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【七升八暑期培優(yōu)】14.浮力專題復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案 教師版+學(xué)生版

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【七升八暑期培優(yōu)】14.浮力專題復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案 教師版+學(xué)生版

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浮力專題復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案
年級(jí):八 學(xué)科:科學(xué)
課 題
浮力專題復(fù)習(xí)
第14次課
教學(xué)目標(biāo)
浮力大小相關(guān)的判斷;
浮力的相關(guān)計(jì)算;
3.探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān);
4.探究浮力的大小跟排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系。
教學(xué)重難點(diǎn)
浮力大小的計(jì)算幾種方法:①阿基米德原理法(F浮=G物=m物g=ρ液gV排);②稱重法;③平衡力法(物體處于懸浮或漂浮狀態(tài))來(lái)計(jì)算浮力大小,物體的密度、體積等。
教 學(xué) 活 動(dòng) 設(shè) 計(jì)
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課前交流,了解學(xué)生上次課的復(fù)習(xí)情況。
知識(shí)梳理。
(一)、1.浮力:一切浸入液體(氣體)的物體都受到液體(氣體)對(duì)它豎直向上的力叫浮力。
浮力的作用點(diǎn):重心 方向:豎直向上, 施力物體:液(氣)體
產(chǎn)生條件:物體下表面必須與液體接觸才有浮力。
2.浮力產(chǎn)生原因:浸在液體中的物體上下兩個(gè)表面受到液體的壓力差。即 F浮=F下﹣F上。
3.測(cè)量物體所受浮力
①將物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下端,在空中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)就等于石塊重力G;
②把石塊浸在水中,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)會(huì)變小;
③彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)減小的值,就是浮力的大小。F浮=G-F拉。
4. 浮力公式:F浮 = G排 =ρ液gV排
可以看出:浮力與液體的密度和物體排開(kāi)液體的體積有關(guān),而與物體的質(zhì)量、體積、重力、形狀 、浸沒(méi)的深度等均無(wú)關(guān)。
(二)、阿基米德原理:
1.內(nèi)容:浸入液體里的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于它排開(kāi)的液體受到的重力。
2.浮力公式:F浮 = G排 =ρ液g V排 可以看出:浮力與液體的密度和物體排開(kāi)液體的體積有關(guān),而與物體的質(zhì)量、體積、重力、形狀 、浸沒(méi)的深度等均無(wú)關(guān)。
(三)、物體的浮沉條件:物體只受浮力和重力時(shí)
1.請(qǐng)根據(jù)示意圖理解。
說(shuō)明: 懸浮與漂浮的比較
懸浮與漂浮條件相同: F浮 = G 不同:懸浮ρ液 =ρ物 ;V排=V物
漂浮ρ液 <ρ物;V排①判斷物體浮沉(狀態(tài))有兩種方法:比較F浮 與G或 比較ρ液與ρ物 。
規(guī)律方法:當(dāng)ρ物>ρ液時(shí),物體下沉,ρ物<ρ液時(shí),物體上浮直至漂浮在液面上,
當(dāng)ρ物=ρ液時(shí),物體懸浮在液體中的任何深度。
②密度均勻的物體懸浮(或漂浮),若切成大小不等的兩塊,則大塊、小塊都懸浮(或漂浮)。
2.漂浮問(wèn)題“四規(guī)律”:
①物體漂浮在液體中,所受的浮力等于它受的重力;②同一物體在不同液體里,所受浮力相同;
③同一物體漂浮在不同液體里,在密度大的液體里浸入的體積小;
④漂浮物體浸入液體的體積是它總體積的幾分之幾,物體密度就是液體密度的幾分之幾;
3.浮力的應(yīng)用:
①輪船的工作原理:要使密度大于水的材料制成能夠漂浮在水面上必須把它做成空心的,使它能夠排開(kāi)更多的水。 排水量:輪船滿載時(shí)排開(kāi)水的質(zhì)量。單位 t
②潛水艇工作原理:潛水艇的下潛和上浮是靠改變自身重力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
③氣球和飛艇是利用空氣的浮力升空。氣球里充密度小的氣體如:氫氣、氦氣或熱空氣。
4.浮力計(jì)算題方法總結(jié):
①認(rèn)準(zhǔn)要研究的物體。②判斷物體所處狀態(tài),分析物體受力情況,畫(huà)出受力示意圖
溫馨提示
命題點(diǎn)1 浮力大小相關(guān)的判斷
【命題趨勢(shì)】
①多在選擇題和填空題中出現(xiàn)。
②涉及的主要考點(diǎn)有:利用物體的浮沉條件判斷物體所處的狀態(tài);利用物體的浮沉條件判斷液體和物體密度關(guān)系;利用沉浮條件判斷物體受到浮力大小;物體浮沉條件在生活中的應(yīng)用等。
③命題時(shí)常結(jié)合壓強(qiáng)相關(guān)知識(shí),以圖片或船、潛艇等為背景材料來(lái)考查。
命題點(diǎn)2 浮力的相關(guān)計(jì)算
【命題趨勢(shì)】
(1)主要在填空題和計(jì)算題中出現(xiàn)。
(2)浮力大小的計(jì)算主要有以下幾種方法:①阿基米德原理法(F浮=G物=m物g=ρ液gV排);②稱重法;③平衡力法(物體處于懸浮或漂浮狀態(tài))來(lái)計(jì)算浮力大小,物體的密度、體積等。
(3)命題時(shí)多結(jié)合壓強(qiáng)、密度等知識(shí)綜合考查,在計(jì)算過(guò)程中要注意單位換算和公式的靈活運(yùn)用。
【歸納整理】對(duì)阿基米德原理的五點(diǎn)透析:
(1)原理中所說(shuō)的“浸在液體里的物體”包含兩種狀態(tài):一是物體的全部體積都浸入液體里,即物體浸沒(méi)在液體里;二是物體的一部分體積浸入液體里,另一部分露在液面以上。
(2)G排指被物體排開(kāi)的液體所受的重力,F(xiàn)浮=G排表示物體受到的浮力的大小等于被物體排開(kāi)的液體的重力。
(3)V排是表示被物體排開(kāi)的液體的體積,當(dāng)物體全部浸沒(méi)在液體里時(shí),V排=V物;當(dāng)物體只有一部分浸入液體里時(shí),則V排(4)由F浮=G排=ρ液gV排可以看出,浮力的大小只跟液體的密度和物體排開(kāi)液體的體積這兩個(gè)因素有關(guān),而跟物體本身的體積、密度、形狀、在液體中的深度、液體的多少等因素?zé)o關(guān)。
(5)阿基米德原理也適用于氣體,但公式中ρ液應(yīng)改為ρ氣。
命題點(diǎn)3 探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)
【命題趨勢(shì)】探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)涉及的命題點(diǎn)有:a.彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù);b.實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì);c.浮力和液體密度之間的關(guān)系;d.浮力和深度的關(guān)系;e.實(shí)驗(yàn)結(jié)論的總結(jié)等。
命題點(diǎn)4 探究浮力的大小跟排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系
【命題趨勢(shì)】探究浮力的大小跟排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)涉及的命題點(diǎn)有:
a.彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù);b.實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì);c.浮力和重力的計(jì)算等。
三.典例精析。
【例1】一艘潛水艇的體積為6000m3,其內(nèi)部水箱的容積是2000m3,當(dāng)它在水下勻速航行時(shí),水箱正好灌滿水, (1)此時(shí)潛水艇受到的浮力是多少? (2)當(dāng)潛水艇排完水箱中水時(shí),潛水艇勻速航行時(shí)受到的浮力是多少?(海水密度為,g=10N/kg)
[解析](1)當(dāng)它在水下勻速航行時(shí),水箱灌滿水,此時(shí)潛水艇受到的浮力,。 (2)水箱內(nèi)水的重力 則當(dāng)潛水艇排完水箱中水時(shí),潛水艇勻速航行時(shí)受到的浮力。
【例2】如圖是薄紙制成的下端開(kāi)口容器,容器的容積為1m3,所用薄紙重量為0.5N,容器內(nèi)空氣重量為_(kāi)___N,容器(含其內(nèi)空氣)的總重量為_(kāi)_____N(空氣密度為1.29kg/m3,g=10N/kg),為了使容器懸浮在空中,你要用________方法使容器內(nèi)空氣減少,容器內(nèi)空氣的重量減少______N,容器才能懸浮在空中,此時(shí)容器內(nèi)空氣密度________容器外空氣密度(選填“大于”,“等于”,“小于”)。
[解析]①∵
∴容器內(nèi)空氣的重力為
②容器的總重量為
③為了使容器懸浮在空中,根據(jù)物體熱脹冷縮的性質(zhì),需要采用加熱使氣體膨脹,溢出空氣的方法使容器內(nèi)空氣減少;
④容器在空氣中受到的浮力為:
要使容器懸浮在空氣中,需要排出的空氣為;
⑤此時(shí)容器和剩余空氣的平均密度等于外界空氣的密度,所以容器內(nèi)空氣密度要小于容器外空氣的密度。
【例3】分析立方體浸沒(méi)在水中時(shí)受力情況。
設(shè)想浸沒(méi)在水中有一個(gè)正方體物體。對(duì)正方體六個(gè)表面進(jìn)行
受力分析:左、右、前、后四個(gè)側(cè)面受到水的等大壓強(qiáng),如圖所示。
由于側(cè)面積一樣,則每對(duì)應(yīng)的兩個(gè)側(cè)面所受水的壓力相同,方向相反,二力平衡。而上、下表面受到水的壓強(qiáng)不同,顯然,即.浮力產(chǎn)生的原因:液體對(duì)物體向上和向下的壓力差:即,或兩個(gè)壓力的合力,這也是浮力的實(shí)質(zhì).
