10.2 阿基米德原理
一、选择题
1.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,则这两物体必定有相同的
( )
A.
密度
B.体积
C.质量
D.重力
2.在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.5
N.把零件浸入密度为0.8×
103
kg/m3的液体中,当零件的体积露出液面时,弹簧测力计的示数是6
N,则该金属零件的体积是(g取10
N/kg)
( )
A.2×10-4
m3
B.2.5×10-4
m3
C.6×10-4
m3
D.7.5×10-4
m3
3.三个相同的容器里装有质量相同的不同液体,若将三个相同的铁球分别放入三个容器中,如图3所示,比较三个容器内铁球受到的浮力( )
图3
A.
甲的最大
B.乙的最大
C.丙的最大
D.一样大
4.浸没在水中质量相等的实心铝球和铜球(已知ρ铝<ρ铜),它们所受浮力的大小关系为
( )
A.
铜球大
B.铝球大
C.大小相等
D.无法确定
5.质量相同的实心铝球和铜球,铜球浸没在煤油中,铝球浸没在水中(已知ρ煤油<ρ水<ρ铝<ρ铜),它们所受浮力的大小关系为
( )
A.
铝球大
B.铜球大
C.大小相等
D.无法确定
6.如图4所示,铜、铁、铝三个实心球(ρ铜>ρ铁>ρ铝),用细线拴住,浸没在水中时,三根细线上的拉力相等.则关于这三个金属球的体积、质量之间的关系,下列判断中正确的是
( )
图4
A.
V铜>V铁>V铝,m铜>m铁>m铝
B.V铜>V铁>V铝,m铜C.V铜m铁>m铝
D.V铜7.A、B两物体的质量之比是3∶4,将它们浸没在水中时,受到的浮力之比为3∶2,则两个物体的密度之比是
( )
A.
2∶1
B.1∶2
C.8∶9
D.9∶8
8.如图5甲所示,立方体木块下端用一段细线与之相连,细线另一端固定在容器底(容器高比细线与木块棱长之和大得多).现向容器中慢慢加水(如图乙所示),直到装满容器.细线的拉力用F表示,容器中水的深度用h表示,则拉力F随深度h的变化关系图像是图6中的
( )
图5
图6
9.如图7所示,烧杯的底面积是200
cm2,里面装有一定量的水(图甲),用弹簧测力计吊着未知物体,先将物体浸没在水中(图乙),水位升高到B处,弹簧测力计示数是18
N;再将物体缓慢提出,使水位下降到AB的中点C处,弹簧测力计示数是23
N(不计物体带出的水).g取
10
N/kg,下列判断中正确的是
( )
图7
①物体的质量是2.8
kg
②物体的体积是1×10-3
m3
③物体浸没时受到的浮力是15
N
④从图乙到图丙,水对烧杯底面的压强减小了260
Pa
A.
只有①②④正确
B.只有①②③正确
C.只有①②正确
D.只有③④正确
二、填空题
10.游泳时有的人会有这样的体验:当人站立在水中且身体将要被浸没时池底对脚的支持力几乎为零,假如一名重为490
N的同学正在体验这种感觉,此时受到的浮力约为
N,方向
,排开水的体积约为 m3.(g=9.8
N/kg)?
11.如图8所示,已知木块重力为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,盐水的密度是 kg/m3.?
图8
12.
质量相等的甲、乙两物体的密度分别为2
g/cm3和3
g/cm3,现在分别用弹簧测力计钩住使之浸没在水中,弹簧测力计测得的示数之比是 .?
13.体积相同的实心铜球和实心铝球,铜球受到的重力 于铝球受到的重力.将它们浸没在水中,铜球受到的浮力 于铝球受到的浮力.将铜球浸没于水中,铝球浸没于煤油中,铜球受到的浮力 于铝球受到的浮力,这时,铜球受到的浮力与铝球受到的浮力之比为 .(ρ铜>ρ铝,ρ煤油=0.8×103
kg/m3)?
三、解答题
14.
如图9所示,某物理兴趣小组用金属块研究浮力的实验.
图9
(1)金属块浸没在水中时,受到的浮力是 N.?
(2)比较
(填字母)三图可得出结论:金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关.?
(3)比较 (填字母)三图可得出结论:金属块受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度无关.?
(4)金属块的密度为 kg/m3.?
(5)在实验中,排除测量误差因素的影响,兴趣小组发现金属块排开水的重力明显小于它所受的浮力,请指出实验操作中可能造成这种结果的原因: .
15
木块在水中漂浮,铁块在水中下沉,浮力的大小是否跟物体的密度有关呢?兴趣小组的同学用溢水杯、质量不计的薄壁玻璃瓶、若干完全相同的透明塑料杯、水、浓盐水、蜂蜜、食盐、细沙等器材进行了如下实验:
第一步∶往玻璃瓶里装满水并拧紧盖子;
第二步∶把玻璃瓶放入装水的溢水杯中,用塑料杯接住溢出来的水(如图11所示);
图11
第三步∶将玻璃瓶里的物质分别换成浓盐水、蜂蜜、食盐、细沙并装满,重复以上实验;
第四步∶比较每次溢出来的水的体积.
请回答下列问题:
(1)溢水杯里水的多少应该以 为准.?
(2)若每次溢出来的水的体积 ,则初步说明物体所受浮力与物体的密度无关,否则与物体的密度有关.?
(3)本实验是通过比较每次溢出来的水的体积来比较浮力的,这里运用了 的实验方法,其依据是 .?
16.如图10所示,放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重4
N,底面积为100
cm2,弹簧测力计的挂钩上挂着重力为10
N的物块,现将物块浸没在水中,容器内水面由16
cm上升到20
cm.求:(g取10
N/kg)
(1)物块排开水的体积.
(2)物块排开水的重力.
(3)物块受到的浮力.
(4)此时弹簧测力计的示数.
图10
答案
1.B
2.B
3.B
4.B
5.A .
6.D
7.B
8.C
9.C
10.490 竖直向上 5×10-2
11.5.5 1.1×103
12.3∶4 .
13.大 等 大 5∶4
14.(1)1 (2)A、B、C(或A、B、D) (3)A、C、D (4)2.7×103 (5)溢水杯没有装满水
15.(1)装满水 (2)相等 (3)转换 阿基米德原理
16.(1)物块浸没在水中后,水面上升的高度:h=20
cm-16
cm=4
cm,所以物块排开液体的体积:V=Sh=100
cm2×4
cm=400
cm3=4×10-4
m3.
(2)物块排开水的重力:G水=mg=ρ水Vg=1.0×103
kg/m3×4×10-4
m3×10
N/kg=4
N.
(3)根据阿基米德原理可知,物块受到的浮力等于被物块排开的水所受的重力,则物块受到的浮力:F浮=G水=4
N.
(4)弹簧测力计的示数:F=G-F浮=10
N-4
N=6
N.