计拉力逐渐变大;圆柱体全部露出水面后,测力计拉力F=G。
(1)由图象知圆柱体重力;根据称重法计算圆柱体浸没时受到的浮力;由阿基米德原理计算圆柱体的体积;
(2)圆柱体受到测力计拉力逐渐变大的过程上升的高度即为其高度。
本题考查了称重法测浮力、阿基米德原理的应用,分析图象各段的表示的过程并从中得到有用的信息是关键。
4.??
解:A、由阿基米德原理公式:F浮=ρ液gV排可知,物体排开水的体积越大受到的浮力越大,故A叙述正确;
B、当物体完全浸入液体中时,V排不变,浮力不变,故B叙述错误;
C、由阿基米德原理公式:F浮=ρ液gV排可知,物体受到的浮力与液体的密度有关,与物体的密度无关,故C叙述错误;
D、漂在水面的物体如果排开液体的体积比沉在水底的物体排开液体的体积小,那么漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力小,故D叙述错误。
故选:BCD。
本题主要是考查阿基米德原理公式:F浮=ρ液gV排,要知道决定浮力大小的因素是ρ液和V排。
解决此类考查浮力变化的问题时,一定要从ρ液和V排这两个因素分析考虑。
5.??
解:
A.阿基米德原理适用于液体,同样也适用于气体,故A正确;
B.影响浮力大小的因素是排开液体(或气体)的密度和物体排开液体(或气体)的体积,与物体本身的体积无关,故B错误;
C.影响浮力大小的因素是排开液体(或气体)的密度和物体排开液体(或气体)的体积,排开液体的体积未知,不能得出液体的密度大,对浸在其中的物体的浮力就一定大,故C错误;
D.由阿基米德原理可知,物体所受的浮力等于被物体排开的液体所受的重力,与物体的形状和浸没于液体的深度无关,故D正确。
故选:AD。
(1)根据浮力公式F浮=ρgV排可知影响浮力大小的因素是液体(气体)密度和物体排开的液体(气体)的体积;
(2)阿基米德原理:浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于该物体排开的液体受到的重力。
本题考查了学生对阿基米德原理的掌握和运用,关键知道影响浮力大小的因素是液体(气体)密度和物体排开的液体(气体)的体积,与物体本身密度没有关系。
【填空题答案】
1.??6×107? 不变? 5.2×103???????
2.??相同? 相同???????
3.??2×107? 不变? 变小???????
4.??10? 0.1? 0.1? 0.2???????
5.??0.8? 1.6? 不变???????
【解析】
1.??
解:(1)根据阿基米德原理知轮船满载时受到的浮力:F浮=G排=m排g=6000×103kg×10N/kg=6×107N;
(2)因为轮船漂浮,所以轮船由海里驶入内河后,受到的浮力不变;
(3)卸下货物后,剩余货物和轮船的质量为:
m=6000×103kg-8×105kg=5.2×106kg,
剩余货物和轮船的重力:G=mg=5.2×106kg×10N/kg=5.2×107N,
因为漂浮,
F浮′=G=5.2×107N,
因为F浮′=ρ水V排′g,
所以此时排开水的体积:V排′=5.2×103m3。
故答案为:6×107;?不变;?5.2×103?。
(1)知道油轮满载时排水量(排开水的质量),利用阿基米德原理求轮船满载时受到的浮力;
(2)漂浮时浮力等于重力;
(3)在码头卸下8×105kg的货物后,求出剩余货物和轮船的质量、重力,利用漂浮条件求此时受到的浮力,再利用阿基米德原理求此时轮船排开水的体积。
本题考查了学生对重力公式、阿基米德原理、漂浮条件的掌握和运用,知道油轮满载时排水量是排开水的质量是本题的突破口,灵活运用公式是关键。
2.??
解:
根据称重法可知,两弹簧测力计减小的数值相同,说明两物体所受浮力相同;根据公式F浮=ρ液gV排可知排开水的体积相同,因为它们都浸没在水中,则排开水的体积与物体体积相同,所以这两个物体的体积相同。
故答案为:相同;相同。
根据称重法可知,两弹簧测力计减小的数值相同时,说明物体受到的浮力相同,根据阿基米德原理判断排开排开水的体积关系以及物体体积的关系。
本题考查了对称重法测浮力和阿基米德原理的理解,关键是知道物体浸没时排开液体的体积与物体体积相同。
3.??
解:(1)“蛟龙号”所受浮力:
F浮=G排=m排g=2000×1000kg×10N/kg=2×107N;
(2)在“蛟龙号”浮出水面前的过程中,排开水的体积不变,根据公式F浮=ρ水gV排可知浮力不变;
深度减小,根据p=ρgh知压强将变小。
故答案为:2×107;不变;变小。
(1)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的重力;
(2)“蛟龙号”浮出水面前的过程中,排开液体的体积不变,深度减小,据阿基米德原理可判断出浮力的变化;根据p=ρgh判断出压强的变化。
本题考查浮力的计算、液体压强和阿基米德原理公式的应用,关键是对排水量的理解,这也是本题的重点。
4.??
解:
因为金属圆柱体一半没入水中,所以V排=10cm3;
由ρ=和G=mg可得,排开水的重力:G排=m排g=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×10×10-6m3=0.1N;
根据阿基米德原理可知,它受到的浮力F浮=G排=0.1N;
当圆柱体全部没入水中时,排开水的体积变为原来的2倍,由F浮=ρ水gV排可得,圆柱体受到的浮力也变为原来的2倍,即F浮′=2F浮=2×0.1N=0.2N。
故答案为:10;0.1;0.1;0.2。
已知金属圆柱体的体积,根据金属没入水中的比例可求排开水的体积;根据密度公式和重力公式可求出排开水的重力,根据阿基米德原理可知它受到浮力的大小,进一步得出金属全部没入水中时受到的浮力。
本题考查重力公式、密度公式以及阿基米德原理的应用,难度不大。
5.??
解:
当铁球的一半浸入水中时,由阿基米德原理可得铁球受到的浮力:
F浮=G排=0.8N;
当铁球全部浸没在水中时,V排′=2V排,则此时铁球受到的浮力:
F浮′=ρ水gV排′=ρ水g×2V排=2F浮=2×0.8N=1.6N;
当它浸没在水中的深度增大时,铁球排开水的体积不变,则铁球受到浮力的大小将不变。
故答案为:0.8;1.6;不变。
(1)知道铁球的一半浸入水中时排开水的重力,根据阿基米德原理求出此时铁球受到水的浮力;
(2)将铁球全部浸没在水中,排开水的体积变为原来的2倍,利用阿基米德原理求出完全浸没时受到的水的浮力;
(3)当它在水中下沉时,排开水的体积不变,利用阿基米德原理判断受到水的浮力大小变化。
本题考查了学生对阿基米德原理的掌握和运用,灵活运用公式F浮=G排及推导公式F浮=ρ水gV排是本题的关键。