浮力的方向:豎直向上,與重力方向相反。浮力的施力物體:液體或氣體。
[結(jié)論]液體作用在物體上下表面的壓力差就是液體里物體受到浮力的原因。
【例4】如圖1所示,物體漂浮在圓柱形容器的水面上,B物體上放著一個(gè)物體A時(shí),B排開(kāi)水的體積為;若將A取下放入水中靜止后,A、B兩物體排開(kāi)水的總體積為V2,且,,,求容器底對(duì)物體A的支持力的多少?
圖1
解析:A、B分開(kāi)之前漂浮在水面上,則有,將A取下投入水中靜止后,物體B仍漂浮在水面上,則有,而A沉入容器底部受三個(gè)力作用,即重力、支持力、浮力。則有,以上三個(gè)方程相減得:可求出N。
解:原情況A、B疊放在一起時(shí),漂浮在水面上,則有: ①
A、B分開(kāi)后B仍漂浮,A沉入水底,則有: ②

①-②-③得:,而

【例5】如圖所示,是一臺(tái)飲水機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖,控水槽中浮體與閥門(mén)固定相連,水桶中水流向控水槽,使浮體和閥門(mén)上升,控水槽中水位上升到一定程度時(shí),閥門(mén)關(guān)閉,桶內(nèi)的水停止向控水槽流動(dòng)。已知閥門(mén)的橫截面積為1cm2,不計(jì)大氣壓強(qiáng),浮體和閥門(mén)的總重力為0.1N(g取10N/㎏)求: (1)若一桶飲用水的最高水位達(dá)45cm,此時(shí)閥門(mén)受到水向下的壓強(qiáng)是多少? (2)為有效關(guān)閉閥門(mén),此飲水機(jī)的浮體體積至少為多大?
解:(1)閥門(mén)受到水向下的壓強(qiáng) p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.45m=4.5×103Pa; (2)閥門(mén)受到的壓力 F=ps=4.5×103Pa×1×10-4m2=0.45N; 浮體受到的浮力F浮力=F+G=0.45N+0.1N=0.55N; 飲水機(jī)的浮體體積v===55×10-6m3=55cm3; 答:(1)若一桶飲用水的最高水位達(dá)45cm,此時(shí)閥門(mén)受到水向下的壓強(qiáng)是4.5×103Pa; (2)為有效關(guān)閉閥門(mén),此飲水機(jī)的浮體體積至少為55cm3. 分析:(1)已知了水的密度和深度,直接代入液體壓強(qiáng)的計(jì)算公式計(jì)算即可; (2)已知閥門(mén)受到的壓強(qiáng)和閥門(mén)的面積利用壓強(qiáng)的計(jì)算公式可以計(jì)算出閥門(mén)上的壓力; 對(duì)浮體的受力分析可知它共受到3個(gè)力即浮力、重力、支持力(大小等于壓力),其關(guān)系為 浮力=重力+支持力,計(jì)算出浮體受到的浮力;然后利用阿基米德原理計(jì)算出浮體體積. 點(diǎn)評(píng):此題考查的是液體壓強(qiáng)的計(jì)算方法,以及壓力、浮力的結(jié)合計(jì)算,難度大。計(jì)算過(guò)程注意單位的換算問(wèn)題。
四.能力訓(xùn)練。
A組
命題點(diǎn)1 浮力大小相關(guān)的判斷
1.某些魚(yú)的浮沉靠鰾的脹縮實(shí)現(xiàn)。原來(lái)靜止在水中的魚(yú)(  )[來(lái)源:學(xué)#科#網(wǎng)Z##X#K]
A.鰾膨脹時(shí)浮力小于重力會(huì)下沉 B.鰾膨脹時(shí)浮力大于重力會(huì)上浮
C.鰾收縮時(shí)浮力等于重力仍懸浮 D.鰾收縮時(shí)浮力大于重力會(huì)漂浮
2.甲、乙兩個(gè)完全相同的杯子盛有不同密度的鹽水,將同一個(gè)雞蛋先后放入其中,當(dāng)雞蛋靜止時(shí),兩個(gè)杯子中液面恰好相平,雞蛋在兩杯中所處的位置如圖所示。則(  )
A.甲杯鹽水的密度較大 B.雞蛋在兩杯中排開(kāi)液體的質(zhì)量相等
C.甲杯底部所受的液體壓力較大 D.雞蛋在乙杯中受到的浮力較大
3.一枚重量為G的雞蛋懸浮在鹽水中,如圖所示。往鹽水中繼續(xù)均勻緩慢加鹽,雞蛋所受浮力F隨時(shí)間t變化的圖像可能是(   )
[來(lái)源:學(xué)§科§網(wǎng)]
4.潛水艇能潛入水下航行,進(jìn)行偵察和襲擊,是一種很重要的艦艇.潛水艇漂浮在水面時(shí),其所受浮力與重力的大小關(guān)系為F浮______G(選填“>”、“<”或“=”);當(dāng)潛水艇水艙充水時(shí),潛水艇將________(選填“上浮”、“下沉”或“懸浮”)。
命題點(diǎn)2 浮力的相關(guān)計(jì)算
5.用手將一個(gè)密度為0.9×103kg/m3的實(shí)心小球先后浸沒(méi)在水和酒精中。松手后,小球靜止時(shí),排開(kāi)水和酒精的體積分別為V1和V2,小球在水和酒精中所受的浮力分別為F1和F2,以下判斷正確的是(ρ酒精=0.8×103kg/m3)(  )
A.V1∶V2=1∶1 F1∶F2=5∶4 B.V1∶V2=4∶5 F1∶F2=1∶1
C.V1∶V2=9∶10 F1∶F2=9∶8 D.V1∶V2=8∶9 F1∶F2=10∶9
6.彈簧測(cè)力計(jì)下掛一長(zhǎng)方體物體,將物體從盛有適量水的燒杯上方離水面某一高度處緩緩下降,然后將其逐漸浸入水中如圖甲;圖乙是彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F與物體下降高度h變化關(guān)系的圖像。則下列說(shuō)法中正確的是(g取10N/kg)(  )
A.物體的體積是500cm3 B.物體受到的最大浮力是5N
C.物體的密度是2.25×103kg/m3 D.物體剛浸沒(méi)時(shí)下表面受到水的壓力是9N

第6題圖 第7題圖
7.新舊兩只雞蛋放入水中的狀態(tài)如圖所示.兩只雞蛋的體積分別是VA、VB,質(zhì)量分別是mA、mB,兩只雞蛋受到的浮力分別為:FA=______,F(xiàn)B=________(已知水的密度為ρ)。
8.小明用細(xì)線系住重為5N的物體,使其一半體積浸入盛滿水的溢水杯中,物體排開(kāi)的水重為2N,此時(shí)物體所受的浮力為_(kāi)_____N,將物體浸沒(méi)在水中,此時(shí)物體所受的浮力為_(kāi)_______N,物體排開(kāi)水的體積為_(kāi)_______m3,松手后,物體將________(選填“上浮”、“懸浮”或“下沉”)(g取10N/kg)。
9.取一只空牙膏皮,一次將它擠癟,一次將它撐開(kāi),兩次都擰緊蓋后,先后放入一杯水中,如圖所示。兩次牙膏皮的質(zhì)量m甲和m乙的大小關(guān)系為m甲________m乙;兩次所受的浮力
F甲和F乙的大小關(guān)系為F甲________F乙;兩次杯底受到水的壓強(qiáng)p甲和p乙的大小關(guān)系為
p甲______p乙(均選填“大于”、“小于”或“等于”)。
[來(lái)源:學(xué)科網(wǎng)ZXXK]
10.將一物塊A輕輕放入盛滿水的大燒杯中,A靜止后,有72g的水溢出;再將其輕輕放入盛滿酒精的大燒杯中,A靜止后,有64g的酒精溢出。則A在水中靜止時(shí)受到的浮力為_(kāi)_______N,A的體積是________cm3(酒精的密度是0.8×103kg/m3,g取10N/kg)。
11.如圖所示,正方體A的邊長(zhǎng)為10cm,在它的上面放一個(gè)重為2N的物體B,此時(shí)正方體A恰好沒(méi)入水中,已知g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,求:
(1)正方體A受到浮力的大小;
(2)正方體A的密度。
命題點(diǎn)3 探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)
12.某物理興趣小組做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)來(lái)探究影響浮力大小的因素。
第12題圖
(1)物體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力是________N,方向?yàn)開(kāi)_______。
(2)物體浸沒(méi)在酒精中時(shí)排開(kāi)酒精的重力是________N。
(3)比較________兩幅圖可知,浸沒(méi)在液體中的物體所受浮力的大小與液體的密度有關(guān)。
(4)由ABCD四個(gè)步驟可知,浮力的大小有時(shí)與深度有關(guān),有時(shí)又與深度無(wú)關(guān)。對(duì)此正確的解釋是浮力的大小與__________________有關(guān)。
命題點(diǎn)4 探究浮力的大小跟排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系
13.如圖甲所示,A、B、C、D、E是“探究浮力大小跟排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)的五個(gè)步驟。
第13題圖甲
(1)________兩步驟可計(jì)算出圓柱體物塊浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力F浮=________N。________兩步驟可得出物塊排開(kāi)水所受的重力G排。比較F浮與G排可以得到浮力的大小跟物塊排開(kāi)水所受重力的關(guān)系。
第13題圖乙
(2)如圖乙所示是圓柱體物塊從水面緩慢浸入水中時(shí),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F隨物塊浸入深度h變化的關(guān)系圖像。
