中考物理一輪復(fù)習(xí)講練測:專題12 浮力(含解析)_第1頁
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文檔簡介

專題12浮力(講練)1.了解:浮力產(chǎn)生的原理。2.會(huì):進(jìn)行浮力的相關(guān)計(jì)算。3.理解:影響浮力大小的因素;用排水量法計(jì)算沉浮問題。4.掌握:阿基米德原理;浮力相關(guān)計(jì)算;影響浮力大小因素的實(shí)驗(yàn)探究。5.認(rèn)識:浮力在生活中的應(yīng)用。一、思維導(dǎo)圖二、知識梳理知識點(diǎn)一:浮力概念1.浮力:一切浸入液體(氣體)的物體都受到液體(氣體)對它豎直向上的力叫浮力。2.浮力方向:豎直向上,施力物體是液(氣)體。3.浮力產(chǎn)生的原因(實(shí)質(zhì)):液(氣)體對物體向上的壓力大于向下的壓力,向上、向下的壓力差就是浮力。4.影響浮力大小的因素:通過實(shí)驗(yàn)探究發(fā)現(xiàn)(控制變量法):浮力的大小跟物體浸在液體中的體積和液體的密度有關(guān)。物體浸在液體中的體積越大,液體的密度越大,浮力就越大。知識點(diǎn)二:阿基米德原理1.阿基米德原理: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的液體受到的重力。2.公式表示:F浮=G排=ρ液gV排;從公式中可以看出:液體對物體的浮力與液體的密度和物體排開液體的體積有關(guān),而與物體的質(zhì)量、體積、重力、形狀、浸沒的深度等均無關(guān)。3.適用條件:液體(或氣體)。知識點(diǎn)三:物體沉浮的條件★物體沉浮的條件1.前提條件:物體浸沒在液體中,且只受浮力和重力。2.示意圖:重力與浮力的關(guān)系如圖所示:如圖所示,(1)當(dāng)F浮=G時(shí),物體上浮;ρ液>ρ物。當(dāng)F浮=G時(shí),物體懸浮;ρ液=ρ物。當(dāng)F浮<G時(shí),物體下沉;ρ液<ρ物。當(dāng)F浮=G(物體未完全浸沒液體)時(shí),物體漂?。沪岩?gt;ρ物。要點(diǎn)詮釋:1.物體沉浮說明:(1)密度均勻的物體懸浮(或漂?。┰谀骋后w中,若把物體切成大小不等的兩塊,則大塊、小塊都懸?。ɑ蚱。#?)物體漂浮在密度為ρ的液體中,若露出體積為物體總體積的SKIPIF1<0,則物體密度為SKIPIF1<0ρ。(3)懸浮與漂浮的比較:相同點(diǎn):SKIPIF1<0;不同點(diǎn):懸浮時(shí),SKIPIF1<0,SKIPIF1<0;漂浮時(shí),SKIPIF1<0,SKIPIF1<0。(4)判斷物體浮沉(狀態(tài))有兩種方法:比較SKIPIF1<0與G或比較SKIPIF1<0與SKIPIF1<0。(5)物體吊在測力計(jì)上,在空中重力為G,浸在密度為ρ的液體中,示數(shù)為F,則物體密度為:SKIPIF1<0。(6)冰或冰中含有木塊、蠟塊等密度小于水的物體,冰化為水后液面不變;冰中含有鐵塊、石塊等密大于水的物體,冰化為水后液面下降。2.漂浮問題“五規(guī)律”:規(guī)律一:物體漂浮在液體中,所受的浮力等于它受的重力;規(guī)律二:同一物體在不同液體里漂浮,所受浮力相同;規(guī)律三:同一物體在不同液體里漂浮,在密度大的液體里浸入的體積??;規(guī)律四: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;規(guī)律五:將漂浮物體全部浸入液體里,需加的豎直向下的外力,外力等于液體對物體增大的浮力。3.浮力的利用(1)輪船工作原理:要使密度大于水的材料制成能夠漂浮在水面上的物體必須把它做成空心的,使它能夠排開更多的水。排水量:輪船滿載時(shí)排開水的質(zhì)量。單位是t,由排水量m可計(jì)算出:排開液體的體積SKIPIF1<0;排開液體的重力SKIPIF1<0;輪船受到的浮力SKIPIF1<0,輪船和貨物共重SKIPIF1<0。(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實(shí)現(xiàn)的。(3)氣球和飛艇工作原理:氣球是利用空氣的浮力升空的。氣球里充的是密度小于空氣的氣體如:氫氣、氦氣或熱空氣。為了能定向航行而不隨風(fēng)飄蕩,人們把氣球發(fā)展成為飛艇。(4)密度計(jì)原理:利用物體的漂浮條件來進(jìn)行工作。構(gòu)造:下面的金屬粒能使密度計(jì)直立在液體中??潭龋嚎潭染€從上到下,對應(yīng)的液體密度越來越大(上小下大)??键c(diǎn)一:浮力的概念【備考方略】1.浮力的產(chǎn)生:液體具有流動(dòng)性,在重力作用下,向容器壁、容器底流動(dòng)而產(chǎn)生壓力。由于力的作用是相互的,容器底和容器壁也對液體產(chǎn)生一個(gè)反作用力,作用力反作用力在液體之間相互作用,就產(chǎn)生了壓強(qiáng)。壓強(qiáng)大小相等、方向相反,并與深度成正比;同一水平面上,液體向各個(gè)方向產(chǎn)生的壓強(qiáng)相同。在沒有任何外力的情況下,液體保持靜止?fàn)顟B(tài)。2.因?yàn)橐后w具有壓強(qiáng),它們之間才會(huì)相互支持,相互聯(lián)系而形成一個(gè)有機(jī)的整體。液體中任何一點(diǎn)液體壓強(qiáng)的變化,都會(huì)形成壓強(qiáng)差,從而產(chǎn)生浮力。浮力的方向豎直向上。有人說一個(gè)位于容器底面上的物體,并和容器底面密切接觸,那它就只能受到向下作用于物體表面的液體壓力下,所以這個(gè)物體不受浮力作用。這種說法并不是完全正確的,它成立需要兩個(gè)條件:1.物體的側(cè)表面必須是豎直方向的,不能傾斜;2.物體的下表面必須在技術(shù)上保證與容器底緊密接觸,不能有液體滲入其間。沉在水底的物體實(shí)際上是受到三個(gè)力的作用:受的水的浮力,容器對它的支持力,以及自身重力,這時(shí)受力情況:F浮+F支=G物?!窘?jīng)典例題】(2021·四川攀枝花市)如圖,體積相同的兩個(gè)物體A、B用不可伸長的細(xì)線系住,放入水中后,A剛好完全漫沒入水中,細(xì)線被拉直。已知A重6N,B受到的浮力為8N,A、B密度之比為3:5,以下說法中不正確的是()。(ρ水=1.0×103kg/m3)A.B受到的重力為10N;B.細(xì)線對A的拉力為1N;C.A的密度為0.75×103kg/m3;D.B對容器底部的壓力為零【答案】B。【解析】A.A重6N,B受到的浮力為8N,因?yàn)锳、B體積相同,所以受到的浮力相同,A受的浮力SKIPIF1<0;A、B密度之比為3:5可知SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故A正確,不符合題意;B.細(xì)線對A的拉力SKIPIF1<0故B錯(cuò)誤,符合題意;C.A的體積SKIPIF1<0A的密度為SKIPIF1<0故C正確,不符合題意;D.SKIPIF1<0,B受到的浮力為8N,細(xì)線的拉力為2N,故B對容器底部的壓力為0,故D正確,不符合題意。故選B?!九e一反三】1.(2021·黑龍江中考真題)質(zhì)量相等的A、B兩實(shí)心物塊,密度之比ρA:ρB=3:2,分別放入足夠多的水中,物塊所受浮力分別為FA和FB,當(dāng)兩物塊靜止時(shí)所受浮力FA與FB之比不可能的是()。A.1:1 B.2:3 C.ρ水:ρA D.ρ水:ρB【答案】D?!窘馕觥抠|(zhì)量相等的A、B兩實(shí)心物塊,密度之比ρA:ρB=3:2,根據(jù)SKIPIF1<0,則體積之比為2:3。