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文檔簡(jiǎn)介
浮力
考點(diǎn)一、浮力
【典例一】(2024?武威)2024年4月20日,我國(guó)最先進(jìn)的自主潛水器“潛龍三號(hào)”首次下潛(如圖所示)。潛
水器在水面下勻速下潛過程中(假定海水的密度不變),受到的浮力(選填“變大”、“不變”或“變小”),
潛水器下表面受到的壓強(qiáng)(選填“變大”、“不變”或“變小”)=
f.?
【舉一反三】
1.(2024?湘潭)如圖1所示,彈簧測(cè)力計(jì)用細(xì)線拉著一長(zhǎng)方體物塊A,從水池中豎直向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),
上升到水面以上肯定的高度。物塊上升的速度為lcm/s,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F隨物塊上升的時(shí)間t變更的圖象如圖2
所示。不計(jì)阻力及水面高度的變更,依據(jù)圖象信息:
(1)當(dāng)15s時(shí),測(cè)力計(jì)示數(shù)F=No
(2)物塊A重_____N,高度為cm?
(3)當(dāng)t=0時(shí),A受到的浮力為N,此時(shí)A底部受到水的壓強(qiáng)大小為Pao
(4)物塊A的密度為多大?
2.(2024?湖州)放有適量水的燒杯置于水平桌面上。將一木塊浸沒到水中肯定深度后撤去外力,木塊起先上
浮,如圖所示,最終漂移,且有五分之二體積露出水面。下列敘述中,錯(cuò)誤的是()。
77T77777777
A.在露出水面之前,木塊所受浮力不變;
B.在露出水面之前,木塊所受浮力大于木塊的重力;
C.木塊在浸沒和漂移兩種狀況下,水對(duì)燒杯底的壓強(qiáng)相等;
D.木塊的密度為0.6克/厘米3
3.(2024?遂寧)如圖所示,水平桌面上三個(gè)完全相同的容器內(nèi)裝有適量的水,將/、B.C三個(gè)體積相同的小
球分別放入容器內(nèi),待小球靜止后,力漂移、6懸浮、。沉底,此時(shí)三個(gè)容器內(nèi)水面高度相同。下列推斷正確的是()。
A.容器底部受到水的壓強(qiáng)關(guān)系:P|=P|=P|;
B.小球受到的浮力關(guān)系:巴>乙>己;
C.容器對(duì)桌面的壓力關(guān)系:<F1<F|;
D.小球的質(zhì)量關(guān)系:=m?<mr
考點(diǎn)二、阿基米德原理
【典例二】(2024?瀘州)三個(gè)相同的輕質(zhì)彈簧,一端固定在容器底部,另一端分別與甲、乙、丙三個(gè)體積相
同的實(shí)心球相連。向容器內(nèi)倒入水,待水和球都穩(wěn)定后,視察到如圖所示的狀況,此時(shí)乙球下方彈簧長(zhǎng)度等于原長(zhǎng)。
下列推斷正確的是()。
A.乙球的重力與它受到的浮力相等;
B.甲球的重力大于它受到的浮力;
C.甲、乙、丙三個(gè)球的密度大小關(guān)系為p|<p]<p|;
D.甲、乙、丙三個(gè)球受到的浮力大小關(guān)系為F|>F|>F|
【舉一反三】
1.(2024?貴港)如圖所示,是同學(xué)們?cè)凇疤骄客晃矬w所受的浮力大小與哪些因素有關(guān)”的試驗(yàn)過程圖。圖
甲、乙、丙容器中裝的液體是水,圖丁容器中裝的液體是酒精,A、月、K、制分別是圖甲、乙、丙、丁中彈簧測(cè)力
