浮力實驗和計算壓軸題

(1)圓柱體的重力G=N；浮(2)圓柱體浸沒在水中后所受浮力F=N；浮(3)比較(b)、(c)兩圖可得：浸在同一種液體中的物體受到浮力的大小跟有關；(4)比較圖可得：當圓柱體浸沒在水中繼續(xù)下沉的過程中，受到的浮力不變；(5)徐亮完成如圖甲所示的實驗后，把水換成另一種液體重復上述實驗，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪浮種液體中受到的浮力F′=N．實驗表明，浸在液體里的物體受到的浮力大小還跟?。?3)比較b、c兩圖的不同點，得出浮力大小與物體排開液體體積的關系；(4)根據(jù)浮力大小與排開液體體積的關系得出結論；VV(5)根據(jù)物體完全浸沒時測力計的示數(shù)及其重力求出浮力；浮(3)(b)、(c)兩圖，液體的密度相同，排開液體的體積不同，測力計的示數(shù)不同，可知浸在同一種液體中的物體受到浮力的大小跟物體浸入液體的體積(物體排開液體的體積)(4)c、d兩圖，圓柱體完全浸沒，下沉過程中，測力計的示數(shù)不變，即所受浮力不變；時測力計的示數(shù)為2N，則F′=G﹣F′=6N﹣2N=4N；浮由由F=ρgV得，浮液排=排，則=則解得：ρ=×103kg/m3．液故答案為：(1)6；(2)5；(3)物體浸入液體的體積(物體排開液體的體積)；(4)c、d；(5)4；液體的密度；×103．【點評】此題是探究影響浮力大小的因素實驗，考查了學生分析圖象和數(shù)據(jù)的能力，注意分析問題過程中控制變量法的應用，同時要熟練掌握密度公式及阿基米德原理公式，做到實驗。他們選用了不同質(zhì)量(m＜m)的冰塊，分別放入盛有相同體積水的燒杯中，冰塊熔12ab然后他們又將相同質(zhì)量的冰塊放入盛有相同體積的不同液體中重復實驗(?＞?＞?)，冰塊熔化前后液面變化情況如圖(c)、(d)所乙甲水12密度大于水的液體中，熔化后液面高度變大，且液體密度越大，冰塊熔化后液面上升的高【解析】排開的水的體積，所以冰熔化后水面不發(fā)生變化；(2)如果冰漂浮的液體的密度大于水的大，冰塊熔化后液面上升的高度越大。3．(5分)(2008?連云港)為了探究物體的浮沉條件，實驗室提供了如下器材：彈簧測力 方法1：稱重法．測量過程及示數(shù)如圖(甲)所示，則金屬塊所受的浮力為N． 方法2：阿基米德原理法．測量過程與示數(shù)如圖(乙)所示，則排開水的體積為mL， 根據(jù)F=G=ρVg可計算出浮力．浮排水排第二小組：探究木塊上浮的條件．要測量木塊浸沒時的浮力，你準備選用上述兩方法中的【解析】試題分析：第一小組：對于下沉的物體，在水中受浮力的測量方法：①稱重法F=G﹣F′，浮排浮第二小組：對于上浮的物體，還可以測出V利用阿基米德原理計算F，注意在測量V排浮排浮方法二(阿基米德原理法)，排∴F=ρVg=1×103kg/m3×2×10﹣5m3×10N/kg=．浮水排排再利用阿基米德原理計算F；浮點評：本實驗題考查了量筒的使用、彈簧測力計的使用、稱重法測浮力、阿基米德原理、排水法測固體體積(上浮的借用助沉法)，知識點多，但都屬于基本實驗能力，難度不大．都相同的實心銅塊和鐵塊(已知銅的密度大于鐵的密度)，進行了如圖的實驗。 (1)步驟C中的鐵塊在水中所受到的浮力為N． (2)驗證物體所受的浮力大小是否與物體的密度有關？小聰應該選取圖中的步驟(填字母符號)進行對比．根據(jù)他所選擇的幾個圖中彈簧測力計的示數(shù)可以知道銅塊受到D (4)利用本實驗的數(shù)據(jù)，測得鐵塊的密度大小是kg/m3。 【答案】(1)(2)ABCD等于無關(3)物體排開液體的體積越大，所受的浮力越大(4)解析】三力平衡，根據(jù)題圖可知，步驟C中的鐵塊在水中所受到的浮力為F=G-F=；(2)驗證浮拉知道銅塊受到的浮力為F=G-F=，鐵塊受到的浮力F=G-F=，兩物體所受的浮力銅銅銅拉鐵鐵鐵拉大小相等，所以可知物體所受的浮力大小與物體的密度無關；(3)隨著鐵塊浸入水中的體積增大，鐵塊受到浮力由增大到，所以當液體密度一定時，物體排開液體的體積越大，所所以可求出鐵塊的體積等于排開水的體積為：V=V=F/ρ水g=5×10-5m3，鐵塊的密度大小排浮是ρ=m/V=800kg/m3。