第8章 六、物体的浮沉条件
一、单选题
1.???放有适量水的烧杯置于水平桌面上。将一木块浸没到水中一定深度后撤去外力,木块开始上浮,如图所示,最后漂浮,且有五分之二体积露出水面。下列叙述中,错误的是( )
A.?在露出水面之前,木块所受浮力不变????????????????????????????????????????
B.?在露出水面之前,木块所受浮力大于木块的重力????????????????????????????????????????
C.?木块在浸没和漂浮两种情况下,水对烧杯底的压强相等??????
D.?木块的密度为0.6克/厘米3
2.???如图,烧杯中装有某种液体,A为圆柱形木块,静止时木块的下表面到液面的距离为h,再用外力F缓慢将木块A压入液体中到刚好浸没,下列说法不正确的是( )???????
A.?不受力F作用时,木块在液体中静止时处于漂浮状态????????????????????????????????????????
B.?木块A的密度大于液体的密度????????????????????????????????????????
C.?将A压人液体的过程,容器底受到液体的压强将增大????????????????????????????????????????
D.?将A压入液体的过程,力F不断增大
3.???质量相等的甲、乙两个实心正方体物块在水中静止时如图所示,下列说法中正确的是( )
?
?A.?甲受到的浮力小于乙受到的浮力????????????????????????????????????????
B.?甲的密度等于乙的密度????????????????????????????????????????
C.?甲所排开液体的质量等于乙所排开液体的质量????????????????????????????????????????
D.?甲下表面受到水的压力等于乙下表面受到水的压力
4.???如图,在水槽中放一只小碗,碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,下列说法正确的是( )
???????
A.?碗沉入水底时比漂浮在水面上时重力变大了????????????????????????????????????????
B.?碗沉入水底时受到的浮力与它的重力大小相等????????????????????????????????????????
C.?碗沉入水底时比漂浮时所受的浮力变大了????????????????????????????????????????
D.?碗沉入水底时容器底部受到水的压强变小了
5.???如图所示“潜龙三号”是我国目前最先进的自主水下机器人,因为其“高智商”,在深海作业时要简单得多,无需人为操控,已达到国际先进水平。水下机器人一般可以通过所装配的下沉压载铁和上浮压载铁,实现无动力下潜和上浮;通过舵推进器实现前进、后退和旋转等动作。若忽略水的密度变化,则关于水下机器人在水下运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.?在下潜过程中,机器人所受水的压强一直在变大
B.?在下潜过程中,机器人所受水的浮力一直在变大
C.?在水下悬停时,抛掉上浮压载铁,机器人所受浮力变大
D.?在水下悬停时,机器人所受水的浮力与重力为相互作用力
???如图两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体,把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中,两球沉底如图甲所示;放入乙液体中,两球静止时的情况如图乙所示,两容器中液面刚好相平,则下列说法正确的是( )
A.?小球A?的质量大于小球?B?的质量????????????????????????????????????????
B.?甲液体的密度大于乙液体的密度????????????????????????????????????????
C.?小球A?在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中的浮力?????????
D.?甲液体对容器底的压强小于乙液体对容器底的压强
7.???一艘船从东海驶入黄浦江时,船受的浮力将会( )
A.?浮力减少,船身下沉些????????????????????????
B.?浮力增大,船身上浮些
?C.?浮力不变,船身下沉些?????????????????????????
D.?浮力不变,船身不动
8.???将重为5 N的物体甲放入盛水的容器中,物体甲漂浮在水面上且溢出2 N的水,那么物体甲受到的浮力
A.?一定等于3 N????????????????????????
B.?一定等于5 N
?C.?可能等于2 N?????????????????????????