計(jì)的示數(shù)。請(qǐng)回答以下問題:
甲乙
S13
(1)圖甲中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)月=N。
(2)物體完全浸沒在水中時(shí)所受的浮力為No
(3)分析圖中乙、丙兩圖試驗(yàn)數(shù)據(jù)可得:物體所受的浮力大小與有關(guān);分析圖中兩圖試驗(yàn)
數(shù)據(jù)可得:物體所受的浮力大小與液體密度有關(guān)。
(4)試驗(yàn)中采用的探究方法在探討物理問題時(shí)常常用到,稱為法。
2.(2024?無(wú)錫)同學(xué)們用空塑料瓶和細(xì)沙等試驗(yàn)器材探究影響浮力大小因素。(g取10N/kg,P*=lX103kg/m3)
(1)為了測(cè)出塑料瓶的體積,進(jìn)行如下操作:
①把天平放在水平桌面上,調(diào)整天平平衡,在左盤中放入盛有適量水的燒杯,通過增減祛碼和移動(dòng)游碼使天平
再次平衡,所加祛碼和游碼的位置如圖甲所示,燒杯和水的總質(zhì)量為。
②在空塑料瓶中裝入適量細(xì)沙,擰緊瓶蓋,在瓶頸系一細(xì)繩,手拿細(xì)繩將塑料瓶完全浸沒于燒杯的水中(瓶沒
有接觸燒杯,水未溢出),通過增減祛碼和移動(dòng)游碼使天平再次獲得平衡,所用祛碼總質(zhì)量和游碼所示質(zhì)量之和為
167g,塑料瓶的體積是cm%
(2)同學(xué)們依據(jù)生活閱歷提出了如下三種猜想,并舉出了相應(yīng)的實(shí)例
猜想一,浮力的大小與物體的密度有關(guān),實(shí)例:鐵塊可以在水中下沉,木頭可以浮在水面上;
猜想二,浮力的大小與液體的密度有關(guān),實(shí)例:雞蛋可以在水中下沉,在鹽水中可以浮起來(lái);
猜想三,浮力的大小與浸入液體的深度有關(guān),實(shí)例:在游泳池里,人越往下蹲感覺到水向上托自己的力越大;
為了驗(yàn)證以上猜想是否正確,同學(xué)們選擇了裝入細(xì)沙的塑料瓶和其他試驗(yàn)器材進(jìn)行探究,試驗(yàn)過程如圖乙所示。
①依據(jù)試驗(yàn)步驟d和(填序號(hào)),可以確定猜想二是正確的;
②依據(jù)試驗(yàn)步驟C和d可以驗(yàn)證猜想三是(選填“正確”或“錯(cuò)誤”);對(duì)該猜想對(duì)應(yīng)的實(shí)例,合理
的說明是O
③要驗(yàn)證猜想一是否正確,可以在塑料瓶中后再進(jìn)行探究。
④同學(xué)們探討認(rèn)為,猜想一和猜想二中的實(shí)例反應(yīng)了物體的浮與沉可能與密度有關(guān),要選用一個(gè)能漂移在圖e
中鹽水上的物體時(shí),物體的密度應(yīng)小于g/cn?(計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù))。
3.(2024?杭州)小金學(xué)了浮力的學(xué)問后,想制造一臺(tái)浮力桿,他將一段密度為0.5X10,千克/米:粗細(xì)勻稱
的木料,先進(jìn)行不吸水處理,再將其直立水中,如圖所示,這段木料長(zhǎng)為40厘米,橫截面積為0.1米)其上表面
可以作為秤盤(g=10牛/千克),問:
(1)質(zhì)量為。的刻度線的位置在哪里?
(2)距離上表面10厘米處的刻度對(duì)應(yīng)的質(zhì)量為多少?