分析圖像可得:當(dāng)物塊沒(méi)有浸沒(méi)之前,h增大時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)______(選填“變大”、“變小”或“不變”)。當(dāng)h=4cm時(shí),物塊所受的浮力為_(kāi)_____N。浸沒(méi)后,h繼續(xù)增大時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為_(kāi)_____N,該圓柱體物塊的高度是______cm。
B組
(一).選擇題
1.下列關(guān)于浮力的說(shuō)法正確的是(  )
A.輪船從長(zhǎng)江駛?cè)氪蠛#艿母×ψ兇?br/>B.懸浮在液體中的物體所受的浮力大小等于物體的重力
C.阿基米德原理說(shuō)明物體所受的浮力大小等于物體的重力
D.雞蛋放入清水中沉在杯子底部,是因?yàn)殡u蛋在清水中不受浮力
2.如圖所示,質(zhì)量相等的甲、乙兩球分別懸浮、漂浮在水中,下列說(shuō)法正確的是( )
第2題圖
A.甲球受到的浮力大 B.乙球受到的浮力大
C.甲球浸在水中的體積大 D.兩球浸在水中的體積一樣大
3.如圖所示,燒杯中裝有某種液體,A為圓柱形木塊,用外力F緩慢將A壓入其中,h表示木塊的下表面到液面的距離,下列關(guān)于木塊所受浮力F浮和h的關(guān)系圖像正確的是( )
4.如圖所示,將一枚雞蛋放在一杯鹽水中,雞蛋剛好處于懸浮狀態(tài),在往杯中加入清水的過(guò)程中,下列判斷正確的是(  )
A雞蛋將上浮,在未露出水面之前,所受浮力在減小
B.雞蛋將上浮,在未露出水面之前,所受浮力不變
C.雞蛋將下沉,所受浮力在減小
D.雞蛋將下沉,所受浮力不變
5.三個(gè)相同的輕質(zhì)彈簧,一端固定在容器底部,另一端分別與三個(gè)體積相同的實(shí)心球相連,向容器內(nèi)倒入某種液體,待液體和球都穩(wěn)定后,觀察到如圖所示情況,乙球下方的彈簧長(zhǎng)度等于原長(zhǎng)。這三個(gè)球受到的浮力大小關(guān)系是______(選填字母)。
A.F甲<F乙<F丙 B.F甲>F乙>F丙 C.F甲=F乙=F丙
這三個(gè)小球的密度大小關(guān)系是________(選填字母)。
A.ρ甲<ρ乙<ρ丙 B.ρ甲>ρ乙>ρ丙 C.ρ甲=ρ乙=ρ丙
6.如圖所示,當(dāng)溢水杯盛滿密度為ρ1的液體時(shí),把實(shí)心物塊放入杯中,物塊漂浮,靜止后溢出的液體質(zhì)量為m1;當(dāng)溢水杯盛滿密度為ρ2的液體時(shí),把同一物塊放入杯中,物塊沉底,靜止后溢出的液體質(zhì)量為m2.則物塊的密度為(  )
A.ρ1      B.ρ1      C.ρ2      D.ρ2
(二).填空題
7.將一實(shí)心鐵球從水面上由靜止釋放,如圖所示。鐵球從入水到完全沒(méi)入的過(guò)程中它所受的浮力逐漸變______(選填“大”或“小”),鐵球下沉的原因是它受到的浮力________重力(選填“大于”或“小于”)。
第7題圖 第8題圖   
8.將一個(gè)新鮮的雞蛋分別浸入水和濃鹽水中,靜止后如圖所示,則雞蛋在兩液體中的浮力關(guān)系是F甲______F乙,若雞蛋的質(zhì)量為50g.則雞蛋在乙杯鹽水中所受到的浮力為_(kāi)_____N。
9.小明清洗甜瓜時(shí)發(fā)現(xiàn)它漂浮在水面,此時(shí)甜瓜受到浮力的大小________(選填“大于”、“小于”或“等于”)重力,小明想知道甜瓜的密度,于是將甜瓜放入盛滿水的溢水杯中,靜止時(shí)溢出水410mL,再使甜瓜向下浸沒(méi)在水中,又溢出水25mL,此時(shí)甜瓜受到的浮力比漂浮時(shí)增大了________N(g取10N/kg),甜瓜的密度為_(kāi)_______g/cm3。
10.小明用手將小球浸沒(méi)在水中,小球排開(kāi)水的質(zhì)量是0.1kg,此時(shí)小球受到的浮力是________N(g=9.8N/kg)。若小球的質(zhì)量為0.3kg,松手后小球會(huì)________(選填“上浮”、“懸浮”或“下沉”)。
11.同樣重的實(shí)心銅塊和實(shí)心鐵塊,都浸沒(méi)在煤油中,這時(shí)________(選填“銅”或“鐵”)塊受到浮力大.同樣重的實(shí)心銅塊和實(shí)心鐵塊,銅塊浸沒(méi)在煤油中,鐵塊浸沒(méi)在水中,這時(shí)________(選填“銅”或“鐵”)塊受到浮力大(已知ρ銅>ρ鐵>ρ水>ρ煤油)。
12.彈簧測(cè)力計(jì)下掛著一重為2N的物體,物體一半體積浸入水中靜止時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖所示,其示數(shù)為_(kāi)_______N,物體體積為_(kāi)_______m3(已知水的密度為ρ水=1.0×103kg/m3)。
(三).實(shí)驗(yàn)探究題
13.為了探究浮力大小跟哪些因素有關(guān),某興趣小組的同學(xué),用同一物體進(jìn)行了如圖所示的操作,并記下物體靜止時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù).圖乙中物體未放入前溢水杯裝滿水,物體浸沒(méi)后用量筒測(cè)出溢出水的體積,如圖丁所示.
(1)為了探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系,應(yīng)選擇________兩圖;該小組同學(xué)通過(guò)比較F1和________的大小,得到“浮力大小與物體浸沒(méi)的深度有關(guān)”的結(jié)論,產(chǎn)生錯(cuò)誤的原因是______________________________.
(2)物體浸沒(méi)在水中時(shí)所受浮力大小為_(kāi)_____N,鹽水的密度為_(kāi)_______kg/m3。
(四).計(jì)算題]
14.如圖,最近有報(bào)導(dǎo),奇男子方恕云憑借一根不經(jīng)任何加工的毛竹橫渡富春江(g=10N/kg)。
(1)已知人與手上物體的總質(zhì)量為80kg,他兩只腳站在毛竹上受力面積是400cm2,求他對(duì)毛竹的壓強(qiáng)。
(2)若他所用的一根毛竹質(zhì)量為210kg,體積0.3m3,則他能否實(shí)現(xiàn)水上漂行?
15.如圖所示,一實(shí)心正方體鋁塊浸沒(méi)在密度為0.9×103kg/m3的油中,其質(zhì)量為2.7kg,上表面與液面相平行,上、下表面的深度分別為h1和h2,且2h1=h2=20cm.(g取10N/kg)求:
(1)鋁塊上表面處的液體壓強(qiáng);
(2)若使鋁塊在圖示位置處于靜止?fàn)顟B(tài),還應(yīng)使其在豎直方向受到一個(gè)多大的力;
(3)若圖中正方體是由密度為3.6×103kg/m3的合金制成,且處于懸浮狀態(tài),則該正方體空心部分體積是多少。
課后作業(yè)
C組
1.小宇爸爸從工地上拿回一金屬塊,想請(qǐng)他幫忙測(cè)出金屬塊的密度,稍加思考后,小字立即設(shè)計(jì)出測(cè)量方案——“漂浮法”測(cè)密度。將邊長(zhǎng)為10cm的立方體木塊A放入水中,有的體積沒(méi)入水中,將金屬塊B放在木塊中央靜止后用刻度尺測(cè)出此時(shí)木塊露出水面的高度h1=1cm,如圖乙,再用輕質(zhì)細(xì)線將金屬塊捆綁在木塊中央,放入水中靜止后測(cè)出此時(shí)木塊露出水面高度h2=3cm,如圖丙。則以下說(shuō)法正確的是(??)?
A.金屬塊的密度1.5×103kg/m3 B.甲圖中木塊的重力4N
C.甲圖中木塊底部所受的壓強(qiáng)400Pa D.金屬塊B的體積為300cm3
2.如圖所示,一圓柱形平底容器底面積5×10-2m2,把它放在水平桌面上。在容器內(nèi)放入一個(gè)底面積為2×10-2m2,高為0.15m的圓柱形物塊,且不與容器底不完全密合,物塊的平均密度為0.8×103kg/m3。(g取10N/kg)
求:(1)物塊對(duì)容器底的壓強(qiáng); (2)向容器內(nèi)緩慢注入質(zhì)量為多少千克的水時(shí),物塊對(duì)容器底的壓強(qiáng)恰好為零?
3.一個(gè)底面積為10m2的圓柱狀水池,裝有適量的水,現(xiàn)在將一個(gè)體積為20m3、密度為
0.8×103kg/m3的物體A放入其中,最終物體A漂浮于水面上。(g=10N/kg) 則:(1)物體A所受到的浮力是多少? (2)如圖所示,若將畫(huà)斜線部分截取下來(lái)并取出(其體積為浸入水中體積的一半),則取出的那部分物體的質(zhì)量是多少? (3)待剩余部分再次靜止后,容器底部受到的壓強(qiáng)減小了多少?(取出那部分物體帶走的水忽略不計(jì))
4.某同學(xué)想測(cè)量某種液體的密度,設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn),已知木球所受重力為1.2N,體積為200cm3,金屬鏈條總重為10N,小球上下運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)引起懸掛于下端的鏈條長(zhǎng)度發(fā)生變化,最終使小球重新懸浮在液體的某一深度,指針指示液體密度。某溫度下當(dāng)木球靜止時(shí)拉起的金屬鏈條重力為2N(g=10N/kg,金屬鏈條本身所受浮力忽略不計(jì),末端不會(huì)脫離容器底部)。
(1)如果剪斷金屬鏈條,木球靜止時(shí)所受浮力是多少?