D.?可能等于3 N
二、填空题
1.???李明同学用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作了一个“浮沉子”(如图),他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下,使其漂浮在矿泉水瓶内的水面上,矿泉水瓶内留有少量空气,拧紧瓶盖使其密封,用力挤压矿泉水瓶侧面时“浮沉子”下沉,松手后“浮沉子”即上浮。玻璃小瓶没于水中后继续下沉的过程中,受到的浮力大小______(选填“变大”“变小”或“不变”)。与“浮沉子”浮沉原理相同的是______(选填“轮船”“潜水艇”或“飞艇”)。
???如图,同一支密度计分别放置在甲、乙两种液体里均静止不动,则密度计在两种液体中所受的浮力F甲______F乙.两种液体的密度ρ甲______ρ乙.(选填“>”、“<”或“=”)
3.???一个实心物体,放在水中静止时,有的3/5体积露出水面,该物体的密度是______kg/m3。
4.???如图所示,容器内装有一定量的水,将一质量分布均匀的球形物体放入水中静止时,该物体恰有2/5的体积露出水面,则该物体的密度是______kg/m3,现将部分酒精倒入容器内(液体未溢出),此时小球露出液面部分的体积______,该物体受到的浮力将______。(两空均选填“增大”、“减小”或“不变”)
???如图,气球下面用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中。已知石块与气球的总重力为G总,则气球受到的浮力F浮______G总(选填“>”“<”或“=”);若水温升高,石块将______(选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮”)。
???如图,三个球的体积相等,这三个球受到浮力最大的是______球,三个球中密度最大的是______球,三个球中质量最小的是______球.
7.???小美用手把一个重为0.4N、体积是2.7×10-5m3的玩具球浸没在水中,此时玩具球所受的浮力大小为______N,方向是______的,放手后玩具球将______(选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)。
三、实验探究题
1.???小明利用l8cm长的吸管、细铜丝、石蜡等材料自制密度计。
(1)制作密度计的过程中,需要一个盛放液体的容器,现有250mL的量筒和400mL的烧杯供选择。则小明应选择______。
(2)小明将自制的密度计放入水中,发现密度计不能直立漂浮,其原因可能______,小明在吸管的下端密绕适量的铜丝(图甲)密度计静止时正对吸管的A处。但在使用时,他发现铜丝容易滑落,于是将铜丝置于吸管内,在此放入水中(图乙)。待密度计静止后,水面会处于吸管的A点______(上方或下方),容器中的水面将______(上升、下降或不变)。
(3)改进后小明将密度计放入水中,用刻度尺测出吸管露出水面的长度是10.8cm,则吸管浸入水中的深度h水=______cm.小明将该密度计放人某液体中,吸管浸入液体的深度为9cm。则此液体的密度是多少?(ρ水=1.0×103kg/m3)
2.???为了探究物体的浮沉条件,实验室提供了如下器材:弹簧测力计、量筒、烧杯、金属块、木块(不吸水)、细线、水、细铁丝.
(1)小明想探究金属块的下沉条件.实验中,他用称重法测量了物体受到的浮力:
①如图所示,用弹簧测力计测出金属块在空气中重力G=______;
②将金属块浸没在水中,可得到小金属块所受的浮力F浮=______.
③由此可得物体在水中下沉的条件是______.
④小明发现此实验还可得到金属块的密度为______kg/m3.
(2)小红想探究木块上浮的条件.实验中她需要测出木块浸没在水中时所受到的浮力,若采用小明的称重法测,你认为可行吗?______.若可行,请你写出还应采取的措施;若不可行,请你利用本题中所提供的器材另外设计实验.(请将本题答案写在下面的横线上)
______.
四、简答题
1.???刚刚包好的饺子,放入水中会下沉:而过一会儿饺子会浮起来,为什么?
五、综合题
1.???如图,展示了一个广为人知的历史故事--“曹冲称象”.曹冲运用了等效替代的方法,巧妙她测出了大象的体重.请你写出他运用的与物理相关的知识与方法.
第8章 六、物体的浮沉条件
【答案】
1.??C???????2.??B???????3.??C???????4.??D???????5.??A???????
6.??D???????7.??C???????8.??B???????
【解析】
1.??