考點(diǎn)三、物體沉浮的條件
【典例三】(2024?瀘州)慶祝中國(guó)人民解放軍海軍成立70周年海上閱兵活動(dòng)在青島旁邊海疆實(shí)行,圖中093
改進(jìn)型攻擊核潛艇于2024年4月27日公開亮相,進(jìn)行了戰(zhàn)略巡航。該潛艇最大核動(dòng)力功率為2.8X10%%完全下
潛到海面下后的排水量為6.8X10〉(取海水密度p=1X10,應(yīng)宮、爐\0Nlkg)。問:
(1)該潛艇懸浮時(shí),其上一面積為0.05君的整流罩距海面深度為200〃,此時(shí)整流罩受到海水的壓力為多少?
(2)若最大核動(dòng)力功率轉(zhuǎn)化為水平推力功率的效率為80%,該潛艇在海面下以最大核動(dòng)力功率水平巡航時(shí),受
到的水平推力為L(zhǎng)6義10如此時(shí)潛艇的巡航速度為多少?
(3)該潛艇浮出海面處于漂移時(shí),露出海面的體積為1.5X10%,此時(shí)潛艇的總重量是多少?
【舉一反三】
1.(2024?福建)如圖,氣球下面用細(xì)線懸掛一石塊,它們恰好懸浮在水中。已知石塊與氣球的總重力為G總,
則氣球受到的浮力F浮G總(選填“〈”或“=”);若水溫上升,石塊將(選填“上浮”“下
沉”或“保持懸浮”)o
圖10
2.(2024?貴港)三塊完全相同的冰塊分別漂移在甲、乙、丙三種不同液體中,這三種液體的密度分別為P甲、
。乙、PHo當(dāng)冰塊熔化后,甲液體液面高度不變,乙液體液面高度上升,丙液體液面高度降低。下列關(guān)系正確的
是()。
A.p甲<p乙<。丙B.p丙<p甲<o(jì)乙C.p丙<p乙<。甲D.p乙<p丙<p甲
3.(2024?荷澤)人們常用“生沉熟浮”來(lái)推斷餃子是否煮熟,煮熟后的餃子會(huì)漂起來(lái)的緣由是()。
A.餃子的重力減小了;
B.餃子的重力和浮力都增大了;
C.餃子的重力不變,浮力增大;
D.餃子的重力和浮力都減小了
答案
考點(diǎn)一、浮力
【典例一】(2024?武威)2024年4月20日,我國(guó)最先進(jìn)的自主潛水器“潛龍三號(hào)”首次下潛(如圖所示)。潛
水器在水面下勻速下潛過程中(假定海水的密度不變),受到的浮力(選填“變大”、“不變”或“變小”),
潛水器下表面受到的壓強(qiáng)(選填“變大”、“不變”或“變小”)。
【答案】不變;變大。
【解析】(1)潛水器在水面下勻速下潛,海水的密度不變,潛水器浸沒在水中,其排開水的體積不變,依據(jù)F
P滋gV排可知,潛水器受到的浮力不變。
(2)由于潛水器在水中的深度漸漸增加,所以依據(jù)公式p=Pgh可知,潛水器受到的壓強(qiáng)增大。
故答案為:不變;變大。
【舉一反三】
1.(2024?湘潭)如圖1所示,彈簧測(cè)力計(jì)用細(xì)線拉著一長(zhǎng)方體物塊A,從水池中豎直向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),
上升到水面以上肯定的高度。物塊上升的速度為Icm/s,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F隨物塊上升的時(shí)間t變更的圖象如圖2
所示。不計(jì)阻力及水面高度的變更,依據(jù)圖象信息:
(1)當(dāng)15s時(shí),測(cè)力計(jì)示數(shù)F=No
(2)物塊A重_____N,高度為cm。
(3)當(dāng)t=0時(shí),A受到的浮力為N,此時(shí)A底部受到水的壓強(qiáng)大小為Pao
(4)物塊A的密度為多大?