A.兩球的密度都小于水的密度,都漂浮,浮力等于重力,物塊的質(zhì)量相同,重力相同,故浮力的大小相等,故浮力之比為1:1,故A不符合題意;B.當(dāng)兩個(gè)球的密度都大于水的密度,都沉底時(shí),根據(jù)SKIPIF1<0,浮力之比即為體積之比,故比值為2:3,故B不符合題意;CD.若一漂一沉,A的密度大于B的密度,即A球沉底,B漂浮,則A球的浮力為SKIPIF1<0而B球漂浮,則B的重力等于浮力,故SKIPIF1<0則SKIPIF1<0又由于SKIPIF1<0,則SKIPIF1<0將SKIPIF1<0帶入比值中,可得SKIPIF1<0故C可能,C不符合題意;D比值錯(cuò)誤,故D符合題意。故選D。2.(2021·廣西南寧市)2020年10月,“奮斗者”號在馬里亞納海溝成功下潛到SKIPIF1<0,創(chuàng)造了中國載人深潛的新紀(jì)錄?!皧^斗者”號在水下下潛的過程中,受到的壓強(qiáng)和浮力變化情況正確的是()。A.壓強(qiáng)變小,浮力不變 B.壓強(qiáng)不變,浮力變小C.壓強(qiáng)變大,浮力不變 D.壓強(qiáng)不變,浮力變大【答案】C?!窘馕觥俊皧^斗者”號在水下下潛的過程中,所處深度增加,液體密度不變,所以受到海水的壓強(qiáng)變大;下潛過程液體密度不變,排開的液體的體積也不變,所以受到的浮力不變。故ABD錯(cuò)誤;C正確。故選C。3.(2021·四川眉山市)放在水平桌面上的薄壁圓柱形容器(容器質(zhì)量不計(jì))底面積為SKIPIF1<0,將一體積為SKIPIF1<0的木塊放入水中靜止時(shí),有SKIPIF1<0體積露出水面,如圖甲所示;用一根質(zhì)量和體積不計(jì)的細(xì)線把容器底和木塊底部中心連接起來,如圖乙所示。下列說法中錯(cuò)誤的是(已知:水的密度為SKIPIF1<0,SKIPIF1<0)()。A.木塊的密度為SKIPIF1<0;B.木塊漂浮時(shí)排開水的質(zhì)量為SKIPIF1<0;C.浸沒水中時(shí)細(xì)線對木塊的拉力為SKIPIF1<0;D.甲、乙兩圖所示情況,容器對水平桌面的壓強(qiáng)相等【答案】C?!窘馕觥緼.木塊的浮力SKIPIF1<0木塊的密度SKIPIF1<0故A正確,不符合題意;B.木塊漂浮時(shí)排開水的重力SKIPIF1<0木塊漂浮時(shí)排開水的質(zhì)量為SKIPIF1<0故B正確,不符合題意;C.浸沒水中時(shí),木塊受到重力、浮力、拉力三個(gè)力平衡,細(xì)線對木塊的拉力為SKIPIF1<0SKIPIF1<0故C錯(cuò)誤,符合題意;D.甲、乙兩圖所示情況,容器對水平桌面的壓力都等于木塊的重力加水的重力,容器底面積不變,故容器對水平桌面的壓強(qiáng)相等,故D正確,不符合題意。故選C??键c(diǎn)二:阿基米德原理的應(yīng)用【備考方略】1.阿基米德原理:浸在液體中的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于物體排開液體所受的重力。這就是著名的阿基米德原理。即F浮=G排=ρ液gV排。(V排表示物體排開液體的體積)。2.浮力與壓強(qiáng)(深度)的關(guān)系:物體受到浮力的大小與液體的深度有關(guān)?當(dāng)船運(yùn)載貨物時(shí),它的載重量越大,吃水就越深;載重量越小,吃水就越淺。而載重量大需要的浮力也會(huì)大,載重量小,需要的浮力也小。因此看來,浮力的大小與船只在水中的深度成正比,又正為水的壓強(qiáng)也與它的深度成正比。所以,我們仔細(xì)研究會(huì)發(fā)現(xiàn),船只產(chǎn)生的最大壓強(qiáng)與它同深度的水壓是一樣的,載重量大的船吃水深就是因?yàn)樗鼔簭?qiáng)大的緣故。為什么我們做實(shí)驗(yàn)時(shí),彈簧稱的讀數(shù)并不會(huì)隨物體在液中位置的深淺而變化呢?其實(shí),彈簧稱稱量的物體在液中受到的浮力時(shí),只要物體完全浸入液體中的體積不變,無論物體在液體中的深度怎樣,物體受到液體對物體的壓力差也不變,彈簧稱的讀數(shù)才不會(huì)隨物體在液中位置的深淺而變化。【經(jīng)典例題】(2021·廣西貴港市)2020年11月28日上午8時(shí)30分許,隨著一陣汽笛聲響,在馬里亞納海溝結(jié)束科考任務(wù)的“探索一號”科考船,搭載成功實(shí)現(xiàn)10909米坐底紀(jì)錄的“奮斗者”號勝利返航若海水密度為1.03×103kg/m3,“奮斗者”號在海面下下潛的過程中,下列說法正確的是()。A.“奮斗者”號受到的海水的壓強(qiáng)不變,受到的海水的浮力不變;B.“奮斗者”號受到的海水的壓強(qiáng)變大,受到的海水的浮力不變;C.“奮斗者”號受到的海水的壓強(qiáng)變大,受到的海水的浮力變大;D.“奮斗者”號受到的海水的壓強(qiáng)變小,受到的海水的浮力變小【答案】B?!窘馕觥緼D.“奮斗者”號在海面下下潛的過程中,根據(jù)SKIPIF1<0可知,密度不變,深度變深,故受到了壓強(qiáng)變大,故A錯(cuò)誤;D錯(cuò)誤;BC.根據(jù)SKIPIF1<0可知,浸沒后,物體的排開液體的體積不變,液體的密度不變,故浮力不變,故B正確;C錯(cuò)誤。故選B。【舉一反三】1.(2021·湖北中考真題)劉星取一只空牙膏皮,一次將它擠癟,一次將它撐開,兩次都擰緊蓋后,先后放入桌面上同一杯水中,結(jié)果如圖甲、乙所示。下列說法正確的是()。A.牙膏皮在甲中受到的浮力大;B.牙膏皮在乙中受到的浮力大;C.牙膏皮在甲、乙中受到的浮力一樣大;D.牙膏皮在甲、乙中受到的浮力無法比較【答案】B?!窘馕觥垦栏啻男螤畎l(fā)生變化,但質(zhì)量不變,所以m甲=m乙,G甲=G乙甲下沉F浮甲<G甲乙漂浮F浮乙=G乙所以F浮甲<F浮乙;故選B。2.(2021·廣東中考真題)小明看到清淤作業(yè)人員正在將水塘底部的淤泥搬運(yùn)到船上。他想:水面高度會(huì)變化嗎?于是進(jìn)行了探究:首先,將石塊a和不吸水的木塊b置于裝有水的燒杯中,如圖所示;然后,將石塊a從水中拿出并輕輕放在木塊b上,它們處于漂浮狀態(tài),則水面高度將()。A.下降 B.上升 C.不變 D.無法判斷【答案】B?!窘馕觥坑惺瘔Ka和不吸水的木塊b,石塊a沉在水底,浮力小于重力,不吸水的木塊b漂在水面,浮力等于重力,此時(shí)總浮力SKIPIF1<0將石塊a放在木塊b上后,ab一起漂浮,總浮力等于總重力,即SKIPIF1<0因此SKIPIF1<0而浮力越大,排開液體體積越大,水面越高,因此水面會(huì)上升,故B符合題意。故選B。3.(2021·山東臨沂市)放在水平桌面上的甲、乙兩個(gè)相同的容器中盛有同種液體,體積相等的a、b兩個(gè)物體在液體中靜止時(shí),兩液面相平,如圖所示,則()。A.物體a的密度大;B.物體b受到的浮力小;C.甲容器底部受到的壓力小;D.兩容器對桌面的壓強(qiáng)一樣大【答案】D?!窘馕觥緼.a(chǎn)物體處于漂浮狀態(tài),受到的浮力等于自身重力,即SKIPIF1<0則SKIPIF1<0物體a漂浮,SKIPIF1<0,故SKIPIF1<0;b物體處于懸浮狀態(tài),受到的浮力等于自身重力,即SKIPIF1<0則SKIPIF1<0物體b漂浮,SKIPIF1<0,故SKIPIF1<0,所以SKIPIF1<0,故A錯(cuò)誤;B.兩物體所受浮力SKIPIF1<0,兩容器中液體密度相同,a排開的液體體積較小,故a受到的浮力較小,故B錯(cuò)誤;C.