9.1 认识浮力
题组1 浮力
1.如图所示情景中,没有受到浮力作用的物体是 ( )
2.如图所示,将鸡蛋浸入容器里的盐水中,鸡蛋所受浮力的施力物体是 ( )
A.盐水 B.鸡蛋
C.容器 D.地球
3.一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上,如图所示。图中画出了几个力的方向,你认为鸡蛋所受浮力的方向应是 ( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
4.下列能够证明“浸在液体或气体中的物体受到浮力作用”的现象是 ( )
A.石块落入水中会下沉
B.桥墩在水中“稳如泰山”
C.在弹簧测力计下面悬挂一个重物,当把重物浸入水中时,弹簧测力计的示数减小
D.在宇宙飞船中,宇航员松开手中的圆珠笔,笔会“飘”在空中
题组2 浮力的产生原因
5.如图所示,将两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中,当玻璃圆筒沿水平方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左和F向右的大小关系是F向左 (选填“大于”“等于”或“小于”)F向右。当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上和F向下的大小关系是F向上 (选填“大于”“等于”或“小于”)F向下,通过以上探究,你认为浮力产生的原因是 。?
6.如图所示,浸没在液体中的物体,其下表面受到液体向上的压力 (选填“小于”或“大于”)上表面受到液体向下的压力,这两个压力之间存在的 就是浮力产生的原因,浮力的大小与该物体所受重力的大小 (选填“有关”或“无关”)。?
7.将小石块和小木块抛入一杯水中,结果发现木块漂浮在水面上,而石块却沉入水中,就此现象,下列分析中正确的是 ( )
A.木块受到浮力作用,石块不受浮力作用
B.木块不受浮力作用,石块受到浮力作用
C.木块和石块都不受浮力作用
D.木块和石块都受到浮力作用
8.如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水槽塞,则水槽塞 ( )
A.没有受到水的压力,但受到水的浮力
B.没有受到水的压力,也没有受到水的浮力
C.受到水的压力,没有受到水的浮力
D.受到水的压力,也受到水的浮力
9.一正方体物体浸没在水中,上表面与水面相平,则下列说法中正确的是 ( )
A.它的上、下表面都受到水的压强,其中上表面受到的压强较大
B.它的上、下表面都受到水的压力,两表面受到的压力相等
C.它的上表面受到的压力向上,下表面受到的压力向下
D.它的下表面受到的压强较大,下表面受到的压力向上
题组3 浮力的大小与哪些因素有关
10.在研究浮力的大小时,小明将漂浮于水面的盆子向下按,用力越大,盆子浸入水中的部分越多(如图所示)。针对这一现象,同学们经过讨论形成了下列四个问题。你认为最有探究价值且易于探究的科学问题是 ( )
A.物体所受浮力大小与哪些因素有关
B.物体所受浮力大小与排开水的多少有什么关系
C.物体所受浮力大小与排开液体体积有什么关系
D.物体所受浮力大小与物体浸入水中的体积有什么关系
11.关于物体受到的浮力,下列说法中正确的是 ( )
A.漂浮在水面上的物体比沉入水底的物体受到的浮力大
B.物体的密度越大受到的浮力越小
C.物体浸入水中越深受到的浮力越大
D.物体排开水的体积越大受到的浮力越大
12. 如图所示是跳水运动员从入水到露出水面的过程,其中运动员所受水的浮力不断增大的阶段是 ( )
A.①→② B.②→③ C.③→④ D.④→⑤
13.在探究“浮力的大小与哪些因素有关”时,同学们提出了如下的猜想:
A.浮力大小可能与物体浸入液体的深度有关。
B.浮力大小可能与物体的重力有关。
C.浮力大小可能与物体浸入液体的体积有关。
D.浮力大小可能与液体的密度有关。
为了验证上述猜想,李明做了如图所示的实验:他在弹簧测力计下端挂一个铁块或铜块,依次把它们缓缓地浸入水中不同位置,在这一实验中:
(1)铁块从位置③→④的过程中,弹簧测力计的示数减小,说明铁块受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”),可以验证猜想 (选填“A”“B”“C”或“D”)是正确的。?