(2)如圖所示,木球靜止時(shí)拉起的金屬鏈條為2N,木球受到的浮力是多少?
(3)液體的密度是多少?
(4)用此木球和金屬鏈條測(cè)液體密度,所能測(cè)定液體密度的范圍是多少?(注意:木球必須懸在液體中,不能露出液面也不能碰到底部;要求寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)

14.浮力專題復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案
年級(jí):八 學(xué)科:科學(xué)
課 題
浮力專題復(fù)習(xí)
第14次課
教學(xué)目標(biāo)
浮力大小相關(guān)的判斷;
浮力的相關(guān)計(jì)算;
3.探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān);
4.探究浮力的大小跟排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系。
教學(xué)重難點(diǎn)
浮力大小的計(jì)算幾種方法:①阿基米德原理法(F浮=G物=m物g=ρ液gV排);②稱重法;③平衡力法(物體處于懸浮或漂浮狀態(tài))來(lái)計(jì)算浮力大小,物體的密度、體積等。
教 學(xué) 活 動(dòng) 設(shè) 計(jì)
個(gè)人修改記錄
課前交流,了解學(xué)生上次課的復(fù)習(xí)情況。
知識(shí)梳理。
(一)、1.浮力:一切浸入液體(氣體)的物體都受到液體(氣體)對(duì)它豎直向上的力叫浮力。
浮力的作用點(diǎn):重心 方向:豎直向上, 施力物體:液(氣)體
產(chǎn)生條件:物體下表面必須與液體接觸才有浮力。
2.浮力產(chǎn)生原因:浸在液體中的物體上下兩個(gè)表面受到液體的壓力差。即 F浮=F下﹣F上。
3.測(cè)量物體所受浮力
①將物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下端,在空中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)就等于石塊重力G;
②把石塊浸在水中,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)會(huì)變小;
③彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)減小的值,就是浮力的大小。F浮=G-F拉。
4. 浮力公式:F浮 = G排 =ρ液gV排
可以看出:浮力與液體的密度和物體排開(kāi)液體的體積有關(guān),而與物體的質(zhì)量、體積、重力、形狀 、浸沒(méi)的深度等均無(wú)關(guān)。
(二)、阿基米德原理:
1.內(nèi)容:浸入液體里的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于它排開(kāi)的液體受到的重力。
2.浮力公式:F浮 = G排 =ρ液g V排 可以看出:浮力與液體的密度和物體排開(kāi)液體的體積有關(guān),而與物體的質(zhì)量、體積、重力、形狀 、浸沒(méi)的深度等均無(wú)關(guān)。
(三)、物體的浮沉條件:物體只受浮力和重力時(shí)
1.請(qǐng)根據(jù)示意圖理解。
說(shuō)明: 懸浮與漂浮的比較
懸浮與漂浮條件相同: F浮 = G 不同:懸浮ρ液 =ρ物 ;V排=V物
漂浮ρ液 <ρ物;V排①判斷物體浮沉(狀態(tài))有兩種方法:比較F浮 與G或 比較ρ液與ρ物 。
規(guī)律方法:當(dāng)ρ物>ρ液時(shí),物體下沉,ρ物<ρ液時(shí),物體上浮直至漂浮在液面上,
當(dāng)ρ物=ρ液時(shí),物體懸浮在液體中的任何深度。
②密度均勻的物體懸浮(或漂浮),若切成大小不等的兩塊,則大塊、小塊都懸浮(或漂浮)。
2.漂浮問(wèn)題“四規(guī)律”:
①物體漂浮在液體中,所受的浮力等于它受的重力;②同一物體在不同液體里,所受浮力相同;
③同一物體漂浮在不同液體里,在密度大的液體里浸入的體積小;
④漂浮物體浸入液體的體積是它總體積的幾分之幾,物體密度就是液體密度的幾分之幾;
3.浮力的應(yīng)用:
①輪船的工作原理:要使密度大于水的材料制成能夠漂浮在水面上必須把它做成空心的,使它能夠排開(kāi)更多的水。 排水量:輪船滿載時(shí)排開(kāi)水的質(zhì)量。單位 t
②潛水艇工作原理:潛水艇的下潛和上浮是靠改變自身重力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
③氣球和飛艇是利用空氣的浮力升空。氣球里充密度小的氣體如:氫氣、氦氣或熱空氣。
4.浮力計(jì)算題方法總結(jié):
①認(rèn)準(zhǔn)要研究的物體。②判斷物體所處狀態(tài),分析物體受力情況,畫(huà)出受力示意圖
溫馨提示
命題點(diǎn)1 浮力大小相關(guān)的判斷
【命題趨勢(shì)】
①多在選擇題和填空題中出現(xiàn)。
②涉及的主要考點(diǎn)有:利用物體的浮沉條件判斷物體所處的狀態(tài);利用物體的浮沉條件判斷液體和物體密度關(guān)系;利用沉浮條件判斷物體受到浮力大小;物體浮沉條件在生活中的應(yīng)用等。
③命題時(shí)常結(jié)合壓強(qiáng)相關(guān)知識(shí),以圖片或船、潛艇等為背景材料來(lái)考查。
命題點(diǎn)2 浮力的相關(guān)計(jì)算
【命題趨勢(shì)】
(1)主要在填空題和計(jì)算題中出現(xiàn)。
(2)浮力大小的計(jì)算主要有以下幾種方法:①阿基米德原理法(F浮=G物=m物g=ρ液gV排);②稱重法;③平衡力法(物體處于懸浮或漂浮狀態(tài))來(lái)計(jì)算浮力大小,物體的密度、體積等。
(3)命題時(shí)多結(jié)合壓強(qiáng)、密度等知識(shí)綜合考查,在計(jì)算過(guò)程中要注意單位換算和公式的靈活運(yùn)用。
【歸納整理】對(duì)阿基米德原理的五點(diǎn)透析:
(1)原理中所說(shuō)的“浸在液體里的物體”包含兩種狀態(tài):一是物體的全部體積都浸入液體里,即物體浸沒(méi)在液體里;二是物體的一部分體積浸入液體里,另一部分露在液面以上。
(2)G排指被物體排開(kāi)的液體所受的重力,F(xiàn)浮=G排表示物體受到的浮力的大小等于被物體排開(kāi)的液體的重力。
(3)V排是表示被物體排開(kāi)的液體的體積,當(dāng)物體全部浸沒(méi)在液體里時(shí),V排=V物;當(dāng)物體只有一部分浸入液體里時(shí),則V排(4)由F浮=G排=ρ液gV排可以看出,浮力的大小只跟液體的密度和物體排開(kāi)液體的體積這兩個(gè)因素有關(guān),而跟物體本身的體積、密度、形狀、在液體中的深度、液體的多少等因素?zé)o關(guān)。
(5)阿基米德原理也適用于氣體,但公式中ρ液應(yīng)改為ρ氣。
命題點(diǎn)3 探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)
【命題趨勢(shì)】探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)涉及的命題點(diǎn)有:a.彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù);b.實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì);c.浮力和液體密度之間的關(guān)系;d.浮力和深度的關(guān)系;e.實(shí)驗(yàn)結(jié)論的總結(jié)等。
命題點(diǎn)4 探究浮力的大小跟排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系
【命題趨勢(shì)】探究浮力的大小跟排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)涉及的命題點(diǎn)有:
a.彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù);b.實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì);c.浮力和重力的計(jì)算等。
三.典例精析。
【例1】一艘潛水艇的體積為6000m3,其內(nèi)部水箱的容積是2000m3,當(dāng)它在水下勻速航行時(shí),水箱正好灌滿水, (1)此時(shí)潛水艇受到的浮力是多少? (2)當(dāng)潛水艇排完水箱中水時(shí),潛水艇勻速航行時(shí)受到的浮力是多少?(海水密度為,g=10N/kg)
[解析](1)當(dāng)它在水下勻速航行時(shí),水箱灌滿水,此時(shí)潛水艇受到的浮力,。 (2)水箱內(nèi)水的重力 則當(dāng)潛水艇排完水箱中水時(shí),潛水艇勻速航行時(shí)受到的浮力。
【例2】如圖是薄紙制成的下端開(kāi)口容器,容器的容積為1m3,所用薄紙重量為0.5N,容器內(nèi)空氣重量為_(kāi)___N,容器(含其內(nèi)空氣)的總重量為_(kāi)_____N(空氣密度為1.29kg/m3,g=10N/kg),為了使容器懸浮在空中,你要用________方法使容器內(nèi)空氣減少,容器內(nèi)空氣的重量減少______N,容器才能懸浮在空中,此時(shí)容器內(nèi)空氣密度________容器外空氣密度(選填“大于”,“等于”,“小于”)。
[解析]①∵
∴容器內(nèi)空氣的重力為
②容器的總重量為
③為了使容器懸浮在空中,根據(jù)物體熱脹冷縮的性質(zhì),需要采用加熱使氣體膨脹,溢出空氣的方法使容器內(nèi)空氣減少;
④容器在空氣中受到的浮力為:
要使容器懸浮在空氣中,需要排出的空氣為;
⑤此時(shí)容器和剩余空氣的平均密度等于外界空氣的密度,所以容器內(nèi)空氣密度要小于容器外空氣的密度。
【例3】分析立方體浸沒(méi)在水中時(shí)受力情況。
設(shè)想浸沒(méi)在水中有一個(gè)正方體物體。對(duì)正方體六個(gè)表面進(jìn)行
受力分析:左、右、前、后四個(gè)側(cè)面受到水的等大壓強(qiáng),如圖所示。
由于側(cè)面積一樣,則每對(duì)應(yīng)的兩個(gè)側(cè)面所受水的壓力相同,方向相反,二力平衡。而上、下表面受到水的壓強(qiáng)不同,顯然,即.浮力產(chǎn)生的原因:液體對(duì)物體向上和向下的壓力差:即,或兩個(gè)壓力的合力,這也是浮力的實(shí)質(zhì).