容器的受到的壓強(qiáng)SKIPIF1<0,兩容器中盛同種液體,液體密度相同,兩容器底所處深度也相同,故兩容器底所受壓強(qiáng)相同。容器底所受壓力SKIPIF1<0,兩容器底面積相同,容器底所受壓強(qiáng)相同,故兩容器底所受壓力相同,故C錯(cuò)誤;D.兩容器規(guī)則,,容器底所受壓力相同,故容器中液體和物體的重力相同。容器對水平桌面的壓力等于容器、物體和液體的總重力,故兩容器對水平桌面的壓力相等,受力面積相同,故兩容器對桌面的壓強(qiáng)一樣大,故D正確。故選D??键c(diǎn)三:物體的沉浮【備考方略】1.浸沒在液體中的物體,當(dāng)它受到的浮力大于所受的重力時(shí),物體上浮;當(dāng)它受到的浮力小于所受的重力時(shí),物體下沉;當(dāng)它受到的浮力等于所受的浮力等于所受的重力時(shí),物體懸浮在液體中。即F浮=G物時(shí),物體懸浮或漂浮,當(dāng)F浮>G物,物體上浮,直至漂浮。如何調(diào)節(jié)浮力的大小:木頭漂浮于水面是因?yàn)槟静牡拿芏刃∮谒拿芏取0褬淠就诔伞翱招摹本统闪霜?dú)木舟,自身重力變小,可承載較多人,獨(dú)木舟排開水的體積變大,增大了可利用的浮力.牙膏卷成一團(tuán),沉于水底,而“空心”的牙膏皮可浮在水面上,說明“空心”可調(diào)節(jié)浮力與重力的關(guān)系。采用“空心”增大體積,從而增大浮力,使物體能漂浮在液面上.2.輪船輪船能漂浮在水面的原理:鋼鐵制造的輪船,由于船體做成空心的,使它排開水的體積增大,受到的浮力增大,這時(shí)船受到的浮力等于自身的重力,所以能浮在水面上。它是利用物體漂浮在液面的條件F浮=G來工作的,只要船的重力不變,無論船在海里還是河里,它受到的浮力不變。(只是海水、河水密度不同,輪船的吃水線不同)根據(jù)阿基米德原理,F(xiàn)浮=ρ液gV排,它在海里和河里浸入水中的體積不同。輪船的大小通常用它的排水量來表示。所謂排水量就是指輪船在滿載時(shí)排開水的質(zhì)量。輪船滿載時(shí)受到的浮力F浮=G排=m排g。而輪船是漂浮在液面上的,F(xiàn)浮=G船+G貨=m船g+m貨g,因此有m排=m船+m貨。3.潛水艇浸沒在水中的潛水艇排開水的體積,無論下潛多深,始終不變,所以潛水艇所受的浮力始終不變。潛水艇的上浮和下沉是靠壓縮空氣調(diào)節(jié)水艙里水的多少來控制自身的重力而實(shí)現(xiàn)的(改變自身重力:排水充水)。若要下沉,可充水,使F浮<G;若要上浮,可排水,使F浮>G.在潛水艇浮出海面的過程中,因?yàn)榕砰_水的體積減小,所以浮力逐漸減小,當(dāng)它在海面上行駛時(shí),受到的浮力大小等于潛水艇的重力(漂?。?。4.密度計(jì)密度計(jì)是利用物體浮在液面的條件來工作的,用密度計(jì)測量液體的密度時(shí),它受到的浮力總等于它的重力,由于密度計(jì)制作好后它的重力就確定了,所以它在不同液體中漂浮時(shí)所受到的浮力都相同,根據(jù)可知:待測液體的密度越大,密度計(jì)浸入液體中的體積則越小,露出部分的體積就越大;反之待測液體密度越小,密度計(jì)浸入液體中的體積則越大,露出部分的體積就越小,所以密度計(jì)上的刻度值是“上小下大”。5.煮湯圓湯圓剛放入水中時(shí),湯圓受到的浮力小于重力;湯圓煮熟時(shí),它的體積增大,浮力也隨之增大。湯圓剛放入水中時(shí):6.汽艇和熱氣球(1)氣球和飛艇內(nèi)充有密度小于空氣的氣體—?dú)錃?、氦氣、熱空氣等?/p>

(2)原理:利用空氣的浮力,通過改變自身體積來實(shí)現(xiàn)上升和下降的。

(3)氣球上升過程中,空氣的密度逐漸變小,當(dāng)浮力等于重力時(shí),氣球就不再上升了。

(4)氣球上升過程中,大氣壓逐漸減小,會(huì)導(dǎo)致氣球內(nèi)氣壓大于氣球外氣壓,氣球膨脹,若超過了氣球外殼承受的能力,氣球就要破裂?!窘?jīng)典例題】(2021·黑龍江中考真題)兩個(gè)完全相同的燒杯A、B中分別盛有兩種不同液體,將兩個(gè)完全相同的小球分別放入兩燒杯中,當(dāng)兩小球靜止時(shí)所處位置如圖所示且兩燒杯中的液面相平。兩燒杯對桌面的壓強(qiáng)分別為pA和pB,它們的大小關(guān)系是()。A.pA>pB B.pA<pB C.pA=pB D.無法確定【答案】A?!窘馕觥啃∏蛟贏液體中漂浮,故小球的密度小于A液體的密度,而小球在B中是懸浮,故小球的密度等于B液體的密度,故B的密度小于A的密度,根據(jù)SKIPIF1<0可知,深度相同,密度大的壓強(qiáng)大,故pA液>pB液,由于底面積相同,故液體對容器底的壓力是FA>FB,由于是柱狀容器,壓力等于重力,故再加上燒杯的重力,即容器對桌面的壓力是FA′>FB′,由于受力面積相同,根據(jù)p=SKIPIF1<0,得pA>pB,故A符合題意。故選A?!九e一反三】1.(2021·湖南衡陽市)甲、乙、丙、丁是四個(gè)體積、形狀相同的小球而材質(zhì)不同的小球,把它們放入水中靜止后的情況如圖所示,則它們在水中所受浮力相等的是()。A.甲和乙 B.乙和丙 C.丙和丁 D.甲和丁【答案】C?!窘馕觥恳阎膫€(gè)小球的體積相同,由圖知,四個(gè)球排開水的體積關(guān)系為V甲排<V乙排<V丙排=V丁排由F浮=ρ水V排g可知,四個(gè)球受到的浮力關(guān)系為F甲<F乙<F丙=F丁即所受浮力相等的是丙和丁。故選C。2.(2021·四川廣安市)如圖所示,甲、乙、丙三個(gè)完全相同的燒杯中均裝有適量的水,將質(zhì)地均勻,且不吸水的a、b兩實(shí)心體分別放入甲、乙燒杯中,當(dāng)a、b靜止時(shí),a有五分之二的體積露出水面,b懸浮于水中,此時(shí)兩燒杯液面剛好相平。若將b置于a上一起放入丙燒杯中,靜止時(shí)a的上表面剛好與液面相平,整個(gè)過程中水均未溢出,下列說法正確的是()。A.a(chǎn)的密度是0.4×103kg/m3 B.a(chǎn)、b的重力之比為5:3C.a(chǎn)、b的體積之比為5:2 D.b的密度是0.8×103kg/m3【答案】C?!窘馕觥緼.由題意知,當(dāng)a在甲燒杯中靜止時(shí),a有五分之二的體積露出水面,漂浮在水面上,根據(jù)阿基米德原理G=F浮=G排=ρ水gV排可得ρa(bǔ)gVa=ρ水gV排因?yàn)閍有五分之二的體積露出水面,則排開水的體積為SKIPIF1<0a的密度為ρa(bǔ)=0.6ρ水=0.6×103kg/m3故A錯(cuò)誤;BC.由圖甲可得SKIPIF1<0由圖乙可知SKIPIF1<0由圖乙可知SKIPIF1<0通過上面三個(gè)式子聯(lián)立可得Va:Vb=5:2,進(jìn)而求得Ga:Gb=3:2,故B錯(cuò)誤,C正確;D.因?yàn)閎懸浮在水中,根據(jù)阿基米德原理G=F浮=G排=ρ水gV排因?yàn)閎完全浸沒在水中,可得ρbgVb=ρ水gVb則ρb=ρ水=1.0×103kg/m3故D錯(cuò)誤。故選C。3.(2021·四川涼山彝族自治州)如圖所示,將一個(gè)空心鐵球浸沒入水中,放手后鐵球恰好懸浮,若沿虛線方向?qū)㈣F球切成大小不等的兩塊,則()。A.大塊的將下沉,小塊的將上浮 B.大塊的將上浮,小塊的將下沉C.兩塊都將上浮 D.兩塊都將下沉【答案】B?!窘馕觥靠招你~球懸浮在某液體中,說明物體的密度與液體的密度相同,將它沿圖示虛線切為大小不等的兩塊后,小塊為實(shí)心,小塊密度大于液體的密度,大塊仍為空心,切除部分實(shí)心后密度減小,密度小于液體的密度,所以大塊將上浮,小塊將下沉,故ACD不符合題意,B符合題意。故選B??