解:
A、木块上浮过程中,露出水面前,水的密度一定,排开水的体积不变,根据公式F浮=ρ水gV排可知,木块所受浮力不变;故A正确;
B、在露出水面之前,木块处于上浮过程中,根据浮沉条件可知:木块所受浮力大于木块的重力;故B正确;
C、因木块浸没时排开水的体积大于木块漂浮时排开水的体积,所以,木块浸没时水的深度大于木块漂浮时水的深度,则根据p=ρ水gh可知,木块浸没时水对烧杯底的压强较大;故C错误;
D、木块最后漂浮,且有五分之二体积露出水面,
则根据漂浮条件可得:F浮=G木;
结合阿基米德原理和重力公式可得:ρ水gV排=ρ木gV木,
所以,ρ木=0.6g/cm3;故D正确。
故选:C。
(1)根据公式F浮=ρ水gV排可分析木块上浮过程中,露出水面前受到的浮力变化;
(2)根据p=ρ水gh,通过分析排开水的体积的变化得出水的深度的变化,进而得出压强的大小变化;
(3)木块漂浮,浮力等于重力,利用密度公式和阿基米德原理列出等式即可得出木块的密度。
此题考查浮力的大小计算、物体浮沉条件的应用,关键是浮力公式和液体压强公式的应用,题目难度适中,适合学生训练,属于中档题。
2.??
【分析】
此题涉及到浮力公式和液体压强公式的应用,是一道综合性很强的题目,物体受到的浮力与液体密度和排开液体的体积大小有关。在此题中,前后两种情况物体排开水的体积不同,所以受到的浮力不同。
【解答】
A、木块放入液体中,静止时木块的下表面到液面的距离为h,则可知:不受力F作用时,木块在液体中静止时处于漂浮状态,故A正确;
B、不受力F作用时,木块在液体中静止时处于漂浮状态,则由浮沉条件可知,木块A的密度小于液体的密度,故B错误;
C、将A压入液体的过程,排开液体的体积增大了,液面上升,深度h变大,根据p=ρ液gh知容器底受到液体的压强将增大,故C正确;
D、将A压入液体的过程,由F浮=ρ液gV排知,所受浮力大小随物体排开液体的体积的增大而增大,重力不变,浮力和重力之差等于对A的压力F,所以力F不断增大,故D正确;
故选:B。
3.??
【分析】
本题考查了浮沉条件、浮力的产生原因,关键是用好漂浮和悬浮条件,灵活运用公式进行判断。
(1)已知甲、乙质量相同,则其重力相同。漂浮和悬浮都有F浮=G排,ρ=m/V据此对AB进行分析判断;
(2)根据浮力产生的原因,结合物体浮沉条件可判断压力的大小关系,据此对CD做出判断。
【解答】
AB.甲、乙两实心正方体物块分别悬浮、漂浮在水中,根据漂浮和悬浮条件可知:F浮甲=G甲,F浮乙=G乙,所以浮力相等;ρ=m/V甲的体积小于乙的体积,质量相同,故甲的密度大于乙的密度,故AB错误;
C.因为甲、乙质量相等,重力相等,甲悬浮,浮力等于重力,乙漂浮,浮力等于重力,所以甲所排开液体的重力等于乙所排开液体的重力,所以甲所排开液体的质量等于乙所排开液体的质量,故C正确;
D.由于甲悬浮,乙漂浮,则F甲向下>0,F乙向下=0,所以,F甲向上>F乙向上,故D错误。
故选C。
4.??
解:A、碗沉入水底时与漂浮在水面上时,质量相同,所以重力相同,故A错误;
B、据浮沉条件可知,碗沉入水底时受到的浮力小于它的重力,故B错误;
C、碗沉入水底时,浮力小于重力;碗漂浮时,浮力等于自身的重力,由于重力相同,所以漂浮时的浮力大于下沉时的浮力,故C错误;
D、据C可知,漂浮时的浮力大于下沉时的浮力,即据V排可知,小碗浸没后,排开的水的体积减小,水面则下降,根据p=ρ液gh可知:容器底受到水的压强变小,故D正确。
故选:D。
(1)由于地球的吸引而使得物体受到的力是重力,重力的大小与物体的质量有关;
(2)下沉时,物体所受的浮力小于自身的重力;
(3)物体漂浮时,浮力等于自身的重力;
(4)据阿基米德原理分析出排开液体的体积的变化,而后判断出液面的高度变化即可。
本题考查阿基米德原理和浮沉条件的应用,关键是知道小碗沉入水底排开水的体积变小了,碗重力是不变。
5.??