浮力的方向:豎直向上,與重力方向相反。浮力的施力物體:液體或氣體。
[結(jié)論]液體作用在物體上下表面的壓力差就是液體里物體受到浮力的原因。
【例4】如圖1所示,物體漂浮在圓柱形容器的水面上,B物體上放著一個(gè)物體A時(shí),B排開(kāi)水的體積為;若將A取下放入水中靜止后,A、B兩物體排開(kāi)水的總體積為V2,且,,,求容器底對(duì)物體A的支持力的多少?
圖1
解析:A、B分開(kāi)之前漂浮在水面上,則有,將A取下投入水中靜止后,物體B仍漂浮在水面上,則有,而A沉入容器底部受三個(gè)力作用,即重力、支持力、浮力。則有,以上三個(gè)方程相減得:可求出N。
解:原情況A、B疊放在一起時(shí),漂浮在水面上,則有: ①
A、B分開(kāi)后B仍漂浮,A沉入水底,則有: ②

①-②-③得:,而

【例5】如圖所示,是一臺(tái)飲水機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖,控水槽中浮體與閥門(mén)固定相連,水桶中水流向控水槽,使浮體和閥門(mén)上升,控水槽中水位上升到一定程度時(shí),閥門(mén)關(guān)閉,桶內(nèi)的水停止向控水槽流動(dòng)。已知閥門(mén)的橫截面積為1cm2,不計(jì)大氣壓強(qiáng),浮體和閥門(mén)的總重力為0.1N(g取10N/㎏)求: (1)若一桶飲用水的最高水位達(dá)45cm,此時(shí)閥門(mén)受到水向下的壓強(qiáng)是多少? (2)為有效關(guān)閉閥門(mén),此飲水機(jī)的浮體體積至少為多大?
解:(1)閥門(mén)受到水向下的壓強(qiáng) p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.45m=4.5×103Pa; (2)閥門(mén)受到的壓力 F=ps=4.5×103Pa×1×10-4m2=0.45N; 浮體受到的浮力F浮力=F+G=0.45N+0.1N=0.55N; 飲水機(jī)的浮體體積v===55×10-6m3=55cm3; 答:(1)若一桶飲用水的最高水位達(dá)45cm,此時(shí)閥門(mén)受到水向下的壓強(qiáng)是4.5×103Pa; (2)為有效關(guān)閉閥門(mén),此飲水機(jī)的浮體體積至少為55cm3. 分析:(1)已知了水的密度和深度,直接代入液體壓強(qiáng)的計(jì)算公式計(jì)算即可; (2)已知閥門(mén)受到的壓強(qiáng)和閥門(mén)的面積利用壓強(qiáng)的計(jì)算公式可以計(jì)算出閥門(mén)上的壓力; 對(duì)浮體的受力分析可知它共受到3個(gè)力即浮力、重力、支持力(大小等于壓力),其關(guān)系為 浮力=重力+支持力,計(jì)算出浮體受到的浮力;然后利用阿基米德原理計(jì)算出浮體體積. 點(diǎn)評(píng):此題考查的是液體壓強(qiáng)的計(jì)算方法,以及壓力、浮力的結(jié)合計(jì)算,難度大。計(jì)算過(guò)程注意單位的換算問(wèn)題。
四.能力訓(xùn)練。
A組
命題點(diǎn)1 浮力大小相關(guān)的判斷
1.某些魚(yú)的浮沉靠鰾的脹縮實(shí)現(xiàn)。原來(lái)靜止在水中的魚(yú)( B )[來(lái)源:學(xué)#科#網(wǎng)Z#X#X#K]
A.鰾膨脹時(shí)浮力小于重力會(huì)下沉 B.鰾膨脹時(shí)浮力大于重力會(huì)上浮
C.鰾收縮時(shí)浮力等于重力仍懸浮 D.鰾收縮時(shí)浮力大于重力會(huì)漂浮
1.B 【解析】靜止在水中的魚(yú),浮力等于重力,鰾膨脹時(shí)排開(kāi)水的體積變大,水的密度不變,由F浮=ρgV排可得,魚(yú)受到的浮力變大,浮力大于重力,魚(yú)上浮.故選B.
2.甲、乙兩個(gè)完全相同的杯子盛有不同密度的鹽水,將同一個(gè)雞蛋先后放入其中,當(dāng)雞蛋靜止時(shí),兩個(gè)杯子中液面恰好相平,雞蛋在兩杯中所處的位置如圖所示。則( B )
第2題圖
A.甲杯鹽水的密度較大 B.雞蛋在兩杯中排開(kāi)液體的質(zhì)量相等
C.甲杯底部所受的液體壓力較大 D.雞蛋在乙杯中受到的浮力較大
2.B 【解析】同一雞蛋重力不變,雞蛋在甲中懸浮、乙中漂浮,浮力都等于重力,因此雞蛋在兩杯中受到的浮力相等,D錯(cuò)誤;根據(jù)阿基米德原理,雞蛋受到的浮力等于其排開(kāi)液體的重力,雞蛋在兩種鹽水中受到的浮力相等,則雞蛋在兩杯中排開(kāi)液體的重力也相等,質(zhì)量也相等,B正確;根據(jù)阿基米德原理可得液體的密度ρ液=,浮力相等,液體密度和雞蛋排開(kāi)液體的體積成反比,而雞蛋排開(kāi)甲杯鹽水的體積大,所以甲杯鹽水的密度小,A錯(cuò)誤;鹽水的深度相同,而甲杯鹽水的密度較小,所以對(duì)杯底壓強(qiáng)小,兩杯底的的面積相等,所以甲杯底受到的液體壓力小,C錯(cuò)誤.故選B.
3.一枚重量為G的雞蛋懸浮在鹽水中,如圖所示。往鹽水中繼續(xù)均勻緩慢加鹽,雞蛋所受浮力F隨時(shí)間t變化的圖像可能是(  A )
[來(lái)源:學(xué)§科§網(wǎng)]
3.A 雞蛋懸浮在鹽水中,說(shuō)明它受到的浮力與重力相等;往鹽水中繼續(xù)均勻緩慢加鹽,使鹽水密度變大,雞蛋受到的浮力增大,它將會(huì)上浮,直至漂浮在水面上,浮力又等于自身的重力,此后,再加鹽,只能使雞蛋露出水面的體積更大一些,但雞蛋仍是漂在水面上,浮力仍等于重力,綜合以上分析,只有A選項(xiàng)正確.
4.潛水艇能潛入水下航行,進(jìn)行偵察和襲擊,是一種很重要的艦艇.潛水艇漂浮在水面時(shí),其所受浮力與重力的大小關(guān)系為F浮______G(選填“>”、“<”或“=”);當(dāng)潛水艇水艙充水時(shí),潛水艇將________(選填“上浮”、“下沉”或“懸浮”)。
4.= 下沉 【解析】當(dāng)潛水艇漂浮在水面上,其所受的浮力等于自身的重力;當(dāng)潛水艇充水時(shí),其重力增大,而浮力不變,浮力小于重力,潛水艇就會(huì)下沉.
命題點(diǎn)2 浮力的相關(guān)計(jì)算
5.用手將一個(gè)密度為0.9×103kg/m3的實(shí)心小球先后浸沒(méi)在水和酒精中。松手后,小球靜止時(shí),排開(kāi)水和酒精的體積分別為V1和V2,小球在水和酒精中所受的浮力分別為F1和F2,以下判斷正確的是(ρ酒精=0.8×103kg/m3)( C )
A.V1∶V2=1∶1 F1∶F2=5∶4 B.V1∶V2=4∶5 F1∶F2=1∶1
C.V1∶V2=9∶10 F1∶F2=9∶8 D.V1∶V2=8∶9 F1∶F2=10∶9
5.C 【解析】小球材料的密度小于水的密度,大于酒精的密度,因此小球在水中漂浮,在酒精中下沉.所以小球在水中受到的浮力等于小球的重力,即F1=G球,小球在水中排開(kāi)水的體積為V1==;小球在酒精中下沉,所以排開(kāi)酒精的體積等于小球的體積V2=,受到的浮力F2=ρ酒精V2g=;由此可知V1∶V2=9∶10;F1∶F2=9∶8.A、B、D錯(cuò)誤,C正確.故選C.
6.彈簧測(cè)力計(jì)下掛一長(zhǎng)方體物體,將物體從盛有適量水的燒杯上方離水面某一高度處緩緩下降,然后將其逐漸浸入水中如圖甲;圖乙是彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F與物體下降高度h變化關(guān)系的圖像。則下列說(shuō)法中正確的是(g取10N/kg)( C )
A.物體的體積是500cm3 B.物體受到的最大浮力是5N
C.物體的密度是2.25×103kg/m3 D.物體剛浸沒(méi)時(shí)下表面受到水的壓力是9N

第6題圖 第7題圖
6.C 【解析】由題乙圖可知,物體重9 N,全部浸入水中時(shí)受到的浮力是9 N-5 N=4 N,剛剛浸沒(méi)時(shí)上表面受到水的壓力為0,所以下表面受到水的壓力等于浮力4 N,則B、D選項(xiàng)錯(cuò)誤;物體浸沒(méi)時(shí)V物體=V排===4×10-4 m3=400 cm3,A錯(cuò)誤;物體的密度:ρ====2.25×103 kg/m3,C正確. 故選C。
7.新舊兩只雞蛋放入水中的狀態(tài)如圖所示.兩只雞蛋的體積分別是VA、VB,質(zhì)量分別是mA、mB,兩只雞蛋受到的浮力分別為:FA=______,F(xiàn)B=________(已知水的密度為ρ)。
7.mAg ρgVB 【解析】從圖中可以看出,A雞蛋漂浮在水面上,故其受到的浮力可根據(jù)二力平衡的知識(shí)求解,即FA=GA=mAg;B雞蛋沉在容器底部,故其受到的浮力可根據(jù)阿基米德原理求解,即FB=G排=m排g=ρgVB.