【答案】(1)15;(2)25;20;(3)20;2.5X103Pa;(4)物塊A的密度為L(zhǎng)25XlOTg/n^。
【解析】由圖2可知,0?5s,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不變,此時(shí)物塊浸沒在水中;5s?25s,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變大,
說明物塊漸漸露出水面;25s以后,物體全部露出水面,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于物塊重力。
(1)由圖知,當(dāng)t=15s時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F=15N;
(2)在25s后彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變,物體全部露出水面,則物塊重0=25N;
5s?25s,物塊漸漸露出水面,即5s時(shí)物塊的上表面剛好達(dá)到水面,25s時(shí)物塊的下表面剛好離開水面,
則可知物塊向上移動(dòng)的距離即為物塊的高度,此過程用時(shí)t=25s-5s=20s,
物塊的高度:h=vt=lcm/sX20s=20cm;
(3)當(dāng)t=0時(shí),物塊A浸沒水中,受到的浮力:Fff=GA-Fte=25N-5N=20N;
0?5s,物塊上升的高度:h/=vt'=lcm/sX5s=5cm;
,
則由上圖可知,當(dāng)t=0時(shí),A底部所處的深度:hA=h+h=5cm+20cm=25cm=0.25m,
333
此時(shí)A底部受到水的壓強(qiáng):p=PghA=1X10kg/mXlON/kgX0.25m=2.5X10Pa;
(4)物塊的質(zhì)量:皿尸乎贏=&5kg,
浮__________
F20N-3
由F浮=p水丫排g可得物塊的體積:VA=V排=2X10m,
P水g―1X103kg/in3X10N/kg
物塊的密度:PA=22=----,警q=1.25X10,kg/m3。
VA2X10
故答案為:(1)15;(2)25;20;(3)20;2.5X103Pa;(4)物塊A的密度為1.25XlO'kg/m)
2.(2024?湖州)放有適量水的燒杯置于水平桌面上。將一木塊浸沒到水中肯定深度后撤去外力,木塊起先上
浮,如圖所示,最終漂移,且有五分之二體積露出水面。下列敘述中,錯(cuò)誤的是()。
A.在露出水面之前,木塊所受浮力不變;
B.在露出水面之前,木塊所受浮力大于木塊的重力;
C.木塊在浸沒和漂移兩種狀況下,水對(duì)燒杯底的壓強(qiáng)相等;
D.木塊的密度為0.6克/厘米3
【答案】C?
【解析】A、木塊上浮過程中,露出水面前,水的密度肯定,排開水的體積不變,依據(jù)公式F浮=P水且丫排可知,
木塊所受浮力不變;故A正確;
B、在露出水面之前,木塊處于上浮過程中,依據(jù)浮沉條件可知:木塊所受浮力大于木塊的重力;故B正確;
C、因木塊浸沒時(shí)排開水的體積大于木塊漂移時(shí)排開水的體積,所以,木塊浸沒時(shí)水的深度大于木塊漂移時(shí)水
的深度,則依據(jù)p=P水gh可知,木塊浸沒時(shí)水對(duì)燒杯底的壓強(qiáng)較大;故C錯(cuò)誤;
D、木塊最終漂移,且有五分之二體積露出水面,則依據(jù)漂移條件可得:F滓=G木;
結(jié)合阿基米德原理和重力公式可得:P水gVMP木gV木,
所以,P木='P水=",*義1.Og/cmM).6g/cm3;故D正確。故選C。