键c(diǎn)四:探究影響浮力大小的因素【備考方略】1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻骄坑绊懜×Υ笮〉囊蛩亍!緦?shí)驗(yàn)器材】彈簧測力計(jì)、燒杯2個(gè)、水、圓柱體(A)、鹽水?!緦?shí)驗(yàn)原理】(1)浸在液體中的物體都會(huì)受到向上的浮力;(2)浮力大小遵循阿基米德原理?!緦?shí)驗(yàn)步驟】一、實(shí)驗(yàn)裝置如圖。甲乙丙丁戊二、用彈簧測力計(jì)測量圓柱體受到的重力,如圖甲所示,數(shù)據(jù)計(jì)入實(shí)驗(yàn)表格。三、用彈簧測力計(jì)掛著物體A慢慢部分(一半)浸入水中,如圖乙所示,此時(shí)彈簧測力計(jì)讀數(shù)計(jì)入表格。四、用彈簧測力計(jì)掛著物體A,使其全部浸入水中(A在水中上半部),如圖丙所示,此時(shí)彈簧測力計(jì)讀數(shù)計(jì)入表格。五、用彈簧測力計(jì)掛著物體A,使其全部浸入水中(A在水中下半部),如圖丁所示,此時(shí)彈簧測力計(jì)讀數(shù)計(jì)入表格。六、用彈簧測力計(jì)掛著物體A,使其全部浸入鹽水中,如圖戊所示,此時(shí)彈簧測力計(jì)讀數(shù)計(jì)入表格。七、實(shí)驗(yàn)表格(參考數(shù)據(jù),圖中所示)實(shí)驗(yàn)步驟浸入液體內(nèi)體積彈簧測力計(jì)讀數(shù)/N1082SKIPIF1<0V73V64V65V5.6八、整理器材。【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】力是改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,物體所受阻力(摩擦力)越大,小車越容易停下來。2.考查內(nèi)容考查方向解答思路浮力大小與浸入液體內(nèi)部體積關(guān)系物體浸入液體內(nèi)部體積不變,浮力不變(步驟3、4);浸入液體的體積增大,浮力增大(步驟2、3)浮力大小與浸入液體內(nèi)部深度關(guān)系物體全部浸入液體內(nèi)部,浮力與深度無關(guān)(步驟3、4)浮力大小與液體密度的關(guān)系體積不變時(shí),液體密度越大,浮力越大(步驟4、5)浮力大小和物體形狀的關(guān)系浸入液體內(nèi)體積不變,浮力不變,和物體形狀無關(guān)浮力的計(jì)算F浮=G-F彈(G是重力,F(xiàn)彈是彈簧測力計(jì)讀數(shù))探究方法控制變量法物體所受浮力大小規(guī)律等于物體排開液體所受到的重力【經(jīng)典例題】(2021·廣西貴港市)如圖所示是某物理興趣小組驗(yàn)證“阿基米德原理”的實(shí)驗(yàn)操作過程示意圖。(1)驗(yàn)證阿基米德原理實(shí)驗(yàn)的合理順序是______;(填字母代號)(2)金屬塊浸入溢杯前,溢杯里水面高度應(yīng)______;(3)金屬塊浸沒在水中時(shí),受到的浮力是______N;(4)金屬塊的密度為______kg/m3;(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)(5)比較______(填字母代號)和______(填字母代號)的操作可得出結(jié)論:浸入液體中的物體所受的浮力大小等于物體排開液體所受重力的大小?!敬鸢浮縁ABGCEDH;到達(dá)溢水杯杯口;1;SKIPIF1<0;AD;FH?!窘馕觥浚?)[1]驗(yàn)證阿基米德原理實(shí)驗(yàn)的合理順序是,先測量空桶,再測量石頭的重力,再用稱重法測量浮力,然后不斷改變物體浸入液體中的體積并測量桶和水的總重,故順序?yàn)镕ABGCEDH。(2)[2]金屬塊浸入溢杯前,溢杯里水面高度應(yīng)到達(dá)溢水杯的杯口。(3)[3]金屬塊浸沒在水中時(shí),受到的浮力是SKIPIF1<0故浸沒時(shí)的浮力為1N。(4)[4]金屬塊的體積為SKIPIF1<0故金屬塊的質(zhì)量為SKIPIF1<0金屬塊的密度為SKIPIF1<0故金屬塊的密度為SKIPIF1<0。(5)[5][6]通過AD可知,浸沒時(shí)物體所受的浮力;通過FH可知排開水的重力,故比較兩者的關(guān)系即可?!九e一反三】1.(2021·黑龍江中考真題)小明在驗(yàn)證“阿基米德原理”實(shí)驗(yàn)中:(1)用已調(diào)零的彈簧測力計(jì),按照圖甲中所示順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,測力計(jì)的示數(shù)分別為:F1、F2、F3、F4,由此可知鐵球浸沒在水中所測得的浮力表達(dá)式為F浮=_______,測得鐵球排開水所受的重力表達(dá)式為G排=_______(用此題中所給字母表示)(2)小明預(yù)期要獲得的結(jié)論是:_______(用此題中所給字母表示);(3)在讀數(shù)正確的情況下,小明由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn):鐵球浸沒在水中所受浮力F浮大于鐵球排開的水所受重力G排,而且超出了誤差允許的范圍,得出此實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原因可能是_______(寫出一條即可);(4)小明分析發(fā)現(xiàn)了此實(shí)驗(yàn)操作中存在的問題并加以改正,進(jìn)一步思考:如果實(shí)驗(yàn)中物體沒有完全浸沒水中,能否驗(yàn)證“阿基米德原理”,正確的觀點(diǎn)是_______(選填“能”或“不能”)驗(yàn)證;(5)他又進(jìn)行了如下深入探究:將溢水杯中注滿水放在電子秤上,如圖乙所示,其示數(shù)為m1,將鐵球用細(xì)線懸掛輕輕放入水中浸沒,待杯中水停止外溢時(shí),如圖丙所示,其示數(shù)為m2,則m2_______m1,(選填“>”、“=”、“<”)。【答案】F1-F2;F3-F4;F1-F2=F3-F4;溢水杯內(nèi)沒有注滿水;能;=?!窘馕觥浚?)[1][2]稱重法測量浮力,故鐵球浸沒在水中所測得的浮力表達(dá)式為F1-F2;測得鐵球排開水所受的重力是總重減去空桶重,故為F3-F4。(2)[3]根據(jù)阿基米德原理,F(xiàn)1-F2=F3-F4。(3)[4]溢水杯內(nèi)沒有注滿水,導(dǎo)致排開液體的重力偏小,F(xiàn)浮大于G排。(4)[5]仍然可以驗(yàn)證浮力與排開水的重力關(guān)系,因?yàn)闆]有浸沒,浮力仍然等于排開水的重力。(5)[6]溢水杯里裝滿了水,質(zhì)量為m1,當(dāng)用一根細(xì)線掛著小球,浸沒在水中,若不是溢水杯,增加的壓力即為浮力,又由于阿基米德原理,增加的浮力等于排開水的重力,故增加的質(zhì)量等于排開水的質(zhì)量,故此時(shí)彈簧秤的示數(shù)m2,故兩示數(shù)相等。2.(2021·湖南郴州市)某物理興趣小組探究在不使用天平、量簡的情況下測量合金塊和液體密度的方法,并進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn):第一步:如圖甲所示,用彈簧測力計(jì)測量合金塊所受的重力,其示數(shù)為4N;第二步:如圖乙所示,將該合金塊浸沒在水中,靜止時(shí)彈簧測力計(jì)示數(shù)為3N;第三步:將該合金塊從水中取出并擦干,再浸沒到如圖丙所示的待測液體中,靜止時(shí)彈簧測力計(jì)示數(shù)如圖丁所示。