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第1章
水和水的溶液
九年级
科学
专题分类突破一 浮力的计算?
跟踪训练
02
典例透析
01
典例透析
【例1】
用弹簧测力计测石块重力为9.8
N,若把石块的一半浸没于水中,弹
簧测力计的读数为7.84
N,则:
(1)此石块所受到的浮力是多大?
(2)此石块的密度是多少?
(3)若把石块全部浸入煤油中,弹簧测力计的读数是多大?(ρ煤油=
0.8×103
kg/m3,精确到0.01)
典例透析
典例透析
典例透析
【例2】
一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛水的烧杯上方离水面某
一高度处缓慢下降,然后将圆柱体逐渐浸入水中。全过程中弹簧测力计的示
数F与圆柱体下降高度h的变化关系如图所示。则:(g取10
N/kg)
(1)圆柱体受到的最大浮力是多少?
(2)当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为多少?
(3)圆柱体的密度是多少?
典例透析
解:(1)由图像可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12
N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知:G=F拉=12
N,图像中CD段是圆柱体完全浸入水中的情况,此时圆柱体受到的拉力F=4
N,则圆柱体受到的浮力F浮=G-F=12
N-4
N=8
N。
(2)由图像BC段可知,圆柱体刚好浸没时下表面所处的深度h=7
cm-3
cm=4
cm=0.04
m,此时下表面受到水的压强:p=ρgh=1.0×103
kg/m3×10
N/kg×0.04
m=400
Pa。
典例透析
跟踪训练
1.(1)一个长方体的物体浸没在水中,其上表面受到水的压力为30
N,如
果物体在水中受到的浮力为50
N,那么物体下表面受到水的压力为______
N,方向______________。
(2)一艘底面积为20
m2的大游轮漂浮在水面上,它受到的浮力是105
N。
它下表面受到水的压力为________,它下表面受到水的压强为________。
(g取10
N/kg)
80
竖直向上
105
N
5000
Pa
跟踪训练
跟踪训练
2.小宁为了研究浸在液体中的物体所受浮力的规律,设计了如图甲所示的
实验。他将弹簧测力计一端固定,另一端挂一合金块A,开始时他将合
金块A浸没在装有水的容器中,容器底部有个由阀门B控制的出水口,实
验时,打开阀门B缓慢放水,在此过程中金属块始终不与容器底部接触。
弹簧测力计示数随放水时间变化的规律如图乙所示,则合金块A的质量为
________kg,受到的最大浮力为_______N,合金块A的密度是__________
kg/m3。(g取10
N/kg)
3.2
10
3.2×103
跟踪训练
3.如图所示,水平桌面上有一水槽,将含有一球的冰块投入水槽中,当冰块
(含球)自动静止在水面以下时,排开水的体积V排=45
cm3,冰块(含球)
所受到的重力G和浮力F浮的关系是G_______(填“>”“<”或“=”)F浮,
F浮=________N(ρ水=1.0×103
kg/m3,g取10
N/kg)。当冰全部熔化后,
球沉入水底,水对水槽底部的压强将_________,水平桌面受到的压强将
__________。(后两空均填“变大”“变小”或“不变”)
=
0.45
变小
不变
跟踪训练
4.(1)如图甲所示,铝块挂在弹簧测力计下,在空气中示数为4
N,将铝
块浸没在水中,示数为1.8
N,则铝块在水中受到的浮力是___________。
(2)如图乙所示,利用弹簧测力计测浮力,
把一个重力为5
N的物体浸
没在水中,则弹簧测力计的示数
为_______N,物体受到的浮力为_______N。
2.2
N
3.8
1.2
跟踪训练
5.将质量为0.8
kg、体积为1×10-3m3的长方体木块放入盛有某种液体的容
器中,木块漂浮在液面上。现用力缓慢向下压木块,当力的大小为2
N时,
木块刚好浸没在液体中,如图所示。求液体的密度。(g取10
N/kg)
1.0×103
kg/m3
跟踪训练
6.
如图所示,体积为1×10-3
m3,重为6
N的木块,用细线系在底面积为S=
400
cm2的圆柱形容器的底部,倒入足量的水使木块浸没,求:(g取10
N/kg)
(1)木块受到的浮力。
(2)剪断细线后木块静止时,排开水的体积。
(3)木块露出水面处于静止后,容器底部所受水的压强减小多少?
解:(1)木块浸没在水中时受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103
kg/m3×10
N/kg×1.0×10-3
m3=10
N。
跟踪训练
跟踪训练
跟踪训练
7.某同学用阿基米德原理测量一种未知液体的密度:他把一块石头用细绳
悬挂在弹簧测力计的挂钩上,石头在空气中时弹簧测力计的示数是4
N,
把石头浸没在该液体中时弹簧测力计的示数是2.9
N。求:(石头的密度
为4×103
kg/m3,g取10
N/kg)
(1)该石头的体积。
(2)该石头浸没在该液体中时受到的浮力。
(3)该液体的密度。
跟踪训练
跟踪训练
答:(1)该石头的体积为1×10-4
m3;
(2)该石头浸没在该液体中时受到的浮力为1.1
N;
(3)该液体的密度为1.1×103
kg/m3。
跟踪训练
8.科技小组利用学到的浮力知识制作一个浮力秤。他们找来一个空饮料瓶,
剪掉瓶底,旋紧瓶盖,在瓶盖处系一块质量适当的小石块,然后将其倒置
在水里,如图所示。已知该饮料瓶圆柱状部分的横截面积为50
cm2,总重
为0.6
N。当瓶中不放被测物体时,水面所对位置为零刻度,再利用适当的
方法完成刻度。使用时,只要把被测物体放入瓶中,从水面所对的刻度就
可以直接读出被测物体的质量。
(1)装置中小石块的作用是
___________________________________。
使浮力秤能够竖直地漂浮在水中
跟踪训练
(2)饮料瓶中放上200
g物体后,刻度线与零刻度线的距离是多少?
(3)利用浮力的知识证明这种浮力秤的刻度是均匀的。(用物理量表示,
已知放入物体的质量为m,圆柱部分的横截面积为S,对应刻度线与零刻
度线的距离为h,水的密度为ρ)
跟踪训练
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9.如图是我国的“辽宁号”航空母舰,它的一些参数如表所示(表中的“排水
量”是指航行时排开水的质量)。
?舰长,304
m(全长)正常排水量,55
000
t
功率,147
200
kW,,吃水深度,10.5
m(满载)
,67
500
t,满载排水量
最大航速,57.6
km/h若海水密度取1.1×103
kg/m3,问:
(1)“辽宁号”满载航行时,所受的浮力。
跟踪训练
(2)“辽宁号”正常航行时,排开水的体积。
(3)“辽宁号”满载航行时,其底部所受海水的压强比正常航行时大,请
说明理由:_______________________________________________
_____________________________________________。
“辽宁号”满载航行时,所受的浮力F浮=G=mg=
67
500×103
kg×10
N/kg=6.75×108
N
跟踪训练
答:(1)所受浮力是6.75×108
N;
(2)排开水的体积是5×104
m3。
(3)满载航行时,浮力增大,排开水的体积增加,吃水深度增加,
在液体
密度不变的条件下,液体深度越大,压强越大