3.(2024?遂寧)如圖所示,水平桌面上三個(gè)完全相同的容器內(nèi)裝有適量的水,將/、B.C三個(gè)體積相同的小
球分別放入容器內(nèi),待小球靜止后,A漂移、6懸浮、。沉底,此時(shí)三個(gè)容器內(nèi)水面高度相同。下列推斷正確的是()。
A.容器底部受到水的壓強(qiáng)關(guān)系:P|=P|=P|;
B.小球受到的浮力關(guān)系:FA>F?>Fr^
C.容器對(duì)桌面的壓力關(guān)系:F,<F|<F|;
D.小球的質(zhì)量關(guān)系:=m?<mr
【答案】Ao
【解析】由題知,A、B、C三個(gè)小球的體積相同;
A、小球靜止時(shí),三個(gè)容器內(nèi)水面高度相同,即h相同,水的密度肯定,依據(jù)p=Pgh可知,容器底受到水的壓
強(qiáng)關(guān)系為p¥=pz,=p丙,故A正確;
B、由圖可知,A、B、C三個(gè)小球排開水的體積關(guān)系為排,依據(jù)Fjf=p海gV排可知,浮力的大小關(guān)系
為:FA<FB=FC,故B錯(cuò)誤;
C、A球在甲容器中漂移,所以F產(chǎn)或;依據(jù)阿基米德原理有FA=GA排,所以或=或排(即A球的重等于A排開水的
重);
B球在乙容器中懸浮,所以FB=GB;依據(jù)阿基米德原理有FB=GB排,所以GB=GB排(即B球的重等于B排開水的重);
上面的關(guān)系式可理解為AB兩球的重分別補(bǔ)充了所缺少水的重,由于甲乙容器內(nèi)水面相平,則甲乙容器內(nèi)水和小球
的總重相等;甲乙兩容器完全相同,則兩容器的重相等,故甲乙容器的總重相等,甲容器對(duì)桌面的壓力等于乙容器
對(duì)桌面的壓力,即F¥=FZ.;
而C球在丙容器中沉底,所以Gc>Fc,依據(jù)阿基米德原理有凡=金排,所以金>金排,即C球的重大于C排開水的
重;故丙容器對(duì)桌面的壓力大于乙容器對(duì)桌面的壓力,即F乙<F丙。
綜上分析可知,三個(gè)容器對(duì)桌面壓力關(guān)系為F甲=F乙<F丙,故C錯(cuò)誤;
D、由圖可知,A漂移,B懸浮,C下沉,則由浮沉條件可知:GA=FA,GB=FB,GC>FC,由于FA<FB=FC,則GA<GB
<GC;所以,mA<mB<mc,故D錯(cuò)誤。故選A。
考點(diǎn)二、阿基米德原理
【典例二】(2024?瀘州)三個(gè)相同的輕質(zhì)彈簧,一端固定在容器底部,另一端分別與甲、乙、丙三個(gè)體積相
同的實(shí)心球相連。向容器內(nèi)倒入水,待水和球都穩(wěn)定后,視察到如圖所示的狀況,此時(shí)乙球下方彈簧長(zhǎng)度等于原長(zhǎng)。
下列推斷正確的是()。
A.乙球的重力與它受到的浮力相等;
B.甲球的重力大于它受到的浮力;
C.甲、乙、丙三個(gè)球的密度大小關(guān)系為例<P|<P|;
D.甲、乙、丙三個(gè)球受到的浮力大小關(guān)系為F[>Fj>F]
【答案】ACo
【解析】依據(jù)題意可知,乙球下方彈簧長(zhǎng)度等于原長(zhǎng),則彈簧對(duì)乙球沒有作用力;
視察如圖狀況可知,甲球下方彈簧長(zhǎng)度大于原長(zhǎng),則彈簧對(duì)甲球有向下的拉力F拉;
丙球下方彈簧長(zhǎng)度小于原長(zhǎng),則彈簧對(duì)丙球有向上的支持力F支;
由題知,二個(gè)球處于靜止,所以F甲=Gtp+F拉,F(xiàn)^=G乙,F(xiàn)丙=G丙-F支,
比較可知,F(xiàn)甲>6甲,F(xiàn)z,=Gz,,F丙,
已知三個(gè)實(shí)心球體積相同,由于三個(gè)球浸沒在同種液體中,則排開液體的體積相同,依據(jù)F浮=P淑丫排g可知,