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn),請回答下列問題:(1)使用彈簧測力計(jì)測量前,應(yīng)觀察它的指針是否_______,若沒有,則進(jìn)行調(diào)整;(2)該合金塊浸沒在水中時(shí)受到的浮力為_______N;(3)該合金塊的密度為_______kg/m3(4)圖丁中彈簧測力計(jì)讀數(shù)是_______N,待測液體的密度是_______kg/m3?!敬鸢浮恐傅搅憧潭?;1;4×103;3.2;SKIPIF1<0?!窘馕觥浚?)[1]使用彈簧測力計(jì)測量前,應(yīng)對測力計(jì)指針調(diào)零,即應(yīng)觀察它的指針是否指到零刻度,若沒有,則進(jìn)行調(diào)整。(2)[2]由圖甲、乙,該合金塊浸沒在水中時(shí)受到的浮力為SKIPIF1<0(3)[3]根據(jù)阿基米德原理SKIPIF1<0乙圖中合金塊的體積為SKIPIF1<0該合金塊的密度為SKIPIF1<0(4)[4][5]圖丁中彈簧測力計(jì)分度值為0.1N,讀數(shù)是3.2N,合金塊浸沒在液體中受到的浮力SKIPIF1<0根據(jù)阿基米德原理,待測液體的密度是SKIPIF1<0。3.(2021·河南中考真題)在“探究影響浮力大小的因素”實(shí)驗(yàn)中,同學(xué)們根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn),提出了浮力大小可能與下列因素有關(guān)的猜想:1與物體浸入液體中的深度有關(guān)2與物體排開液體的體積有關(guān)3與液體的密度有關(guān)。(1)請你寫出能夠支持猜想3的一個(gè)生活現(xiàn)象:______;(2)進(jìn)行探究時(shí),實(shí)驗(yàn)步驟和彈簧測力計(jì)的示數(shù)如圖所示。其中序號b中物體P所受浮力大小______N;(3)分析a、c、d三次實(shí)驗(yàn),可知浮力大小與物體浸沒在液體中的深度______(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”);分析______三次實(shí)驗(yàn),可知浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān);分析a、d、e三次實(shí)驗(yàn),可知在物體排開液體的體積一定時(shí),液體密度越大,物體受到的浮力______(選填“越大”或“越小”);(4)本實(shí)驗(yàn)不僅可以探究影響浮力大小的因素,從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還可求出物體P的密度為______kg/m3。(已知=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)【答案】在死海里可以躺著看書;1.4;無關(guān);a、b、c;越大;SKIPIF1<0?!窘馕觥浚?)[1]死海的水密度大,在死海里可以躺著看書。(2)[2]序號b中物體P所受浮力大小SKIPIF1<0則b中物體P所受浮力大小為SKIPIF1<0。(3)[3][4][5]分析c、d實(shí)驗(yàn),深度變深,浮力不變,故浮力與深度無關(guān);分析a、b、c實(shí)驗(yàn),排開液體的體積變化,浮力與排開液體的體積有關(guān);分析a、d、e三次實(shí)驗(yàn),密度變大,彈簧測力計(jì)示數(shù)變小,故浮力越大。(4)[6]物體P的質(zhì)量為SKIPIF1<0物體的體積為SKIPIF1<0物體P的密度為SKIPIF1<0物體P的密度為SKIPIF1<0??键c(diǎn)五:浮力的綜合計(jì)算【備考方略】1.浮力的綜合計(jì)算在中考試卷中屬于高頻題型,一般都是所學(xué)概念、規(guī)律的綜合應(yīng)用,在考查考生計(jì)算能力的同時(shí),主要考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力。此類考題解題步驟有:(1)根據(jù)題干給出的條件,確定物體排開液體的體積,根據(jù)阿基米德原理,物體受到的浮力等于物體排開液體的重力,即F浮=ρ液gV排。(2)根據(jù)物體漂浮或懸浮時(shí),物體所受浮力等于其重力,求其他物理量;(3)根據(jù)浮力公式或壓強(qiáng)公式求壓力或壓強(qiáng)。2.物體沉浮的綜合計(jì)算考題分為兩種類型:一是物體沉浮條件的綜合計(jì)算;二是排水量法的應(yīng)用。(1)根據(jù)物體所在液體中的狀態(tài)確定物體排開液體的體積,根據(jù)F?。溅裧V排求出金屬瓢受到的浮力,進(jìn)一步求其他物理量;根據(jù)物體排開液體的體積,求液體液面的變化,可求壓強(qiáng)和壓力;對物體下沉至容器底部時(shí),物體受到三個(gè)力的作用(重力、支持力和浮力),再根據(jù)平衡力的概念,求待求物理量。(2)排水量就是艦艇排開水的質(zhì)量,由此求艦艇所受浮力;根據(jù)吃水線深度求壓強(qiáng)和壓力;排水量可根據(jù)艦艇總質(zhì)量變化而變化等?!窘?jīng)典例題】(2021·廣西賀州市)如圖所示,水平桌面上放有一圓柱形溢水杯,它自重7N,底面積為300cm2,溢水口距杯底的高度為12cm,溢水杯中盛有高為10cm、質(zhì)量為3kg的水,現(xiàn)將一體積為1000cm3、質(zhì)量為2.7kg的正方體鋁塊緩慢浸沒入水中,不計(jì)溢水杯的厚度。求:(1)鋁塊放入水前,水對溢水杯底部的壓強(qiáng);(2)鋁塊浸沒在水中受到的浮力;(3)鋁塊浸沒在水中靜止后,溢水杯對水平桌面的壓強(qiáng)。【答案】(1)1000Pa;(2)10N;(3)2000Pa?!窘馕觥浚?)已知h=10cm,水對溢水杯底部的壓強(qiáng)SKIPIF1<0即水對溢水杯底部的壓強(qiáng)為1000Pa。(2)因?yàn)殇X塊浸沒在水中,所以SKIPIF1<0,鋁塊浸沒在水中受到的浮力SKIPIF1<0即鋁塊受到的浮力為10N。(3)鋁塊放入后,溢出水的體積為SKIPIF1<0溢出水的重力為SKIPIF1<0水的重力SKIPIF1<0鋁塊的重力SKIPIF1<0溢水杯對水平桌面的壓強(qiáng)SKIPIF1<0;即溢水杯對水平桌面的壓強(qiáng)為2000Pa。答:(1)鋁塊放入水前,水對溢水杯底部的壓強(qiáng)為1000Pa;(2)鋁塊浸沒在水中受到的浮力10N;(3)鋁塊浸沒在水中靜止后,溢水杯對水平桌面的壓強(qiáng)為2000Pa。【舉一反三】1.(2021·黑龍江綏化市)水槽的底面積S1=9×10-3m2,裝有5cm深的水,將其置于水平面上。有一重力是9N,底面積S2=4×10-3m2、高h(yuǎn)=10cm的圓柱體。如圖所示,用彈簧測力計(jì)將其由水面位置緩慢放入水槽中,當(dāng)其剛好接觸水槽底部時(shí),彈簧測力計(jì)的示數(shù)為5.4N。(兩接觸面之間的水忽略不計(jì),且水沒有溢出)求:(1)圓柱體剛好接觸水槽底部時(shí),受到的浮力是多少?(2)整個(gè)過程中,圓柱體的重力做功是多少?(3)圓柱體靜止后,撤走彈簧測力計(jì),與放入圓柱體前相比,水槽對水平面的壓強(qiáng)增加多少?(4)圓柱體靜止后,水對槽底的壓強(qiáng)是多少?【答案】(1)3.6N;(2)0.45J;(3)1000Pa;(4)900Pa?!窘馕觥浚?)