第十章 第2节 阿基米德原理
一、选择题
1.小东同学做了如图1甲、乙、丙、丁所示的探究实验,测量时弹簧测力计的示数分别是F1、F2、F3、F4,图丙中物体A所受的浮力为F浮,物体A排开水的重力为G排,下列说法中正确的是
( )
图1
A.F浮=F3
B.G排=F4
C.若图甲溢水杯中未装满水,则F浮=F1-F3
D.若图甲溢水杯中未装满水,则G排2.下列有关浮力的说法中正确的是
( )
A.物体的密度越大,受到的浮力越大
B.物体的体积越大,受到的浮力越大
C.阿基米德原理只适用于液体,不适用于气体
D.浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力,与物体的形状及浸没在液体中的深度无关
3.体积相同的铅球、铜块和木块,浸在液体中的情况如图2所示,比较它们受到的浮力大小,正确的是
( )
图2
A.铅球受到的浮力最大
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
4.浸没在水中质量相等的实心铝球和铜球,它们所受浮力的大小关系为(已知ρ铝<ρ铜)
( )
A.铜球大
B.铝球大
C.大小相等
D.无法确定
5.如图3所示,鸡蛋沉在清水中,向清水中加入适量的浓盐水,在鸡蛋露出水面前,鸡蛋受到的浮力和未加浓盐水时相比较
( )
图3
A.浮力变大
B.浮力变小
C.浮力不变
D.无法确定
6.一长方体铁块按图4所示,从下表面与液面刚刚接触时下放至图中虚线位置,图5中能大致反映铁块下降过程中所受浮力的大小F浮与铁块下表面浸入液体深度h深关系的图象是
( )
图4
图5
二、填空题
7.在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中,若王冠在空气中测得重为5
N,浸没在水中时弹簧测力计的示数为4.7
N,则这顶王冠浸没在水中时所受的浮力为
N,它排开的水重
N。?
8.1783年,法国物理学家查理做成的世界上第一个氢气球体积为620
m3,设地面附近空气的密度为1.3
kg/m3,则这个氢气球(忽略体积变化)在地面附近受到的空气浮力为 N。(g取10
N/kg)?
9.铝块一半浸入水中时,排开80
g的水,则铝块受到的浮力为 N;当它全部浸入水中后受到的浮力为 N。(g
取10
N/kg)?
10.有一块体积为1
dm3的冰,放在水中受到的浮力为9
N,则这块冰露出水面的体积为
cm3。(g取10
N/kg)?
11.将重为2.2
N的物块浸没在水中测量时,弹簧测力计的示数为1.2
N,则物块受到的浮力为
N,物块的体积为 cm3;把此物块浸没在密度为0.8×103
kg/m3的液体中时,物块排开液体的重力为 N。(g取10
N/kg)?
12.
如图6所示,先将溢水杯装满水,然后用弹簧测力计悬挂重为4
N、体积为100
cm3的石块,缓慢浸没在水中,溢出的水全部收集到小空桶中,桶中水重为 N,石块静止时,弹簧测力计的示数为 N。(ρ水=1.0×103
kg/m3,g取10
N/kg)?
图6
三、实验探究题
13.如图7所示,小许在探究“阿基米德原理”的实验中,准备了如下器材:小铁块、细线、盛满水的溢水杯、小桶和弹簧测力计。实验步骤如下:
图7
A.测出小桶和排开水所受的总重力G总;
B.把小铁块浸没在盛满水的溢水杯中,并用小桶收集小铁块所排开的水,静止时读出弹簧测力计的示数为F;
C.用弹簧测力计测出小铁块所受重力G铁和空桶所受重力G桶。
(1)上述步骤的正确排序: (填字母)。?
(2)小铁块浸没在水中时所受浮力F浮= (用G铁、F表示)。?
(3)小铁块排开的水所受重力G排= (用G总、G桶表示)。?
(4)得出结论后,小许进一步深入研究,绘制出了当液体密度不变时,F浮与V排的关系图象,如图8所示,根据图象可知,液体的密度是 kg/m3。(g取10
N/kg)?
图8
四、计算题
14.将物块竖直挂在弹簧测力计的下方,在空气中静止时弹簧测力计的示数F1=2.6
N。将物块的一部分浸入水中,静止时弹簧测力计的示数F2=1.8
N,如图9所示。求:(ρ水=1.0×103
kg/m3,g取10
N/kg)
(1)物块受到的浮力。
(2)物块浸在水中的体积。
图9
15.如图10甲所示,金属块挂在弹簧测力计的下方,将金属块慢慢浸入水中,弹簧测力计的示数逐渐减小,图乙是弹簧测力计示数与金属块下降高度的关系图象。求:(g取10
N/kg)
(1)金属块浸没在水中时受到的浮力。
(2)金属块的体积。
(3)金属块的密度。
图10
答案
1.C 2.D 3.D
4.B 5.A 6.C 7.0.3 0.3
8.8060
9.0.8 1.6
10.100
11.1 100 0.8
12.1 3
13.(1)C、B、A (2)G铁-F (3)G总-G桶
(4)1.2×103
14.(1)由称重法可得物块受到的浮力:
F浮=F1-F2=2.6
N-1.8
N=0.8
N。
(2)由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可得物块浸在水中的体积:
V排===8×10-5
m3。
15.(1)由图乙可知,金属块重G=5
N,浸没在水中时弹簧测力计的示数F示=3
N,
则金属块浸没在水中时受到的浮力:
F浮=G-F示=5
N-3
N=2
N。
(2)根据F浮=ρ液gV排得金属块的体积:
V=V排===2×10-4
m3。
(3)金属块的质量:m===0.5
kg,
金属块的密度:ρ===2.5×103
kg/m3。