解:
A、在下潜过程中,机器人所处深度不断增加,根据p=ρgh可知,其所受水的压强一直在变大,故A正确;
B、在下潜过程中,机器人排开水的体积不变,根据F浮=ρgV排可知,其所受浮力大小不变,故B错误;
C、在水下悬停时,抛掉上浮压载铁,机器人排开水的体积不变,其所受浮力不变,故C错误;
D、在水下悬停时,机器人所受水的浮力与重力是作用在同一个物体上的两个力,是一对平衡力,故D错误。
故选:A。
(1)首先判断在下潜过程中,机器人所处深度和排开水的体积的变化,然后根据p=ρgh和F浮=ρgV排判断其所受水的压强、浮力的变化;
(2)潜水器是靠改变自身的重力来改变它在水中的上浮和下潜的;
(3)相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上。
此题以水下机器人为载体综合考查了液体压强特点、阿基米德原理、潜水器的工作原理,以及平衡力和相互作用力的区别,考查的点较多,且难度适中,是一道好题。
6.??
解:
A、在乙液体中,A漂浮,则A的密度小于乙液体的密度;B下沉,B的密度大于乙液体的密度;比较可知,A的密度小于B的密度;两个小球的体积相同,根据m=ρV可知,A的质量小于B的质量,故A错误;
B、A、B实心小球在甲液体中均下沉,则甲液体的密度均小于两个小球的密度,由A项解答可知,乙液体的密度大于A的密度,所以甲液体的密度小于乙液体的密度,故B错误;
C、由图可知,在甲液体中A球下沉,则GA>F浮甲,在乙液体中A球漂浮,则GA=F浮乙,所以F浮甲<F浮乙,故C错误;
D、甲液体的密度小于乙液体的密度,两容器中液面相平,根据p=ρgh可知,甲液体对容器底的压强小于乙液体对容器底的压强。故D正确。
故选:D。
(1)根据两小球在乙液体中的状态,利用物体浮沉条件得出其密度关系,再利用密度公式判断其质量大小;
(2)根据两个小球的浮沉情况及物体的浮沉条件,可判断出物体密度和液体密度的大小关系,物体漂浮,则物体密度小于液体密度;物体下沉,则物体密度大于液体密度。
(3)根据物体的浮沉条件,结合小球在甲乙中的状态分析解答;
(4)根据液体压强公式p=ρgh分析解答。
此题通过分析小球在液体中的浮沉情况,考查了对阿基米德原理、浮沉条件的应用,同时考查了密度知识和液体压强公式的应用,难度较大。
7.??
【分析】
本题考查物体的浮沉条件和阿基米德原理的应用,根据物体的浮沉情况,判断物体受到的力之间大小关系。
当船从东海驶入黄浦江时,物体处于漂浮状态,则物体受到的浮力与重力大小相等,则在这过程中浮力不变。而海水的密度大于江水的密度,由于浮力不变,则根据F浮=ρgV排即可判断排开江水的体积变化,据此可知船身的浮沉。
【解答】
船在东海和黄浦江均处于漂浮状态,根据漂浮条件可知:船受到的浮力大小等于重力大小,
而船的重力不变,则船受到的浮力大小不变,故AB错误;
因江水的密度小于海水的密度,所以根据F浮=ρgV排可知,船从东海驶入黄浦江时,排开江水的体积变大,则船身将下沉些,故C正确,D错误。
故选C。
8.??
解:由题知,物体漂浮在水面上,
物体受到的浮力:
F浮=G=5N。
故选:B。
知道物体漂浮在水面上,利用物体的漂浮条件求物体受到的浮力。
本题考查了物体漂浮条件的应用,注意题目中溢出的水重为干扰条件!
【填空题答案】
1.??不变? 潜水艇???????
2.??=;< ????????
3.??0.4×103???????
4.??0.6×103;减小;不变???????
5.??<? ?;上浮 ????????
6.??A;A;C???????
7.??0.27;竖直向上;下沉???????
【解析】
1.??