物體所受浮力為F浮=G-F=9N-5.4N=3.6N(2)四柱體下降距離為h1=5cm=0.05m圓柱體重力做的功為W=Gh1=9N×0.05m=0.45J(3)水對水平面壓力的增加量SKIPIF1<0F=G=9N水棉對水平面壓強(qiáng)的增加量為SKIPIF1<0;(4)圓柱體排開水的體積為SKIPIF1<0;圓柱體浸入水中的深度SKIPIF1<0;此時(shí),圓柱體沒入水中深度h2小于圓柱體的高度h,由此判斷圓柱體沒有被浸沒水槽中水的深度即為圓柱體浸入水中的深度。水對底部壓強(qiáng)為SKIPIF1<0。答:(1)圓柱體剛好接觸水槽底部時(shí),受到的浮力是3.6N;(2)整個(gè)過程中,圓柱體的重力做功是0.45J;(3)圓柱體靜止后,撤走彈簧測力計(jì),與放入圓柱體前相比,水槽對水平面的壓強(qiáng)增加1000Pa;(4)圓柱體靜止后,水對槽底的壓強(qiáng)是900Pa。2.(2021·浙江杭州市)小金把家里景觀水池底部的鵝卵石取出清洗。他先將一個(gè)重為10N的空桶漂浮在水面上,然后將池底的鵝卵石撈出放置在桶內(nèi),桶仍漂浮在水面。(不考慮撈出過程中帶出的水,ρ水=1.0×103kg/m3)(1)空桶漂浮在水面時(shí)所受浮力大?。唬?)鵝卵石撈出放置在桶內(nèi)時(shí),水池水面高度與鵝卵石未撈出時(shí)相比會(huì)?(選填“上升”、“下降”或“不變”)。若此時(shí)桶排開水的體積為6.0×10-3m3,求桶內(nèi)鵝卵石的質(zhì)量?!敬鸢浮浚?)10N;(2)上升;5kg?!窘馕觥浚?)空桶漂浮在水面上,所以浮力等于重力,即F浮=G桶=10N(2)鵝卵石撈出前沉底,浮力小于重力,即F浮1<G,將鵝卵石撈出放置在桶內(nèi)時(shí),鵝卵石與小桶都處于漂浮狀態(tài),此時(shí)鵝卵石的浮力等于重力,即F浮2=G,所以F浮1<F浮2,即鵝卵石撈出放置在桶內(nèi)時(shí)鵝卵石的浮力變大,根據(jù)F?。溅岩篻V排可知,排開水的體積變大,水池水面高度與鵝卵石未撈出時(shí)相比會(huì)上升。鵝卵石撈出放置在桶內(nèi)時(shí)的浮力為F浮3=ρ水gV排1=1.0×103kg/m3×10N/kg×6.0×10-3m3=60N桶內(nèi)鵝卵石的重力為G石=F浮3-G桶=60N-10N=50N鵝卵石的質(zhì)量為:SKIPIF1<0。答:(1)空桶漂浮在水面時(shí)所受浮力為10N;(2)鵝卵石撈出放置在桶內(nèi)時(shí),水池水面高度與鵝卵石未撈出時(shí)相比會(huì)上升。此時(shí)桶排開水的體積為6.0×10-3m3,桶內(nèi)鵝卵石的質(zhì)量為5kg。3.(2021·湖北恩施土家族苗族自治州)如圖,柱狀容器下方裝有一閥門,容器底面積為S=200cm2,另有一邊長為L1=10cm的正方體木塊,表面涂有很薄的一層蠟,防止木塊吸水(蠟的質(zhì)量可忽略),現(xiàn)將木塊用細(xì)繩固定在容器底部,再往容器內(nèi)倒入一定量的水,使木塊上表面剛好與水面相平,繩長L2=20cm,木塊的密度為ρ木=0.6×103kg/m3。求:(1)圖中水對容器底的壓強(qiáng)?(2)若從閥門放出m1=300g的水后,木塊受到的浮力多大?(3)若從閥門繼續(xù)放出m2=200g的水后,細(xì)繩的拉力多大?【答案】(1)SKIPIF1<0;(2)SKIPIF1<0;(3)SKIPIF1<0。【解析】(1)水的深度為SKIPIF1<0;故圖中水對容器底的壓強(qiáng)SKIPIF1<0;(2)若從閥門放出m1=300g的水后,則放出水的體積為SKIPIF1<0;則水面下降的高度為SKIPIF1<0;則排開液體的體積為SKIPIF1<0;木塊受到的浮力SKIPIF1<0;(3)若從閥門繼續(xù)放出m2=200g的水后,則放出水的體積為SKIPIF1<0;水面再下降的高度為SKIPIF1<0;則排開液體的體積為SKIPIF1<0;木塊受到的浮力SKIPIF1<0;木塊的重力為SKIPIF1<0;浮力小于重力,會(huì)沉底,但是在放水的過程中,當(dāng)浮力等于重力,即漂浮后,液面降低,排開液體的體積不變,水和木塊一起下降,故此時(shí)繩子的拉力為0N。答:(1)圖中水對容器底的壓強(qiáng)為SKIPIF1<0;(2)若從閥門放出m1=300g的水后,木塊受到的浮力;(3)但是在放水的過程中,當(dāng)浮力等于重力,即漂浮后,液面降低,排開液體的體積不變,水和木塊一起下降,故此時(shí)繩子的拉力為0N。專題12浮力(測試)(時(shí)間60分鐘,共100分)一、選擇題(每小題3分,共36分)1.浮力產(chǎn)生的原因是由于()。A.液體(或氣體)對物體有壓力;B.液體(或氣體)對物體有壓力差;C.液體(或氣體)有質(zhì)量;D.物體對液體(或氣體)有壓力【答案】B【解析】假設(shè)物體為一正方體,浸沒在液體(或氣體)中,正方體的上表面與液體(或氣體)表面相平,這時(shí)正方體的六個(gè)表面都受到液體(或氣體)的壓力作用如右圖:正方體的前面和后面、左面和右面,處在液體(或氣體)中的同一深度處。則h前=h后,h左=h右,所以由F=Ps=ρ液ghs可得:F前=F后,F(xiàn)左=F右。即正方體的前面和后面受到的壓力、左面和右面受到的壓力是平衡力,合力為零。而上、下表面都受到液體(或氣體)的壓力,由于上下表面所處的深度不同,即:h下>h上。∵F下=Ps=ρ液gh下s,F(xiàn)上=Ps=ρ液gh上s。∴F下>F上∴下表面受到液體(或氣體)的壓力比上表面大,其合力F合=F下﹣F上。由此可知物體受到液體(或氣體)對它的上、下表面的壓力的合力,這個(gè)合力就叫浮力。這就是浮力產(chǎn)生的原因,所以選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤。故選:B。2.對“木塊能浮在水面上,而鐵塊卻沉在水底”的解釋,正確的是()。A.木塊很輕,鐵塊很重;B.當(dāng)靜止時(shí)木塊受到浮力,鐵塊沒有受到浮力;C.當(dāng)靜止時(shí)木塊受到的浮力等于它受到的重力,鐵塊受到的浮力小于它受到的重力;D.當(dāng)靜止時(shí)木塊受到的浮力小于鐵塊受到的浮力【答案】C?!窘馕觥坑晌矬w的浮沉條件可知,木塊的密度小于水的密度,因此全浸于水中會(huì)上浮,到達(dá)水面靜止后浮力與重力是一對平衡力。而鐵塊的密度大于水的密度,因此鐵塊會(huì)下沉。3.下列物體中不受浮力的是()。A.大海中航行的輪船 B.空中上升的氣球 C.太空中運(yùn)行的宇宙飛船 D.水中下沉的石塊【答案】C?!窘馕觥恳?yàn)楦×κ墙谝后w(或氣體)中的物體受到液體(或氣體)向上托起的力,大海中航行的輪船受到水的向上托起的力,即受到浮力;空中上升的氣球受到空氣的浮力,太空中沒有空氣,故太空中運(yùn)行的宇宙飛船不受到浮力,石塊在水中盡管下沉,但仍然受到浮力。故選:C。4.如圖所示,某同學(xué)將一漂浮在水面不開口的飲料罐緩慢按入水中,當(dāng)飲料罐全部浸入在水中后,繼續(xù)向下壓一段距離,共用時(shí)t0,此過程中飲料罐所受的浮力隨時(shí)間變化的圖象可能是下列圖中的()。A.B. C.D.【答案】A。【解析】根據(jù)公式F浮=ρgV排可知,排開水的體積一定時(shí),受到的浮力將不再變化;在A中,表示一開始就受到浮力作用,然后浮力逐漸增加,最后保持不變,符合題意;在B中,表示物體逐漸浸沒,所受浮力逐漸變大,最后不變,不合題意;在C中,表示物體完全浸沒后,不管怎樣移動(dòng),排開水的體積不再變化,受到的浮力保持不變;不合題意;在D中,表示物體受到的浮力逐漸增加,不合題意;故選:A。5.