鐵度的測定(1)在量筒內(nèi)倒入40cm3的水(如圖甲所示)；(2)讓小瓶口朝上漂浮在量筒內(nèi)的水面上(如圖乙所示)，此時水面與80cm3刻度線相平；(3)讓小瓶口朝上沉沒在水中(如圖丙所示)，這時水面與60cm3刻度線相平．量是g；制造小瓶的玻璃的體積是cm3；制造小瓶的玻璃的密度是_______kg/【答案】4040202×103解析】試題分析：由乙甲知，瓶子漂浮時水面到達的刻度為80cm3，則排開水的體積為V排=80cm3-40cm3=40cm3；又因為漂浮，所以G=F=ρgV=×103kg/m3×10N/kg×40×10-6m3=，浮水排所以，小瓶的質(zhì)量m=G/g=4g；由丙圖知道小瓶口朝上沉沒在水中時水面0cm3刻度線相平，則排開水的體積即是制作小瓶的玻璃的體=80cm3-60cm3=20cm3，則制造小瓶的玻璃的密度是ρ=m/V=4g/20c32×103kg/cm3考點：量筒的使用密度公式漂浮的條件6．(8分)小青和小紅都想測量某種液體的密度。 (1)小青的方法是：首先將天平放在水平桌面上，并將游碼移至標尺的零刻度線處，發(fā)現(xiàn) 12由以上數(shù)據(jù)可以得到液體的密度ρ=__________g/cm3。(寫出具體數(shù)值)液 (2)小紅用水、石塊(密度大于被測液體密度)、燒杯、彈簧測力計也測到了該液體的密 1度，如圖所示(ρ為已知)：水12由以上數(shù)據(jù)可以得出液體密度的表達式ρ=_________________，石塊密度的表達式ρ_液石=_______________(用本次實驗收集到的物理量表達，水的密度用ρ表達)。水(3)從實驗操作的簡單、方便這個角度來看_________(選填：“小青”或“小紅”)的方【答案】(1)右20(2)浸沒GF2pGp(3)小紅GF水GF水11【解析】試題分析：(1)將天平放在水平桌面上，并將游碼移至標尺的零刻度線處，發(fā)現(xiàn)指針偏向分度盤中央刻度線左側(cè)，說明左側(cè)重于右側(cè)，她應向右側(cè)調(diào)節(jié)平衡螺母，直至指針指在分度盤中央刻度線。①瓶和液體的總質(zhì)量等于砝碼質(zhì)量加上游碼質(zhì)量，③量筒測出倒入液體的體積20mL，液體的密度ρ液=m/v=(2)用彈簧測力計拉住石塊使其浸沒在待測液體中；11V=F浮水=GF1，石塊浸沒在待測液體中，測得拉力為F，則在待測液體中受到的浮力pgp2水水g2VgGF水(3)小紅操作簡單7．同學們在學習“阿基米德原理”這節(jié)課上．仔細觀察了老師所做的演示實驗(如圖甲所(1)實驗中同學們逐漸調(diào)高平臺F，使重物浸入水中的體積越來越大，觀察到彈簧秤A的(2)通過分析，你認為應提醒興趣小組的同學在操作時要注意什么問題?(請寫出兩條)①___________________________________________________________________；②___________________________________________________________________。①_________________________________________________________________；②___________________________________________________________________；③____________________________________________________________________?！敬鸢浮?1)減小、增大、＝(2)??合理均可(3)方便操作、誤差小、更直觀等解析】B中的物體所受到的浮力，等于它排開液體所受到的重力，重物受到的浮力增大多少，彈簧測(3)①改進后，實驗操作更方便，不需要多次用彈簧測力計進行測量由于水桶內(nèi)的水不能全部倒盡，存在一定的誤差驗現(xiàn)象更加直觀，不需要進行計算推理(選填“大于”、“等于”或“小于)水的密度。“無關”) (3)小紅又拿來一個裝水的大量筒，水的體積為V，借助這個量筒測出了蘋果的密度：1232②小紅用針把蘋果完全壓入盛滿水的盆中，水從盆中溢出后，再取出蘋果，并繼續(xù)將量筒中的水倒入盆中，當盆中的水再次被填滿時，量筒中剩余水的體積為V。3③蘋果密度的表達式：ρ=。