它們受到的浮力:F產(chǎn)z,=F丙;
所以二個(gè)球的重力關(guān)系為:Gip<Gz,<Gpj;
依據(jù)重力公式可知,三個(gè)球的質(zhì)量關(guān)系為:m甲<m乙丙;
已知三個(gè)球的體積相同,依據(jù)P=;可知:P單<PZ.VP丙;
由上分析可知:AC正確,BD錯(cuò)誤。故選AC。
【舉一反三】
1.(2024?貴港)如圖所示,是同學(xué)們?cè)凇疤骄客晃矬w所受的浮力大小與哪些因素有關(guān)”的試驗(yàn)過程圖。圖
甲、乙、丙容器中裝的液體是水,圖丁容器中裝的液體是酒精,R、&F3、月分別是圖甲、乙、丙、丁中彈簧測(cè)力
計(jì)的示數(shù)。請(qǐng)回答以下問題:
(1)圖甲中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)E=No
(2)物體完全浸沒在水中時(shí)所受的浮力為No
(3)分析圖中乙、丙兩圖試驗(yàn)數(shù)據(jù)可得:物體所受的浮力大小與有關(guān);分析圖中兩圖試驗(yàn)
數(shù)據(jù)可得:物體所受的浮力大小與液體密度有關(guān)。
(4)試驗(yàn)中采用的探究方法在探討物理問題時(shí)常常用到,稱為法。
【答案】(1)4.8;(2)2;(3)物體排開液體的體積;丙和??;(4)限制變量。
【解析】(1)由圖甲知,彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N,圖中指針指在4至5之間的第4條刻度線處,所以示數(shù)
為4.8N;
(2)由圖甲和圖丙知,物體完全浸沒在水中時(shí)所受的浮力為F<?=FI-F3=48N-2.8N=2N
(3)由乙、丙兩圖試驗(yàn)數(shù)據(jù)得,物體所受的浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān);為了得出物體所受浮力大
小與液體密度有關(guān),需確保物體排開液體的體積相同,而物體所在的液體的密度不同,所以應(yīng)分析圖丙和圖丁兩圖
的試驗(yàn)數(shù)據(jù);
(4)因?yàn)槲矬w在液體中受到的浮力可能受到多個(gè)因素影響,所以在探究本試驗(yàn)時(shí),須要采納限制變量法。
2.(2024?無(wú)錫)同學(xué)們用空塑料瓶和細(xì)沙等試驗(yàn)器材探究影響浮力大小因素。(g取10N/kg,P水=lXl()3kg/m3)
(1)為了測(cè)出塑料瓶的體積,進(jìn)行如下操作:
①把天平放在水平桌面上,調(diào)整天平平衡,在左盤中放入盛有適量水的燒杯,通過增減祛碼和移動(dòng)游碼使天平
再次平衡,所加祛碼和游碼的位置如圖甲所示,燒杯和水的總質(zhì)量為o
②在空塑料瓶中裝入適量細(xì)沙,擰緊瓶蓋,在瓶頸系一細(xì)繩,手拿細(xì)繩將塑料瓶完全浸沒于燒杯的水中(瓶沒
有接觸燒杯,水未溢出),通過增減祛碼和移動(dòng)游碼使天平再次獲得平衡,所用祛碼總質(zhì)量和游碼所示質(zhì)量之和為
167g,塑料瓶的體積是cm3o
□100g620g.10g
0I2345g
(2)同學(xué)們依據(jù)生活閱歷提出了如下三種猜想,并舉出了相應(yīng)的實(shí)例
猜想一,浮力的大小與物體的密度有關(guān),實(shí)例:鐵塊可以在水中下沉,木頭可以浮在水面上;
猜想二,浮力的大小與液體的密度有關(guān),實(shí)例:雞蛋可以在水中下沉,在鹽水中可以浮起來(lái);