如圖所示,在三個(gè)相同的容器中分別盛有甲、乙、丙三種液體,將三個(gè)完全相同的銅球,分別沉入容器底部,當(dāng)銅球靜止時(shí),容器底受到銅球的壓力大小關(guān)系是SKIPIF1<0,則液體密度相比較()。A.一樣大B.乙的最小C.丙的最小D.甲的最小【答案】C。【解析】根據(jù)“稱重法”計(jì)算浮力的公式可知,丙圖中的銅球受到的浮力最小,由阿基米德原理可知丙中的液體密度也最小。6.如圖所示,利用彈簧測力計(jì)將處于容器底部的物塊緩慢上提。在物塊從開始上提到離開水面的過程中,如圖能正確表示彈簧測力計(jì)的示數(shù)F與物塊底部離容器底部的高h(yuǎn)的關(guān)系的是()。A.B.C.D.【答案】B?!窘馕觥浚?)物塊從容器底部到露出水面之前,F(xiàn)浮=ρ水V排g,物塊排開水的體積不變,物塊受到的浮力不變;又因?yàn)镕浮=G﹣F,物塊重G不變,所以彈簧測力計(jì)測力計(jì)示數(shù)F不變;(2)物塊從上表面露出水面到下表面離開水面,由F浮′=ρ水V排′g,物塊排開水的體積變小,物塊受到的浮力變小;又因?yàn)镕浮′=G﹣F′,物塊重G不變,所以彈簧測力計(jì)測力計(jì)示數(shù)F變大;所以在物塊從容器底提到離開水面的過程中,彈簧測力計(jì)的示數(shù)先不變、后變大。故選:B。7.在江河湖海游泳的人上岸時(shí),在由深水區(qū)域走向淺水區(qū)域的過程中,如果水底布滿石子,以下感受和分析中合理的是()。A.腳不疼,因?yàn)槿嗽絹碓捷p;B.腳不疼,因?yàn)樗讓θ说闹С至υ絹碓叫。籆.腳越來越疼,因?yàn)樗讓θ说闹С至υ絹碓酱?;D.腳越來越疼,因?yàn)槿嗽絹碓街亍敬鸢浮緾?!窘馕觥扛鶕?jù)阿基米德原理可知:人在水中由深水走向淺水時(shí),由于人排開水的體積減小,故人所受浮力減??;由受力分析可知:人在水中受到重力G、浮力F浮及支持力F三個(gè)力,且在豎直方向上處于平衡狀態(tài),所以F=G﹣F浮;因浮力減小,重力不變,故支持力增大,所以人的腳將越來越疼。故選:C。8.在探究“物體浮力的大小跟它排開液體的重力的關(guān)系“實(shí)驗(yàn)時(shí),具體設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)操作步驟如圖甲、乙、丙和丁所示。為方便操作和減小測量誤差,最合理操作步驟應(yīng)該是()。A.甲、乙、丙、丁 B.乙、甲、丙、丁 C.乙、甲、丁、丙 D.丁、甲、乙、丙【答案】D。【解析】為方便操作和減小測量誤差,合理的實(shí)驗(yàn)順序是:丁、測出空桶所受的重力,再把空桶置于溢水杯口的正下方;甲、用彈簧測力計(jì)測出物體所受的重力;乙、用彈簧測力計(jì)吊著物體浸沒在裝滿水的溢水杯中,讀出此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù);丙、測出桶和排開水所受的總重力。故選:D。9.將實(shí)心的合金球和木球用細(xì)繩相連放入水中時(shí),木球露出水面的體積為它自身體積的38,如圖所示,當(dāng)把細(xì)繩剪斷后,合金球沉底,木球露出水面的體積是它自身體積的1A.合金球的重力為3N;B.合金球所受浮力為2N;C.合金球的密度為3×103kg/m3;D.繩子剪斷前后,兩物體所受總浮力相差4N【答案】B?!窘馕觥坑深}知,V合金:V木=1:8,則V木=8V合金;把細(xì)線剪斷前,木球和合金球漂浮,總浮力等于總重力,此時(shí)木球露出水面的體積為它自身體積的38則G木+G合金=F合金浮+F木浮,結(jié)合阿基米德原理可得:G木+G合金=ρ水g×[(1?38)V木+V即:G木+G合金=ρ水g×(58×8V合金+V合金)=6ρ水gV細(xì)線剪斷后,木球漂浮,浮力等于重力,木球露出水面的體積為自身體積的12則G木=ρ水g×12V木=ρ水g×12×8V合金=4合金球沉入容器底,受向下的重力、向上的支持力和浮力,由力的平衡條件可得:G合金=F支+F合金?。?N+ρ水gV合金﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③②式+③式可得:G木+G合金=2N+ρ水gV合金﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④聯(lián)立①④可得:V合金=2×10﹣4m3,將V合金=2×10﹣4m3代入②式可得G木=8N,將V合金=2×10﹣4m3代入③式可得G合金=4N,故A錯(cuò)誤;合金球所受浮力:F合金浮=ρ水gV合金=1×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3=2N,故B正確;合金球的密度:ρ合金=m合金V合金=G合金由①可知,細(xì)線剪斷前受到的總浮力:F浮總=6ρ水gV合金=6×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3=12N;由②③可得,細(xì)線剪斷后受到的總浮力:F浮總′=4ρ水gV合金+(G合金﹣F)=4×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3+(4N﹣2N)=10N;故繩子剪斷前后,兩物體所受總浮力相差12N﹣10N=2N,故D錯(cuò)誤。故選:B。10.如圖所示,輕質(zhì)彈簧(不計(jì)質(zhì)量與體積)的下端固定在足夠高的容器底部,上端與物體A連接,現(xiàn)向容器內(nèi)注水,當(dāng)水的深度為20cm時(shí),彈簧長度恰好為原長,此時(shí)物體A有14的體積露出水面,已知長方體A高為4cm,底面積為100cm2,容器內(nèi)部底面積為200cm2A.物體A的密度為0.25g/cm3;B.水對容器底部的壓力20N;C.若向容器中緩慢加水直到A浸沒水中,則彈簧對A的拉力4N;D.若向容器中緩慢加水直到A剛浸沒水中,容器中水的質(zhì)量為4kg【答案】D?!窘馕觥緼、當(dāng)A有14的體積露出水面,即34的體積浸入水中時(shí),彈簧為原長,則說明此時(shí)物體漂浮在水面上,受到的浮力與重力相等,物體重力G=F?。溅阉甮V排=ρ水g34V=物體A的質(zhì)量:m=Gg=物體A的密度:ρA=mV=34ρ水VVB、水對容器底部的壓強(qiáng)為p=ρ水gh,由p=FS得,水對容器底部的壓力為F=pS=ρ水ghS=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m×2×10﹣2mC、長方體A的體積V=1×10﹣2m2×0.04m=4×10﹣4m3,若向容器中緩慢加水直到A完全浸沒,A受豎直向下的重力、豎直向下的拉力及浮力作用,所以F浮=G+F拉,則F拉=F浮﹣G=ρ水gV?34ρ水gV=14ρ水gV=14×1.0×103kg/m3×10N/kg×4D、已知當(dāng)水的深度為20cm時(shí),彈簧長度恰好為原長,此時(shí)物體A有14的體積露出水面,長方體A高為4cm,則彈簧長度L=20cm﹣由C可知彈簧對A的拉力為1N,根據(jù)彈簧受到的拉力每增加0.1N,彈簧長度就伸長0.1cm可知,彈簧伸長△L=1cm,則彈簧總長L總=L+△L=17cm+1cm=18cm;則水的深度h=18cm+4cm=22cm=0.22m,容器內(nèi)水的體積V水=V總=S容×L總﹣V=2×10﹣2m2×0.22m﹣4×10﹣4m3=4×10﹣3m3由ρ=mV可得,容器中水的質(zhì)量m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×4×10﹣3m11.