解:
玻璃小瓶没于水中后继续下沉的过程中,玻璃小瓶排开水的体积不变,根据F浮=ρ液gV排知,它受到的浮力大小不变;
挤压大塑料瓶时,瓶内空气被压缩,气体体积减小,压强增大,将压强传递给水,水被压入小瓶中,将瓶体中的空气压缩,这时浮沉子里进入一些水,它的重力增加,大于它受到的浮力,就向下沉;松开手时,大瓶内水面上的空气体积增大,压强减小,浮沉子里面被压缩的空气把水压出来,此时浮沉子的重力小于它所受的浮力,因此它就向上浮;当浮力等于重力,就会悬浮在水中,潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同,都是靠改变自身重力来实现浮沉的。
故答案为:不变;潜水艇。
(1)根据F浮=ρ液gV排分析浮力的变化;
(2)在气体质量温度一定时,气体体积越小,压强越大;
(3)浮力大于重力,物体上浮;浮力小于重力,物体下沉。
此题是大气压和浮力的一个综合考查,出错原因是很多同学不认识浮沉子。
2.??
【分析】
???????本题考查了阿基米德原理、物体的漂浮条件,利用好密度计漂浮(F浮=G)是解此类题目的关键。
密度计都漂浮,受到的浮力都等于密度计受到的重力、相等;由图可以得出密度计排开液体体积的大小关系,再根据阿基米德原理分析液体的密度大小关系。
【解答】
解:∵同一支密度计漂浮,
∴F浮=G,
∴密度计在两种液体中受到的浮力相等,都等于密度计受到的重力G,
∴F浮=ρ液gV排=G,
由图知,密度计排开液体的体积:V甲排>V乙排,
∴液体的密度:ρ甲<ρ乙。
故答案为:=;<。
3.??
解:物体有3/5的体积露出水面,所以V排=2/5V物,
因为物体漂浮,所以F浮=G物,即ρ水gV排=ρ物gV物,
整理得ρ物=2/5ρ水=2/5ρ水=2/5×1.0×103kg/m3=0.4×103kg/m3。
故答案为:0.4×103。
物体外露,说明漂浮,根据漂浮条件,此时浮力等于重力,再分别用公式表示出浮力和重力,即可求出物体密度与水的密度的关系,最终得出物体密度
根据漂浮条件,可确定等量关系,再利用浮力公式和重力公式,结合体积关系,即可求出物体的密度。
4.??
解:(1)因为小球漂浮,
所以小球受到的浮力:F浮=G球,
即ρ水gV排=ρ水g(1-2/5)V物=ρ物gV物,
所以ρ物=3/5ρ水=3/5×1.0×103kg/m3=0.6×103kg/m3;
(2)将部分酒精倒入容器中(液体未溢出),液体密度变小,但水和酒精的混合液体的密度仍大于小球的密度,小球仍然漂浮,浮力仍等于小球的重力,则小球受到的浮力不变,而液体密度变小,由F浮=ρgV排可知,V排应增大,则小球露出液面部分的体积变小;
故答案为:0.6×103;减小;不变。
此题考查物体浮沉条件及其应用,关键是根据小球漂浮时浮力与重力相等列出等式求解小球的密度。
5.??
解:(1)气球下面用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中。设气球受到的浮力为F浮;石块受到的浮力为F浮石块
则F浮+F浮石块=G总,
所以则气球受到的浮力F浮<G总;
(2)水温升高时,气球内空气的体积变大,排开水的体积变大,
由F浮=ρ水V排g,
气球受到的浮力将变大;
石块受到的重力不变,
此时气球和石块受到的浮力大于自重,石块将上浮。
故答案为:<;上浮。
本题考查了物体的浮沉条件、阿基米德原理,知道所封空气的热胀冷缩是本题的突破口。
6.??
【分析】
(1)根据公式F浮=ρgV排来判断三个小球所受浮力的情况,物体漂浮或悬浮时浮力等于自身重力,下沉时浮力小于重力;
(2)比较物体与液体的密度大小:当物体的密度大于液体的密度时,物体下沉;当物体的密度小于液体的密度时,物体上浮(漂浮);当物体的密度等于液体的密度时,物体处于悬浮状态。
本题考查浮力公式的应用,关键知道物体漂浮或悬浮时浮力等于物体自身重力,下沉时浮力小于物体重力.物体的浮沉也可根据液体的密度与物体的密度关系进行判断,物体上浮(ρ物<ρ液);物体下沉(ρ物>ρ液);物体漂浮(ρ物<ρ液);悬浮状态(ρ物=ρ液)。
【解答】
解:(1)排开水的体积V排A>V排B>V排C,根据公式F浮=ρgV排可知,
三个球中受到浮力关系F浮A>F浮B>F浮C,则这三个球受到浮力最大的是A球;
(2)A沉底,则ρA>ρ液,
B、C都漂浮,则ρB<ρ液,ρC<ρ液,则三个球中密度最大的是A球;
浮力与重力的关系F浮B=GB,F浮C=GC,
由F浮=G=mg=ρVg,F浮=G排=ρ液gV排,
由F浮B>F浮C,可知,
ρBVg>ρCVg,
已知三个球的体积相等,
所以ρB>ρC.