(選填“變大”、(選填“變大”、“不變”或“變小”)。V12水23【解析】試題分析：(1)比較前兩圖，液體的密度不變，蘋果排開水的體積增大，蘋果受到的浮力(2)后面兩圖可知，液體的密度不變，排開水的體積不變，蘋果受到的浮力不變，所以浮(3)蘋果放在水中，蘋果漂浮在水面上，所以，G=F=G=pgV=pg(VV)，浮排水排水12水12蘋果的密度為：p==12水．VVV23(4)蘋果漂浮的液面上，物體的重一定，受到的浮力相等，鹽水的密度大，蘋果排開鹽水測量固體質(zhì)量的方法：用天平測量質(zhì)量；用彈簧測力計測量重力求質(zhì)量；利用漂浮條件和測量固體體積的方法：量筒測量體積，阿基米德原理測量體積；同體積的水等效替代的方掛掛一金屬塊，手提彈簧測力計讓金屬塊有的體積浸入水中靜止時，彈簧測力計的示數(shù)是6N，此時水深為，如圖甲所示；當把金屬塊沒入水中靜止時，彈簧測力計的示數(shù)是，如圖(1)金屬塊的密度．(2)金屬塊的體積．(3)容器內(nèi)水的質(zhì)量．(g=10N/kg)【答案】(1)金屬塊的密度為×103kg/m3．V=×104m3，物(2)金屬塊的體積為×104m3．(3)容器內(nèi)水的質(zhì)量為．解析】試題分析：(1)(2)根據(jù)圖象分析出物體的重力和完全浸沒時的拉力，根據(jù)公式F=GF浮(3)當金屬塊有體積沒入水中時，水深為，將此時水的體積減去金屬塊排開的水的體積，F(xiàn)+F=G，拉浮物①GG=mg=ρgV物，拉F=ρg浮水V，物物物物==G，物②+已已知=，=ρgV，水物66N=ρgVρgV，代入數(shù)值可得水物水物((2)把V=×104m3，代入可得+=G，解得ρ=×103kg/m3，物物物(3)當金屬塊有體積沒入水中時，水深為，mm=ρV=×103kg/m3×(100×104m2×××104m3)=．水水水×103kg/m3．(2)金屬塊的體積為×104m3．(3)容器內(nèi)水的質(zhì)量為．【點評】此題是一道有關浮力知識的計算題，同時涉及到了有關固體壓強和密度的計算，水(2)取來規(guī)格相同由合金材料制成的螺母若干，每只螺母質(zhì)量為50g，將螺母逐個放置在【答案】(1)木塊受到的浮力；(2)放10只螺母時，木塊剛好浸沒在水中；(3)合金材料的密度5×103kg/m3．解析】試題分析：(1)木塊漂浮，此時木塊受到的浮力等于木塊本身的重力，已知木塊質(zhì)量，利浮(2)已知水的密度和木塊的體積，根據(jù)阿基米德原理F浮=G排可以計算出木塊完全浸沒在(3)已知螺母質(zhì)量和彈簧測力計的示數(shù)，利用F=G﹣F′計算出浮力，再根據(jù)阿基米德原浮理理F=ρgV計算出體積，最后根據(jù)ρ=計算密度．浮水排解：(1)木塊漂浮，由F=G得，浮木塊受到的浮力：F=G=mg=750×10﹣3kg×10N/kg=；浮木木(2)木塊完全浸沒．由阿基米德原理得，′=G=ρgV=ρgV=×103kg/m′=G=ρgV=ρgV=×103kg/m3×10N/kg×1250×10﹣6m3=，螺母總浮木=(3)螺母完全浸沒在水中，由F=G﹣F′得，浮浮螺母螺母螺母=由ρ=得，合金材料的密度：ρ=合金由ρ=得，合金材料的密度：ρ=合金=(2)放10只螺母時，木塊剛好浸沒在水中；(3)合金材料的密度5×103kg/m3．【點評】本題綜合考查了重力的計算、浮力的計算(阿基米德原理、漂浮條件)密度的計但木塊本身也有一定重力，此時，F(xiàn)=G+G，在計算過程中單位要統(tǒng)一．浮木螺母A所受的浮力是多少？(2)物體A的密度是多大？(3)物體下表面受到的液體壓強有多大？在A上放一個多重的物體可以使A剛好全部浸入水中？(2)物體A的密度是×103kg/m3；(3)物體下表面受到的液體壓強有×103Pa；排浸球露球F=ρvg浮水排(2)∵物體漂浮在水面上，∴F=G，浮即：ρ即：ρgv=ρgv，水物∴∴ρ=ρ=×1×103kg/m3=×103kg/m3；物水(3)物體下表面受到的壓強：(4)物體剛?cè)胨砰_水的體積：排F′=ρv′g浮水排浮AA浮(2)物體A的密度是×103kg/m3；(3)物體下表面受到的液體壓強有×103Pa；【點評】本題考查了學生對密度公式、重力公式、阿基米德原理、漂浮條件、液體壓強公式、同一直線上力的合成的掌握和運用，知識點多、綜合性強，是一道力學綜合題，要求12．