(2)从位置④→⑤的过程中,弹簧测力计的示数不变,说明铁块受到的浮力不变,可以验证猜想 (选填“A”“B”“C”或“D”)是错误的。?
(3)分析比较实验①⑤与②⑥,可以验证猜想 (选填“A”“B”“C”或“D”)是错误的。?
(4)分析比较实验 可得,浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关。?
(5)该实验探究主要运用的科学探究方法是 。?
答案详析
1.A 解析: 太空中没有空气,故太空中遨游的“天宫一号”不受浮力作用;浮力是浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)向上托的力,航行的“辽宁号”、下潜的“蛟龙号”、空中上升的热气球都受到浮力作用。
2.A 解析: 盐水在鸡蛋上、下表面产生压力差,这个压力差就是浮力,故浮力的施力物体是盐水。
3.C
4.C 解析: 由于重力的方向总是竖直向下的,所以石块落入水中会下沉不能说明石块受到浮力作用,故A错误;桥墩在水中“稳如泰山”,由于桥墩的下半部深埋入水底,没有“上、下表面的压力差”,所以不受浮力作用,故B错误;在弹簧测力计下面悬挂一个重物,由于重力的作用,弹簧被拉长,当把重物浸入水中时,弹簧测力计的示数减小,说明受到竖直向上的浮力作用,故C正确;在宇宙飞船中,宇航员松开手中的圆珠笔,笔会“飘”在空中,是处于“失重”状态,而不是受到浮力作用,故D错误。
5.等于 大于 液体对物体上、下表面的压力差
解析: 当玻璃圆筒沿水平方向放置时,由于在同一深度,由p=ρgh可知,液体压强相等,又因为受力面积相等,由p=FS可知,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左和F向右的大小相等,水平方向的合力为0;当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,h下大于h上,由p=ρgh可知,p向上大于p向下,又因为受力面积相等,由p=FS可知,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上大于F向下,此时竖直方向的合力不为0,方向竖直向上;因此液体对玻璃圆筒产生的向上和向下的压力不相等,压力差ΔF=F向上-F向下=F浮,即浮力产生的原因是液体对物体上、下表面的压力差。
6.大于 压力差 无关
解析: 物体上、下表面所受的液体压力是不同的,设上表面所处的深度为h1,下表面所处的深度为h2,则上表面受到的压强为p向下=ρ液gh1,受到的压力为F向下=p向下S=ρ液gh1S;下表面受到的压强为p向上=ρ液gh2,受到的压力为F向上=p向上S=ρ液gh2S;因为h1
F向下。则液体对物体产生向上的压力和向下的压力不相等,压力差即为浮力,F浮=ΔF=F向上-F向下。浮力的大小与该物体所受重力的大小无关。
7.D 解析: 水中的石块和木块上、下表面都存在压力差,也就是都受到浮力作用,故D正确。
8.C 解析: 洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水槽塞,受到水向下的压力,但水槽塞的下表面没有水,没有受到水向上的压力,所以水槽塞不受水的浮力,故C正确。
9.D 解析: 由于上表面与水面相平,故上表面不受水的压强,而下表面在水中所处深度较大,故下表面所受压强要大,A选项错误;因上表面与水面相平,故上表面不受水的压力,B选项错误;物体下表面受到液体向上的压力,C选项错误,D选项正确。
10.C
11.D 解析: 物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积和液体的密度有关,而与物体的密度、物体浸入液体中的深度无关,故B、C错误。在液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大,故D正确。如果漂浮在水面上的物体排开水的体积比沉入水底的物体排开水的体积小,那么漂浮在水面上的物体比沉入水底的物体受到的浮力小,故A错误。
12.A 解析: 运动员从入水到露出水面的过程中,水的密度不变;①→②是入水过程,排开水的体积增大,运动员所受水的浮力不断增大;②→③和③→④,运动员浸没在水中,其排开水的体积不变,所受浮力不变;④→⑤是露出水面的过程,运动员排开水的体积减小,所受水的浮力减小。
13.(1)变大 C
(2)A (3)B
(4)⑥⑦
(5)控制变量法