由ρ=m/V可得,mA>mB>mC,
则三个球中质量最小的是C球。
故答案为:A;A;C。
7.??
解:
球浸没在水中,则V排=V=2.7×10-5m3,
由阿基米德原理可知,球浸没时受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×2.7×10-5m3=0.27N;
浮力的方向是竖直向上的;
球的重力为G=0.4N,则F浮<G,球将下沉。
故答案为:0.27;竖直向上;下沉。
知道球的体积(浸没时排开水的体积)和水的密度,利用阿基米德原理求小球受到的浮力;再和球重比较,根据物体的浮沉条件确定小球的状态。
本题考查了学生对阿基米德原理、物体浮沉条件的掌握和运用,要灵活运用公式,属于基础题目。
【探究题简答题综合题答案】
1.??(1)250mL的量筒;
(2)配重太轻,导致重心偏高;上方;不变;?
(3)①7.2;
解:②因为密度计不管是在水中还是在液体中,都是漂浮状态,
所以F浮水=F浮液=G,
设密度计的底面积为S,已知吸管露出水面的长度是10.8cm,所以吸管浸入水中的深度为18-10.8cm=7.2cm,浸入液体中的深度为9cm,
则ρ水gSh水=ρ液gSh液,
即:1.0×103kg/m3×g×S×0.072m=ρ液×g×S×0.09m,
解得ρ液=0.8×103kg/m3。
???????
2.??(1)①2.2N;②0.2N;③F浮<G;④11×103kg/m3
(2)不行;
实验步骤:①在量筒中装入适量的水,记下体积V1;
②将木块放入量筒的水中,并用细铁丝将木块全部按入水中,记下此时的体积V2;
③利用阿基米德原理F浮=G排=ρ水g(V2-V1)即可求得木块浸没在水中时受到的浮力???????
1.??答:刚刚包好的饺子,放入水中时,由于饺子所受浮力小于重力,所以下沉;过一会儿,由于饺子受热后内部空气膨胀,饺子的体积增大,排开水的体积也增大,所以饺子所受到的浮力大于重力,它会浮起来.???????
1.??解:由图知,船上装大象和装石头时水面都达到同一记号处,即排开水的体积相同,根据阿基米德原理可知,两种情况受到的浮力相同;
因为两种情况下船均为漂浮,所以F浮=G,
所以大象和船的总重等于石头和船的总重,
由此可得:G象=G石头.
这一过程中,用到的物理方法是等效替代法.
答:(1)运用的物理相关知识:物体的漂浮条件和阿基米德原理;(2)物理方法:等效替代法.???????
【解析】
1.??
【分析】
(1)根据量筒和烧杯各自的用途解答;
(2)重心偏上时不能直立漂浮;密度计放在液体中漂浮,受到的浮力等于密度计受到的重力;根据阿基米德原理F浮=ρgV排判断排开水的体积的变化;
(3)根据密度计的长度可求得吸管浸入水中的深度;根据密度计漂浮时浮力等于重力列出关系式即可求出液体的密度。
密度计是物体的沉浮条件的实际应用,要结合阿基米德原理和沉浮条件分析有关问题:放入不同的液体,液体密度越大,排开体积越小,类似现象:轮船从江中驶入大海。
【解答】
(1)由于该吸管制成的密度计高度较高,而400mL的烧杯底面积较大、高度相对较小;当把该密度计放入盛有液体的烧杯中时,密度计可能接触底部,密度计不能正常使用且需要测量长度,所以制作密度计的过程中,需要一个盛放液体的容器应该是250mL 的量筒;
故答案为:250mL的量筒;
(2)自制的密度计放入水中不能直立漂浮,其原因可能是重心偏上;密度计漂浮,根据漂浮条件可知,密度计受到的浮力F浮=G密度计;
把铜丝置于吸管内,再次测量同一杯液体密度时,密度计的重力不变,根据漂浮条件可知,受到的浮力不变;
因为液体的密度不变,浮力大小不变,由阿基米德原理F浮=ρgV排可知,排开水的体积不变,容器中的液面将不变;
由于吸管下绕上一段铜丝时铜丝也排开水,当把铜丝置于吸管内时只是吸管排开水,所以吸管排开水的体积变大,即水面会处于吸管的A点的上方;
故答案为:配重太轻,导致重心偏高;上方;不变;
(3)①设吸管浸入水中的深度为h水=18cm-10.8cm=7.2cm;
故答案为:7.2;
?②见答案。
2.??