如圖甲所示,用彈簧測力計(jì)掛一長方體物體逐漸浸入水中,圖乙是這個(gè)過程彈簧測力計(jì)的示數(shù)F隨金屬塊下表面在水中的深度h的變化情況,g取10N/kg.則()。A.金屬塊的質(zhì)量為0.4kg;B.金屬塊受到的最大浮力是2N;C.AB過程中,金屬塊受到的浮力逐漸減??;D.AC過程中,金屬塊底部受到水向上的最大壓強(qiáng)為800Pa【答案】BD?!窘馕觥緼、由圖象可知,金屬塊的重力G=6N,金屬塊的質(zhì)量:m===0.6kg,故A錯(cuò);B、當(dāng)h=6cm,金屬塊全部浸入水中時(shí),所受浮力最大,此時(shí),彈簧測力計(jì)的拉力F拉=4N,金屬塊受的浮力F浮=G﹣F拉=6N﹣4N=2N,故B正確;C、AB過程中,彈簧測力計(jì)的示數(shù)變小,而彈簧測力計(jì)的示數(shù)等于金屬塊重力減去浮力、重力不變,所以受到的浮力逐漸變大,故C錯(cuò);D、由圖象可知,金屬塊浸入水中的最大深度為h=8cm=0.08m,則金屬塊受到水的最大壓強(qiáng):p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa,故D正確;故選:BD。12.甲、乙兩只完全相同的杯子盛有密度和體積都不同的鹽水,將同一個(gè)小球先后放入杯中,當(dāng)小球在鹽水中靜止時(shí)兩杯中的液面相平,如圖所示。則()。A.小球在甲杯中受到鹽水的浮力等于在乙杯中受到的浮力;B.小球在甲杯中受到鹽水的浮力大于在乙杯中受到的浮力;C.甲杯中鹽水的密度大于乙杯中鹽水的密度;D.甲杯底受到鹽水的壓強(qiáng)小于乙杯底受到鹽水的壓強(qiáng)【答案】AC?!窘馕觥浚?)讀圖可知,小球在甲杯中漂浮,在乙杯中懸浮,則浮沉條件可知,它們此時(shí)所受的浮力都等于自身的重力,即浮力相同,故A正確,B錯(cuò)誤;(2)小球在甲杯中漂浮,甲密度大于小球的密度;在乙杯中懸浮,乙的密度等于小球的密度;說明甲杯中鹽水的密度大于乙杯中鹽水的密度,故C正確;(3)兩杯中液面相平,h相等,甲的密度大于乙的密度,由公式p=ρgh可知,甲杯底部所受液體的壓強(qiáng)較大,故D錯(cuò)誤。故選:AC。二、填空題(28分)13.彈簧秤下吊著重為14.7N的正方形金屬塊,當(dāng)它完全浸沒在水中時(shí),彈簧秤的示數(shù)為9.8N,則金屬塊排開水的重力為N。若金屬塊上表面所受水的壓力為19.6N,則金屬塊下表面所受水的壓力為N?!敬鸢浮?.9;24.5?!窘馕觥拷饘賶K受到的浮力為:F浮=G物﹣F示=14.7N﹣9.8N=4.9N;下表面所受水的壓力為F下表面=F浮+F上表面=19.6N+4.9N=24.5N;故答案為:4.9;24.5。14.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)。【答案】mAg;ρgVB。【解析】雞蛋A處于漂浮狀態(tài),所以,浮力都等于自身的重力,則雞蛋A受到的浮力FA=GA=mAg;雞蛋B下沉到容器底部,所以,浮力都小于自身的重力,則雞蛋A受到的浮力FB=ρgVB。15.用手將一重為5N的物體全部壓入水中,物體排開的水重8N,此時(shí)物體受到的浮力為N,放手后物體將(選填”“上浮”、“下沉”或“懸浮”),待物體靜止時(shí)所受浮力為N,排開水的體積是m3。(g=10N/kg)【答案】8;上浮;5;5×10﹣4。【解析】(1)物體受到的浮力:F浮=G排=8N;(2)∵物體重G=5N,F(xiàn)浮>G,∴放手后物體將上浮;(3)待物體靜止時(shí),漂浮在水面上,F(xiàn)浮′=G=5N,根據(jù)阿基米德原理,F(xiàn)浮=ρ水gV排,∴V排′==5×10﹣4m3。故答案為:8;上浮;5;5×10﹣4。16.水中的魚通過調(diào)節(jié)腹內(nèi)魚鰾中的空氣多少實(shí)現(xiàn)浮沉,實(shí)質(zhì)上是靠改變(“浮力”或“重力”)來實(shí)現(xiàn)浮沉的。輪船從東海駛?cè)腴L江時(shí),浮力大小,船浸在水中的體積將?!敬鸢浮扛×?,不變,變大?!窘馕觥眶~體內(nèi)的魚鰾里面是空氣,改變魚鰾的體積也就改變了排開水的體積(不會(huì)改變自身質(zhì)量),從而達(dá)到改變所受浮力大小的目的,而控制自身的浮沉。∵輪船從東海駛?cè)腴L江,一直是處于漂浮狀態(tài),∴輪船所受的浮力等于本身的重力,因此所受到的浮力不變,由于東海的海水密度大于長江水的密度,根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液V排g可知,輪船排開水的體積必將變大。故答案為:浮力,不變,變大。17.在一足夠高的容器底部固定一輕質(zhì)彈簧,彈簧原長10cm,彈簧上方連有正方體木塊A,木塊的邊長為10cm,容器的底面積為200cm2,如圖所示,此時(shí)彈簧長度為6cm(已知彈簧的長度每改變1cm,所受力的變化量為1N)?,F(xiàn)向容器內(nèi)注入某種液體,當(dāng)木塊A有12的體積浸入液體中時(shí),彈簧恰好處于自然伸長狀態(tài),則木塊A的密度為kg/m3,在木塊A正上方再放置一合金塊B,靜止時(shí)液面剛好浸沒B。已知合金塊B的體積為100cm3,高為4cm,則合金塊B的重力為【答案】0.4×103;10.8。【解析】(1)由題可知,彈簧上方連有正方體木塊A時(shí),其長度只有6cm,則彈簧的壓縮量△x=10cm﹣6cm=4cm,此時(shí)物體A的重力與彈簧產(chǎn)生的彈力平衡,則GA=F=4cm×1N/cm=4N,則木塊A的密度:ρA=mAVA=GAgV當(dāng)木塊A有12則液體的深度:h=10cm+1此時(shí)容器內(nèi)液體的體積:V液=S容h﹣SA×12hA=200cm2×15cm﹣10cm×10cm×1彈簧恰好處于自然伸長即不產(chǎn)生彈力,則此時(shí)木塊受到的浮力:F?。紾A=4N,則液體的密度:ρ液=F浮12VAg(2)在木塊A正上方再放置一合金塊B,靜止時(shí)液面剛好浸沒B,如圖所示:此過程中容器中液體的體積并沒有改變即仍為2500cm3,則A、B和液體的總體積:V總=VA+VB+V液=(10cm)3+100cm3+2500cm3=3600cm3,則此時(shí)液體的深度:h′=V所以此時(shí)彈簧的長度L′=h′﹣hA﹣hB=18cm﹣10cm﹣4cm=4cm,則彈簧的壓縮量△x′=10cm﹣4cm=6cm,此時(shí)彈簧產(chǎn)生的向上彈力:F′=6cm×1N/cm=6N,AB均浸沒,則所排開液體的體積:V=VA+VB=(10cm)3+100cm3=1100cm3=1.1×10﹣3m3,AB所受的浮力:F浮AB=ρ液Vg=0.8×103kg/m3×1.1×10﹣3m3×10N/kg=8.8N,分析可知,此時(shí)AB受到向上的浮力、向上的彈力和向下的總重力,由力的平衡條件可得:F浮AB+F彈=GA+GB,則B的重力:GB=F浮AB+F彈﹣GA=8.8N+6N﹣4N=10.8N。故答案為:0.4×103;10.8。18.底面積為100cm2的平底圓柱形容器內(nèi)裝有適量的水,放置于水平桌面上。現(xiàn)將體積為500cm3,重為3N的木塊A輕放入容器內(nèi)的水中,靜止后水面的高度為8cm,如圖甲所示,若將一重為6N的物體B用細(xì)繩系于A的下方,使其恰好浸沒在水中,如圖乙所示(水未溢出),不計(jì)繩重及其體積,則:圖甲中木塊A靜止時(shí)進(jìn)入水中的體積;物體B的密度

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