8.小明用細(xì)線系住重為5N的物體,使其一半體積浸入盛滿水的溢水杯中,物體排開(kāi)的水重為2N,此時(shí)物體所受的浮力為_(kāi)_____N,將物體浸沒(méi)在水中,此時(shí)物體所受的浮力為_(kāi)_______N,物體排開(kāi)水的體積為_(kāi)_______m3,松手后,物體將________(選填“上浮”、“懸浮”或“下沉”)(g取10N/kg)。
8.2 4 4×10-4 下沉 【解析】本題考查了阿基米德原理和物體的浮沉條件.由阿基米德原理可知,物體浸沒(méi)在水中一半體積時(shí)受到的浮力為F半浮=G排=2 N;由公式F浮=ρ液gV排可看出,在液體密度一定時(shí),物體受到的浮力大小與物體排開(kāi)液體的體積成正比,因此,物體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力F浮=2F半浮=2×2 N=4 N;此時(shí)物體排開(kāi)水的體積為V排===4×10-4 m3;由于物體浸沒(méi)時(shí)受到的浮力小于它的重力,所以松手后物體將下沉。
9.
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第9題圖
取一只空牙膏皮,一次將它擠癟,一次將它撐開(kāi),兩次都擰緊蓋后,先后放入一杯水中,如圖所示。兩次牙膏皮的質(zhì)量m甲和m乙的大小關(guān)系為m甲________m乙;兩次所受的浮力
F甲和F乙的大小關(guān)系為F甲________F乙;兩次杯底受到水的壓強(qiáng)p甲和p乙的大小關(guān)系為
p甲______p乙(均選填“大于”、“小于”或“等于”)。
9.等于 小于 小于 【解析】?jī)纱窝栏嗥さ男螤畈灰粯樱|(zhì)量相同,重力G相同.甲中浮力F甲10.將一物塊A輕輕放入盛滿水的大燒杯中,A靜止后,有72g的水溢出;再將其輕輕放入盛滿酒精的大燒杯中,A靜止后,有64g的酒精溢出。則A在水中靜止時(shí)受到的浮力為_(kāi)_______N,A的體積是________cm3(酒精的密度是0.8×103kg/m3,g取10N/kg)。
10.0.72 80 【解析】該物塊放在水中時(shí),受到的浮力F浮=G排=m排水g=0.072 kg×10 N/kg=0.72 N;該物塊放在酒精中時(shí),受到的浮力F′浮=G=m排酒精g=0.064 kg×10 N/kg=0.64 N;通過(guò)上面的計(jì)算可得,物體在酒精中受到的浮力小于物塊在水中所受的浮力,而物塊的重力不變,因此物塊放入酒精中是下沉,則根據(jù)F浮=ρ液gV排得,V物=V排酒精===8×10-5 m3=80 cm3
11.如圖所示,正方體A的邊長(zhǎng)為10cm,在它的上面放一個(gè)重為2N的物體B,此時(shí)正方體A恰好沒(méi)入水中,已知g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,求:
(1)正方體A受到浮力的大小;
(2)正方體A的密度。
第11題圖
11. 解:(1)根據(jù)浮力公式F浮=ρ液gV排物體處于浸沒(méi)狀態(tài)排開(kāi)水的體積為自身體積,代入數(shù)據(jù)得:
F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×103×10-6 m3=10 N.
(2)A和B整體處于漂浮狀態(tài),根據(jù)受力分析可得F浮=GA+GB,
代入數(shù)據(jù)可得GA=F浮-GB=10 N-2 N=8 N,根據(jù)G=mg可得,mA===0.8 kg,
根據(jù)公式ρ=可得,ρ===0.8×103 kg/m3.
命題點(diǎn)3 探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)
12.某物理興趣小組做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)來(lái)探究影響浮力大小的因素。
第12題圖
(1)物體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力是________N,方向?yàn)開(kāi)_______。
(2)物體浸沒(méi)在酒精中時(shí)排開(kāi)酒精的重力是________N。
(3)比較________兩幅圖可知,浸沒(méi)在液體中的物體所受浮力的大小與液體的密度有關(guān)。
(4)由ABCD四個(gè)步驟可知,浮力的大小有時(shí)與深度有關(guān),有時(shí)又與深度無(wú)關(guān)。對(duì)此正確的解釋是浮力的大小與__________________有關(guān)。
12. (1)1 豎直向上 (2)0.8 (3)CE (4)物體排開(kāi)液體的體積 【解析】(1)物體浸沒(méi)在水中受到的浮力為F浮=G-F=4 N-3 N=1 N,浮力的方向豎直向上;(2)物體浸沒(méi)在酒精中時(shí)排開(kāi)酒精的重力等于酒精對(duì)物體的浮力,即G排酒=F浮′=G-F′=4 N-3.2 N=0.8 N;(3)研究浸沒(méi)在液體中的物體所受浮力的大小與液體密度的關(guān)系,應(yīng)保證物體排開(kāi)液體的體積相同,讓液體的密度不同,符合要求的圖示是C和E;(4)由ABCD 四個(gè)步驟可知,物體沒(méi)有全部浸沒(méi)在液體中時(shí),可看出浮力的大小與深度有關(guān),物體全部浸沒(méi)在液體中時(shí),浮力的大小與深度無(wú)關(guān),對(duì)此正確的解釋?xiě)?yīng)是:浮力的大小與物體排開(kāi)液體的體積有關(guān)。
命題點(diǎn)4 探究浮力的大小跟排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系
13.如圖甲所示,A、B、C、D、E是“探究浮力大小跟排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)的五個(gè)步驟。
第13題圖甲
(1)________兩步驟可計(jì)算出圓柱體物塊浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力F浮=________N。________兩步驟可得出物塊排開(kāi)水所受的重力G排。比較F浮與G排可以得到浮力的大小跟物塊排開(kāi)水所受重力的關(guān)系。
第13題圖乙
(2)如圖乙所示是圓柱體物塊從水面緩慢浸入水中時(shí),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F隨物塊浸入深度h變化的關(guān)系圖像。
分析圖像可得:當(dāng)物塊沒(méi)有浸沒(méi)之前,h增大時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)______(選填“變大”、“變小”或“不變”)。當(dāng)h=4cm時(shí),物塊所受的浮力為_(kāi)_____N。浸沒(méi)后,h繼續(xù)增大時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為_(kāi)_____N,該圓柱體物塊的高度是______cm。
13. (1)BD 1.2  AE (2)變小 0.8  6  6 【解析】(1)通過(guò)B圖可知圓柱體的重力為4.2 N,D圖中圓柱體完全浸入水中,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3.0 N,所以圓柱體的浮力為F浮=G-F拉=4.2 N-3.0 N=1.2 N;(2)由AE兩個(gè)操作可以計(jì)算出物塊排開(kāi)水的重力,再通過(guò)比較與浮力的大小可以得到物體所受浮力與排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系;(2)由圖像可知,物體在浸沒(méi)之前,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)逐漸變小,浸沒(méi)后,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為定值3 N,當(dāng)h=4 cm時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3.4 N,此時(shí)物體受到的浮力為F′浮=G-F′拉=4.2 N-3.4 N=0.8 N,當(dāng)h≥ 6 cm彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)恒定為3 N,說(shuō)明當(dāng)h=6 cm時(shí)圓柱體剛好完全浸沒(méi),所以該圓柱體的高度為6 cm.
B組
(一).選擇題
1.下列關(guān)于浮力的說(shuō)法正確的是( B )
A.輪船從長(zhǎng)江駛?cè)氪蠛#艿母×ψ兇?br/>B.懸浮在液體中的物體所受的浮力大小等于物體的重力
C.阿基米德原理說(shuō)明物體所受的浮力大小等于物體的重力
D.雞蛋放入清水中沉在杯子底部,是因?yàn)殡u蛋在清水中不受浮力
1.B 【解析】輪船從長(zhǎng)江駛?cè)氪蠛r(shí),都處于漂浮狀態(tài),所受浮力均等于其重力,重力不變,故浮力不變,選項(xiàng)A說(shuō)法錯(cuò)誤,不符合題意;懸浮在液體中的物體所受浮力大小等于其重力,選項(xiàng)B說(shuō)法正確,符合題意;阿基米德原理說(shuō)明物體所受浮力的大小等于物體排開(kāi)液體所受的重力,選項(xiàng)C說(shuō)法錯(cuò)誤,不符合題意;下沉的物體也受浮力作用,故雞蛋沉在杯子底部也受浮力,選項(xiàng)D說(shuō)法錯(cuò)誤,不符合題意.故選B.
