10.3
科学探究:浮力的大小
一、选择题
1.如图所示,小强同学把重为0.5
N的物体放入盛有水的溢水杯中,溢出水的重力为0.3
N,则物体受到的浮力( )
A.可能是0.2
N
B.一定是0.3
N
C.可能是0.4
N
D.一定是0.5
N
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,则这两个物体必定有相同的( )
A.密度
B.体积
C.质量
D.重力
3.若林红同学的质量为50
kg,已知人的密度与水的密度大致相等,则当林红潜入水中游泳时,她所受到的浮力大约是( )
A.500
N
B.50
N
C.5000
N
D.5
N
4.质量相等的实心铝球和铜球(已知ρ铝<ρ铜)浸没在水中,它们所受浮力的大小关系为( )
A.铜球大
B.铝球大
C.两球相等
D.无法确定
5.弹簧测力计下挂一长方体物块,将物块从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中,如图甲所示,图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图像,则下列说法中错误的是(g取10
N/kg)( )
A.物体受到的重力是9
N
B.物体浸没时,弹簧测力计的示数为5
N
C.物体浸没时所受的浮力是5
N
D.物体的体积是4×10-4
m3
6.如图所示,林红同学用弹簧测力计测得盛满水的溢水杯总重为6
N,将一鹅卵石用细线系好后测得其重力为1.4
N,将该鹅卵石浸没在溢水杯中后测力计的示数为0.9
N,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。则下列说法中正确的是(ρ水=1.0×103
kg/m3,g取10
N/kg)( )
A.图丙中溢出的水的质量为50
g
B.图丙中,浸没在水中的鹅卵石所受的浮力为2.3
N
C.图丁中,弹簧测力计的示数F应为7.4
N
D.鹅卵石的密度为1.56
g/cm3
二、填空题
7.小明在学习“阿基米德原理”时,做了如图所示的实验。由图可知物体A所受浮力为________N;由阿基米德原理可知,图丙中弹簧测力计的示数应为________N。
8.如图所示,已知木块的重力为3
N,体积为500
cm3,当木块静止时细线的拉力为2.5
N,g取10
N/kg,则木块受到的浮力为________N,液体的密度是__________kg/m3。
9.如图甲所示,一个质量为270
g的铝块悬挂在弹簧测力计的挂钩上,铝块的下表面刚好接触某未知液体的液面。将铝块缓慢浸入液体中,弹簧测力计的示数随铝块浸入深度的变化关系如图乙所示。则铝块浸没时所受的浮力为________N,液体的密度为________kg/m3。(g取10
N/kg,ρ铝=2.7×103
kg/m3)
三、实验探究题
10.如图所示,为验证阿基米德原理,林红同学选用的实验器材有:弹簧测力计、大烧杯、小水桶、小石块、小垫块和水。
[进行实验]
A.用弹簧测力计测出石块的重力G物;
B.将石块浸没在烧杯内的水中,读出此时弹簧测力计的示数F;
C.用弹簧测力计测出小水桶和水的总重力G总;
D.用弹簧测力计测出空水桶的重力G0。
[分析论证]
(1)最佳测量步骤为______________。
(2)实验过程中,若斜置在小垫块上的大烧杯中的水没有装满,则小水桶中接到的水的重力______(选填“大于”“等于”或“小于”)被石块排开的水的重力。
(3)石块浸没在水中所受浮力的表达式为F浮=____________,被石块排开的水的重力的表达式为G排=____________,比较F浮与G排的大小。(用已测得的物理量表示)
四、计算题
11.小强同学将体积为4×10-4
m3的物块A竖直挂在弹簧测力计下,在空气中静止时弹簧测力计的示数F1=4.8
N。圆柱形容器中装有水,容器的底面积是100
cm2,将物块A浸没在水中静止时,弹簧测力计的示数为F2,如图15-K-20所示。已知水的密度ρ水=1.0×103
kg/m3,g取10
N/kg。求:
(1)物块A浸没在水中受到的浮力F浮。
(2)弹簧测力计的示数为F2。
(3)物块A的密度ρA。
(4)水对容器底的压强比物块A浸入水中前增加了多少。
答案
1.C
2.B
3.A
4.B
5.C
6.A
7.1 1.5
8.5.5 1.1×103
9.1.2 1.2×103
10.(1)D、A、B、C (2)小于
(3)G物-F G总-G0
11.(1)由阿基米德原理可得,物块A浸没在水中受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103
kg/m3×10
N/kg×4×10-4
m3=4
N。
(2)在空气中静止时弹簧测力计的示数F1=4.8
N,即物块A的重力G=F1=4.8
N,
由F浮=G-F示可得,将物块A浸没在水中静止时弹簧测力计的示数:
F2=G-F浮=4.8
N-4
N=0.8
N。
(3)由G=mg可得,物块A的质量:
m===0.48
kg,
物块A的密度:ρA===1.2×103
kg/m3。
(4)物块A浸入水中后增加的深度:
Δh===0.04
m,
则Δp=ρ水gΔh=1.0×103
kg/m3×10
N/kg×0.04
m=400
Pa。
合金块的密度:ρ===3.2×103
kg/m3。