解:(1)①如图所示,弹簧测力计的分度值是0.2N,则金属块在空气中重力G=2.2N;
②将金属块浸没在水中,测力计对金属块的拉力F′=2N,小金属块所受的浮力F浮=G-F′=2.2N-2N=0.2N.
③金属块的重力G=2.2N,金属块受到的浮力F浮=0.2N,由此可得物体在水中下沉的条件是F浮<G.
④由于金属块完全浸没在水中,则V金=V排;
已知:G=ρ金gV金,即V金=G/ρ金g;
F浮=ρ水gV排,即V排=F浮/ρ水g;
所以有:ρ金=11×103kg/m3.
(2)由于木块不下沉,不能直接测量木块受到浮力的大小,所以不能用称重法探究木块上浮的条件.
实验中要想需要测出木块浸没在水中时所受到的浮力,可采用如下步骤:
①在量筒中装入适量的水,记下体积V1;
②将木块放入量筒的水中,并用细铁丝将木块全部按入水中,记下此时的体积V2;
③利用阿基米德原理F浮=G排=ρ水g(V2-V1)即可求得木块浸没在水中时受到的浮力.
故答案为:(1)①2.2N;②0.2N;③F浮<G;④11×103kg/m3
(2)不行;
实验步骤:①在量筒中装入适量的水,记下体积V1;
②将木块放入量筒的水中,并用细铁丝将木块全部按入水中,记下此时的体积V2;
③利用阿基米德原理F浮=G排=ρ水g(V2-V1)即可求得木块浸没在水中时受到的浮力.
(1)该小题共用到以下四方面的知识:
①弹簧测力计的读数方法,读数时要认清测力计的最小分度值,然后根据指针所指位置进行读数;
②利用称重法测浮力:用弹簧测力计测出物体在空气和液体中的值,两次的差值即为物体所受液体的浮力;
③物体的浮沉条件:物体完全浸没在液体中时,若物体的重力大于所受浮力时,物体将下沉;
④此题中,金属块完全浸入水中,那么其体积与排开水的体积相同,那么可根据这一等量关系,分别用重力公式和浮力公式表示出金属块的体积和金属块排开水的体积,利用两者相等列方程求解金属块的密度.
(2)由于木块的密度小,会漂浮在水中,在不施加外力的情况下,无法浸没在水中,因此需考虑使用针压法来进行实验.
知道如何测量不下沉物体的浮力是本题的解题关键.
1.??
物体的浮沉条件:上浮:F浮>G,悬浮:F浮=G,下沉:F浮<G;物体在液体中的浮沉最终是由物体完全浸没时浮力与重力的大小关系决定的,根据浮沉条件判断水饺在水中上浮和下沉的原因.
此题通过煮水饺的过程及现象考查了物体的浮沉条件,物体在液体中的浮沉是由物体完全浸没时浮力与重力的大小关系决定的.
1.??
由图中知道,曹冲让人把大象放到大船上,在水面所达到的地方做上记号,再让船装载石头使水面也达到记号,称一下石头的质量,也就等于大象的质量;
船上放大象和放石头排开水的体积相同,根据阿基米德原理知道两种情况受到的浮力相同;由因为两种情况船均为漂浮,据此得出大象的重等于石头的重.在称量过程中,用到了等效替代法.据此回答.
本题考查了阿基米德原理和物体的漂浮条件的应用,知道曹冲称象的原理是本题的关键.