如圖所示，在容器底部固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧上方連有正方體木塊A，容器側(cè)面的底此時彈簧恰好處于自然狀態(tài)，即沒有發(fā)生形變(已知水的密度為×103kg/m3,不計彈簧所受(1)求此時容器底部受到水的壓強；(2)求木塊A的密度；(3)先向容器內(nèi)緩慢加水，直至木塊A剛好完全浸沒在水中，此時彈簧對木塊的作用力為1212【答案】(1)2×103Pa；(2)×103kg/m3；(3)2/3 (2)當彈簧處于自然狀態(tài)時，G=F，即ρVg=ρ3/5Vg，所以ρ=×103kg/m3；木浮木水木木11浮1水木2木1213．(6分)如圖所示，放在水平桌面上的薄壁圓柱形容器重6N，底面積100cm2，彈簧測 水(1)金屬塊未放入水中時(如圖甲)，容器底部受到的水的壓強；(2)金屬塊浸沒在水中靜止后彈簧測力計的示數(shù)；(3)金屬塊浸沒在水中(未與底部接觸，如圖乙)，容器對桌面的壓強。【答案】(1)2×103pa(2)17N(3)×103pa解析】水浮水排水容示浮水水水水1容=×103kg/m3×10N/kg××100×10-4m2=20N，容器對桌面的壓強p=F/S=(G+G+F)/S=容水浮(6N+20N+10N)/100×10-4m2=×103Pa；(1)靜止時所施加的壓力F的大??；(2)乙容器中木塊被壓沒后和沒有放入木塊時相比水對容器底部的壓強增加了多少？(3)若也將木塊壓沒于甲、丙兩容器中(木塊未觸底、水未溢出)，靜止時判斷三容器中【答案】(1)4N；(2)200Pa；(3)甲最小，丙最大【解析】試題分析：(1)木塊所受到的浮力為F=ρgV=×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N，物浮水排物物物浮物11浮力的計算此時繩子的拉力是，容器和水的總質(zhì)量是，容器與水平桌面的接觸面積是100cm2。(ρ水=×103kg/m3，g=10N/kg)求：(1)物體A受到的浮力；(2)物體A的密度；(3)容器對桌面的壓強。【解析】浮水排由于物體處于靜止狀態(tài)，受力平衡，則G=F+F=3N+=，質(zhì)量為m=G/g=10N/kg=；則物體A浮拉AAAA以容器、水以及物體作為整體研究，受力平衡，桌面受到的壓力大小為：F=G′+F浮=7N+3N=10，N所以容器對桌面的壓強：p=F/S=10N/1010-4m2=1000Pa?！究键c定位】壓強；浮力的計算16．(6分)如圖甲所示，水平桌面上放置底面積1為00cm2、質(zhì)量為500g的圓筒，筒內(nèi)裝 (1)圓柱體完全浸沒時受到液體的浮力是多少？(2)筒內(nèi)液體密度是多少？(3)當圓柱體完全浸沒時，圓筒對桌面的壓強是多少？【答案】(1)(2)×103kg/m3(3)×103Pahcm不變，說明此時浮力不變，圓柱體完全浸沒，此時F=；示浮示VV×10﹣6m3=6×10﹣4m3TTF4.8N排(3)液體的質(zhì)量m=ρV=×103kg/m3×100×20×10﹣6m3=液液液圓筒對地面的壓力F′=(m+m)g+G﹣F=(+)×10N/kg+18N液筒物拉【考點定位】浮力壓強計算17．(6分)底面積為S的圓柱形薄壁容器內(nèi)裝有密度為ρ的液體，橫截面積為S的圓柱001形木塊由一段非彈性細線與容器底部相連，且部分浸入液體中，此時細線剛好伸直，如圖0(1)畫出細線剛好伸直時，木塊在豎直方向上的受力示意圖；【答案】(1)S0【解析】(2)求物塊的密度；力。(2)注入液體的質(zhì)量為m時，細線對木塊的拉力為FF=△F=ρg△hS浮01001F=Sg1m01FG+T浮液面恢復穩(wěn)定后F’=G浮ρg(V-V’)=T0排排00TTS0基米德原理、液體壓強壓力的計算水.現(xiàn)將一個質(zhì)量分布均勻、體積為×10-5m3的物塊(不吸水)放入容器中，物塊漂浮在水面上，物塊浸入水中的體積為×10-5m3．(g取10N/kg，水的密度ρ=×103kg/m3)水(1)求物塊受到的浮力大??；(3)用力緩慢向下壓物塊使其恰好完全浸沒在水中(水未溢出)，求此時水對容器底的壓【答案】