2.如圖所示,質(zhì)量相等的甲、乙兩球分別懸浮、漂浮在水中,下列說(shuō)法正確的是(D)
第2題圖
A.甲球受到的浮力大 B.乙球受到的浮力大
C.甲球浸在水中的體積大 D.兩球浸在水中的體積一樣大
2.D 【解析】因?yàn)榧住⒁覂汕蛸|(zhì)量相等,所以根據(jù)G=mg可得它們的重力也相等;而甲球懸浮,浮力等于重力,乙球漂浮,浮力也等于重力,所以兩球受到的浮力也相等,故A、B均錯(cuò)誤;由阿基米德原理F浮=ρ水gV排,可得V排=,因?yàn)閮汕蚴艿剿母×ο嗟龋拿芏群蚲都是定值,所以兩球排開(kāi)水的體積相等,C錯(cuò)誤、D正確.故選D。
3.如圖所示,燒杯中裝有某種液體,A為圓柱形木塊,用外力F緩慢將A壓入其中,h表示木塊的下表面到液面的距離,下列關(guān)于木塊所受浮力F浮和h的關(guān)系圖像正確的是(C)
3. C 【解析】根據(jù)阿基米德原理,物體受到的浮力F浮=ρ液gV排=ρ液gSh,所以在物體浸沒(méi)前浮力與深度成正比,浸沒(méi)后浮力不變.故選C。
4.如圖所示,將一枚雞蛋放在一杯鹽水中,雞蛋剛好處于懸浮狀態(tài),在往杯中加入清水的過(guò)程中,下列判斷正確的是( C )
第4題圖
A雞蛋將上浮,在未露出水面之前,所受浮力在減小
B.雞蛋將上浮,在未露出水面之前,所受浮力不變
C.雞蛋將下沉,所受浮力在減小
D.雞蛋將下沉,所受浮力不變
4.C 【解析】雞蛋剛好在鹽水中處于懸浮狀態(tài)時(shí),鹽水的密度等于雞蛋的密度,且受到的浮力和自身的重力相等,在往杯中加入清水的過(guò)程中,鹽水的密度減小,直到小于雞蛋的密度,雞蛋會(huì)下沉,故AB錯(cuò)誤;根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,在雞蛋排開(kāi)鹽水體積一定的條件下,隨著鹽水密度的減小,雞蛋受到的浮力也在減小,故C正確,D錯(cuò)誤.故選C。
5.三個(gè)相同的輕質(zhì)彈簧,一端固定在容器底部,另一端分別與三個(gè)體積相同的實(shí)心球相連,向容器內(nèi)倒入某種液體,待液體和球都穩(wěn)定后,觀察到如圖所示情況,乙球下方的彈簧長(zhǎng)度等于原長(zhǎng)。這三個(gè)球受到的浮力大小關(guān)系是______(選填字母)。
第5題圖
A.F甲<F乙<F丙 B.F甲>F乙>F丙 C.F甲=F乙=F丙
這三個(gè)小球的密度大小關(guān)系是________(選填字母)。
A.ρ甲<ρ乙<ρ丙 B.ρ甲>ρ乙>ρ丙 C.ρ甲=ρ乙=ρ丙
5.C  A 【解析】由于三個(gè)球均浸沒(méi)在液體中,且三個(gè)球的體積相同,根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,三個(gè)球受到的浮力大小相等;三個(gè)球保持靜止,故有G=F浮+F彈,丙球下端的彈簧的彈性形變的程度最大,故受到的彈力最大,則丙球的重力最大,又因?yàn)槿齻€(gè)球的體積相同,根據(jù)ρ=可知,丙球的密度最大;與乙球接觸的彈簧為原長(zhǎng),說(shuō)明乙球受到的彈力為零,則乙球受到的浮力等于自身的重力,故乙球的密度等于液體的密度。
第6題圖
6.如圖所示,當(dāng)溢水杯盛滿密度為ρ1的液體時(shí),把實(shí)心物塊放入杯中,物塊漂浮,靜止后溢出的液體質(zhì)量為m1;當(dāng)溢水杯盛滿密度為ρ2的液體時(shí),把同一物塊放入杯中,物塊沉底,靜止后溢出的液體質(zhì)量為m2.則物塊的密度為( D )
A.ρ1      B.ρ1  C.ρ2 D.ρ2
6.D 【解析】當(dāng)把物塊放入密度為ρ1的液體中時(shí),物塊漂浮,根據(jù)物體的浮沉條件G物=F浮=G排=m1g,所以物塊質(zhì)量m=m1,當(dāng)把物塊放入密度為ρ2的液體中時(shí),物塊沉底,溢出液體質(zhì)量為m2,根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ2gV排=m2g,所以物塊的體積V=V排==,所以物塊的密度ρ===ρ2.故選D.
(二).填空題
7.將一實(shí)心鐵球從水面上由靜止釋放,如圖所示。鐵球從入水到完全沒(méi)入的過(guò)程中它所受的浮力逐漸變______(選填“大”或“小”),鐵球下沉的原因是它受到的浮力________重力(選填“大于”或“小于”)。
第7題圖第8題圖   
  7.大 小于 【解析】鐵球從剛?cè)胨酵耆珱](méi)入水中的過(guò)程中,鐵球排開(kāi)水的體積逐漸變大,水的密度不變,根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,鐵球受到的浮力逐漸變大;鐵球受到浮力小于重力,所以鐵球下沉。 
8.將一個(gè)新鮮的雞蛋分別浸入水和濃鹽水中,靜止后如圖所示,則雞蛋在兩液體中的浮力關(guān)系是F甲______F乙,若雞蛋的質(zhì)量為50g.則雞蛋在乙杯鹽水中所受到的浮力為_(kāi)_____N。
8. <  0.5 【解析】由圖甲和圖乙可知,V排水=V排鹽水,ρ水<ρ鹽水,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,雞蛋在水中受到的浮力小于在鹽水中受到的浮力,即:F甲9.小明清洗甜瓜時(shí)發(fā)現(xiàn)它漂浮在水面,此時(shí)甜瓜受到浮力的大小________(選填“大于”、“小于”或“等于”)重力,小明想知道甜瓜的密度,于是將甜瓜放入盛滿水的溢水杯中,靜止時(shí)溢出水410mL,再使甜瓜向下浸沒(méi)在水中,又溢出水25mL,此時(shí)甜瓜受到的浮力比漂浮時(shí)增大了________N(g取10N/kg),甜瓜的密度為_(kāi)_______g/cm3。
9.等于 0.25 0.94(0.9)  【解析】第一空:甜瓜漂浮在水面時(shí)處于平衡狀態(tài),受到的是平衡力,所以這時(shí)它受到的浮力等于自身的重力;第二空:因?yàn)閺钠〉浇](méi)甜瓜多排出了25mL的水,所以根據(jù)阿基米德原理可得其浮力增大量是:ΔF浮=ρ水gΔV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×25×10-6 m3=0.25 N;第三空:甜瓜漂浮時(shí)重力和浮力相等,所以甜瓜的重力是G=F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×410×10-6 m3=4.1 N,質(zhì)量是m===0.41 kg=410 g;而甜瓜的體積是V=410 mL+25 mL=435 mL=435 cm3,所以甜瓜的密度是ρ==≈0.94 g/cm3(或0.9 g/cm3)。
10.小明用手將小球浸沒(méi)在水中,小球排開(kāi)水的質(zhì)量是0.1kg,此時(shí)小球受到的浮力是________N(g=9.8N/kg)。若小球的質(zhì)量為0.3kg,松手后小球會(huì)________(選填“上浮”、“懸浮”或“下沉”)。
10.0.98 下沉 【解析】根據(jù)阿基米德原理,物體受到的浮力F浮=G排=m排g=0.1 kg×9.8 N/kg=0.98 N;物體受到的重力G=mg=0.3 kg×9.8 N/kg=2.94 N,F(xiàn)浮<G,物體將下沉。
11.同樣重的實(shí)心銅塊和實(shí)心鐵塊,都浸沒(méi)在煤油中,這時(shí)________(選填“銅”或“鐵”)塊受到浮力大.同樣重的實(shí)心銅塊和實(shí)心鐵塊,銅塊浸沒(méi)在煤油中,鐵塊浸沒(méi)在水中,這時(shí)________(選填“銅”或“鐵”)塊受到浮力大(已知ρ銅>ρ鐵>ρ水>ρ煤油)。
第12題圖
11.鐵 鐵 【解析】本題考查阿基米德原理.由題意知,銅塊和鐵塊質(zhì)量相同,由ρ=可得V銅<V鐵,F(xiàn)浮=ρgV排,故鐵塊受到的浮力大.又因?yàn)榻](méi)在液體中時(shí),V排=V物,ρ煤油gV銅<ρ水gV鐵,所以F浮銅<F浮鐵.
12.彈簧測(cè)力計(jì)下掛著一重為2N的物體,物體一半體積浸入水中靜止時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖所示,其示數(shù)為_(kāi)_______N,物體體積為_(kāi)_______m3(已知水的密度為ρ水=1.0×103kg/m3)。
12. 1.2 1.6×10-4 【解析】物體一半體積浸入水中靜止時(shí)所受的浮力F浮=G-F拉=2 N-1.2 N=0.8 N,此時(shí)排開(kāi)水的體積V排===8×10-5 m3,故物體的體積V=2V排=2×8×10-5 m3=1.6×10-4 m3。
(三).實(shí)驗(yàn)探究題
13.為了探究浮力大小跟哪些因素有關(guān),某興趣小組的同學(xué),用同一物體進(jìn)行了如圖所示的操作,并記下物體靜止時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù).圖乙中物體未放入前溢水杯裝滿水,物體浸沒(méi)后用量筒測(cè)出溢出水的體積,如圖丁所示.
第13題圖
(1)為了探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系,應(yīng)選擇________兩圖;該小組同學(xué)通過(guò)比較F1和________的大小,得到“浮力大小與物體浸沒(méi)的深度有關(guān)”的結(jié)論,產(chǎn)生錯(cuò)誤的原因是______________________________.
(2)物體浸沒(méi)在水中時(shí)所受浮力大小為_(kāi)_____N,鹽水的密度為_(kāi)_______kg/m3。
13. (1)甲、丙 F2 物體接觸了容器底部,受到容器底部的支持力 (2)0.5 1.2×103
【解析】(1)第一空考查控制變量法的應(yīng)用,所以要保證研究的量也就是液體密度不相同,保證其他量相同,對(duì)比這三幅圖,只有甲、丙除了液體密度不同之外,其他情況均相同,所以應(yīng)選擇甲、丙.第二空要研究深度,由于題目中只有甲、乙是同種液體,所以必須選擇甲、乙對(duì)比,可以得到第二空填F2.第三空對(duì)這個(gè)錯(cuò)誤結(jié)論進(jìn)行分析,主要是甲、乙中沒(méi)有控制變量,在乙圖中物體接觸了容器底部,受到底部的支持力.(2)第一空考點(diǎn)是阿基米德原理.根據(jù)丁中溢出水的體積利用排開(kāi)液體的重力等于浮力得到答案是0.5 N.第二空?qǐng)D甲中物體受到的浮力F浮=G排水=ρ水gV排=0.5 N,G物=F1+F浮=1.5 N +0.5 N=2 N, 圖丙中物體受到的浮力F浮′=ρ鹽水gV排=G物-F3=2.0 N-1.4 N=0.6 N.則==,所以ρ鹽水=ρ水=1.2×103 kg/m3。
(四).計(jì)算題]
14.如圖,最近有報(bào)導(dǎo),奇男子方恕云憑借一根不經(jīng)任何加工的毛竹橫渡富春江(g=10N/kg)。
(1)已知人與手上物體的總質(zhì)量為80kg,他兩只腳站在毛竹上受力面積是400cm2,求他對(duì)毛竹的壓強(qiáng)。
(2)若他所用的一根毛竹質(zhì)量為210kg,體積0.3m3,則他能否實(shí)現(xiàn)水上漂行?
第14題圖
14.解:(1)人對(duì)毛竹的壓力為
F=G=mg=80 kg×10 N/kg=800 N
他對(duì)毛竹的壓強(qiáng)p===2×104 Pa
(2)人站在毛竹上毛竹受到的最大浮力為
F浮=ρ水V排g=1.0×103 kg/m3×0.3 m3×10 N/kg=3 000 N
人和物體毛竹的總重為
G總=m總g=(80 kg+210 kg)×10 N/kg=2 900 N
因?yàn)镕浮>G總,所以他能實(shí)現(xiàn)水上漂行.
15.如圖所示,一實(shí)心正方體鋁塊浸沒(méi)在密度為0.9×103kg/m3的油中,其質(zhì)量為2.7kg,上表面與液面相平行,上、下表面的深度分別為h1和h2,且2h1=h2=20cm.(g取10N/kg)求:
(1)鋁塊上表面處的液體壓強(qiáng);
(2)若使鋁塊在圖示位置處于靜止?fàn)顟B(tài),還應(yīng)使其在豎直方向受到一個(gè)多大的力;
(3)若圖中正方體是由密度為3.6×103kg/m3的合金制成,且處于懸浮狀態(tài),則該正方體空心部分體積是多少。
第15題圖
15.解:(1)鋁塊上表面的壓強(qiáng)
p=ρ油gh1=0.9×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=900 Pa.
(2)因?yàn)殇X塊的密度大于油的密度,放入油中后,會(huì)下沉,所以鋁塊要在圖示位置保持靜止,必須受到一個(gè)拉力的作用,由圖可知正方體鋁塊的邊長(zhǎng)L=h2-h(huán)1=20 cm-10 cm=10 cm=0.1 m
鋁塊受到的浮力
F浮=ρ油gL3=0.9×103 kg/m3×10 N/kg×(0.1 m)3=9 N
豎直方向拉力
F拉=G-F浮=mg-F浮=2.7 kg×10 N/kg-9 N=18 N.
(3)空心正方體處于懸浮狀態(tài),所以V排=V物,F(xiàn)浮=G′,空心正方體物塊的重力
G′=F浮=9 N
則有ρ合金g(L3-V′)=3.6×103 kg/m3×10 N/kg×[(0.1 m)3-V′]=9 N,解得V′=7.5×10-4 m3.
課后作業(yè)
C組
1.小宇爸爸從工地上拿回一金屬塊,想請(qǐng)他幫忙測(cè)出金屬塊的密度,稍加思考后,小字立即設(shè)計(jì)出測(cè)量方案——“漂浮法”測(cè)密度。將邊長(zhǎng)為10cm的立方體木塊A放入水中,有的體積沒(méi)入水中,將金屬塊B放在木塊中央靜止后用刻度尺測(cè)出此時(shí)木塊露出水面的高度h1=1cm,如圖乙,再用輕質(zhì)細(xì)線將金屬塊捆綁在木塊中央,放入水中靜止后測(cè)出此時(shí)木塊露出水面高度h2=3cm,如圖丙。則以下說(shuō)法正確的是(?A?)?
A.金屬塊的密度1.5×103kg/m3 B.甲圖中木塊的重力4N
C.甲圖中木塊底部所受的壓強(qiáng)400Pa D.金屬塊B的體積為300cm3
2.如圖所示,一圓柱形平底容器底面積5×10-2m2,把它放在水平桌面上。在容器內(nèi)放入一個(gè)底面積為2×10-2m2,高為0.15m的圓柱形物塊,且不與容器底不完全密合,物塊的平均密度為0.8×103kg/m3。(g取10N/kg)
求:(1)物塊對(duì)容器底的壓強(qiáng); (2)向容器內(nèi)緩慢注入質(zhì)量為多少千克的水時(shí),物塊對(duì)容器底的壓強(qiáng)恰好為零?
解析:(1)已知物體密度,底面積,高度,根據(jù)公式可求物塊對(duì)容器底的壓強(qiáng);
(2)當(dāng)物塊與容器底接觸且物塊對(duì)容器底的壓強(qiáng)恰好為零時(shí),物塊所受浮力等于自身的重力;根據(jù)公式F浮=ρgV排可求物體排開(kāi)水的體積;從而求出物體浸入水中的深度;根據(jù)公式V=sh可求注入水的體積;根據(jù)公式m=ρV可求注入水的質(zhì)量。
解:(1)物塊對(duì)容器底的壓強(qiáng)為

答:物塊對(duì)容器底的壓強(qiáng)為1.2×103Pa;
(2)當(dāng)物塊與容器底接觸且物塊對(duì)容器底的壓強(qiáng)恰好為零時(shí)
F浮=G物=m物g=ρ物S物h物g=0.8×103kg/m3×2×10-2m2×0.15m×10N/kg=24N;
物體排開(kāi)水的體積;
物塊浸入水中的深度為;
注入水的體積為
V水=(S容-S物)h水=(5-2)×10-2m2×0.12m=3.6×10-3m3;
注入水的質(zhì)量為
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×3.6×10-3m3=3.6kg;
答:向容器內(nèi)緩慢注入質(zhì)量為3.6kg的水時(shí),物塊對(duì)容器底的壓強(qiáng)恰好為零。
3.一個(gè)底面積為10m2的圓柱狀水池,裝有適量的水,現(xiàn)在將一個(gè)體積為20m3、密度為
0.8×103kg/m3的物體A放入其中,最終物體A漂浮于水面上。(g=10N/kg) 則:(1)物體A所受到的浮力是多少? (2)如圖所示,若將畫(huà)斜線部分截取下來(lái)并取出(其體積為浸入水中體積的一半),則取出的那部分物體的質(zhì)量是多少? (3)待剩余部分再次靜止后,容器底部受到的壓強(qiáng)減小了多少?(取出那部分物體帶走的水忽略不計(jì))
解析:(1)已知物體A的體積,根據(jù)密度公式求出質(zhì)量,根據(jù)G=mg求出重力,物體A漂浮,浮力等于木塊重力;
(2)利用阿基米德原理求出排開(kāi)水的體積,則可以知道取出的那部分物體的體積,根據(jù)密度公式求出其質(zhì)量;
(3)根據(jù)取出的那部分物體的質(zhì)量求出重力,則根據(jù)求變化的壓強(qiáng)。
解:(1)由得,物體A的質(zhì)量:
,
則GA=mAg=1.6×104kg×10N/kg=1.6×105N。
∵物體A漂浮于水面上,
∴F浮=GA=1.6×105N。
(2)由F浮=ρ水gV排得:

取出的那部分物體的體積,
由得質(zhì)量:

(3)根據(jù)取出的那部分物體的重力。
∵,
∴。
答:(1)物體A所受到的浮力是1.6×105N。
(2)取出的那部分物體的質(zhì)量是6.4×103kg。
(3)待剩余部分再次靜止后,容器底部受到壓強(qiáng)減小了6400Pa。
4.某同學(xué)想測(cè)量某種液體的密度,設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn),已知木球所受重力為1.2N,體積為200cm3,金屬鏈條總重為10N,小球上下運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)引起懸掛于下端的鏈條長(zhǎng)度發(fā)生變化,最終使小球重新懸浮在液體的某一深度,指針指示液體密度。某溫度下當(dāng)木球靜止時(shí)拉起的金屬鏈條重力為2N(g=10N/kg,金屬鏈條本身所受浮力忽略不計(jì),末端不會(huì)脫離容器底部)。
(1)如果剪斷金屬鏈條,木球靜止時(shí)所受浮力是多少?
(2)如圖所示,木球靜止時(shí)拉起的金屬鏈條為2N,木球受到的浮力是多少?
(3)液體的密度是多少?
(4)用此木球和金屬鏈條測(cè)液體密度,所能測(cè)定液體密度的范圍是多少?(注意:木球必須懸在液體中,不能露出液面也不能碰到底部;要求寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)
解:(1)當(dāng)木球靜止時(shí)拉起的金屬鏈條重力為2N,則
F浮=G木+G=1.2N+2N=3.2N
如果剪斷鏈條,則F浮>G木,∴木球上浮。
當(dāng)木球上浮全靜止時(shí),漂浮于液面此時(shí)
(2)F浮=3.2N
(3)
(4)當(dāng)木球剛好能懸浮于液體中時(shí),液體的密度最小

當(dāng)木球拉起全部鏈條時(shí),恰好懸浮,受到的浮力最大
F浮大=G木+G大=1.2N+10N=11.2N
液體的密度最大
∴能測(cè)定液體密度的范圍是:0.6×103kg/m3~5.6×103kg/m3

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