猜想三,浮力的大小與浸入液體的深度有關(guān),實(shí)例:在游泳池里,人越往下蹲感覺到水向上托自己的力越大;
為了驗(yàn)證以上猜想是否正確,同學(xué)們選擇了裝入細(xì)沙的塑料瓶和其他試驗(yàn)器材進(jìn)行探究,試驗(yàn)過程如圖乙所示。
①依據(jù)試驗(yàn)步驟d和(填序號(hào)),可以確定猜想二是正確的;
②依據(jù)試驗(yàn)步驟c和d可以驗(yàn)證猜想三是(選填“正確”或“錯(cuò)誤”);對(duì)該猜想對(duì)應(yīng)的實(shí)例,合理
的說明是o
③要驗(yàn)證猜想一是否正確,可以在塑料瓶中后再進(jìn)行探究。
④同學(xué)們探討認(rèn)為,猜想一和猜想二中的實(shí)例反應(yīng)了物體的浮與沉可能與密度有關(guān),要選用一個(gè)能漂移在圖e
中鹽水上的物體時(shí),物體的密度應(yīng)小于g/cm3(計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù))。
【答案】(1)①133;②34;①e;②錯(cuò)誤;在游泳池里,人越往下蹲排開水的體積越大,人受到的浮力越大,
說明浮力的大小與物體排開液體的體積有關(guān);③添加一些細(xì)砂;④1.1。
【解析】(1)①燒杯和水的總質(zhì)量為:m=100g+20g+10g+3g=133g;②由①②步驟可知,塑料瓶排開水的質(zhì)量m
排水=167g-133g=34g,
由「=可得,v,因?yàn)殍F塊浸沒,所以腺=%永=34g34cm3,
排水夕水鐵排水lg/cm3
由C、D可知,鐵塊排開液體的質(zhì)量ms?=m3-m4,因?yàn)殍F塊浸沒,所以V鐵=丫排水=V排液。
(2)①物體浸沒水中受到的浮力Fff=0.4N-0.06N=0.34N;物體浸沒在鹽水中受到的浮力F浮=0.4N-
0.02N=0.38N;因?yàn)?,浮力不相等,而物體所處的深度和浸沒的體積相同,則是液體的種類(密度)不同的引起的,
說明浮力的大小與液體的密度有關(guān),依據(jù)試驗(yàn)d、e可以確定猜想二是正確的。
②物體在c、d中(排開液體的密度相同,都是水)中受到的浮力相同,而排開液體的體積都等于物體的體積,
但物體所處的深度不同,故得出:物體浸在同種液體中,所受浮力大小與浸入液體的深度無(wú)關(guān).依據(jù)試驗(yàn)步驟c和
d可以驗(yàn)證猜想三是錯(cuò)誤的。
對(duì)該猜想對(duì)應(yīng)的實(shí)例,合理的說明是:在游泳池里,人越往下蹲排開水的體積越大,人受到的浮力越大,說明
浮力的大小與物體排開液體的體積有關(guān)。
③要驗(yàn)證猜想一是否正確,即浮力的大小與物體的密度有關(guān),依據(jù)限制變量法要變更物體的密度,在物體體積
不變時(shí),在塑料瓶中添加一些細(xì)砂可以變更塑料瓶整體的密度;
④由a、c兩圖知,物體浸沒在水中所受浮力:P?=G-F'=0.4N-0.06N=0.34N;
物體浸沒在鹽水中受到的浮力F/=0.4N-0.02N=0.38N;
由阿基米德原理可得:F,¥=P水gV排=0.34N-(I),F浮'=P釐水gV排=0.38N-(II)
浸沒時(shí)V排相等,由(I)(H)可得鹽水的密度:
物體的浮與沉與密度有關(guān),要選用一個(gè)能漂移在圖e中鹽水上的物體時(shí),物體的密度應(yīng)小于LIg/cn?。
故答案為:(1)①133;②34;①e;②錯(cuò)誤;在游泳池里,人越往下蹲排開水的體積越大,人受到的浮力越大,
說明浮力的大小與物體排開液體的體積有關(guān);③添加一些細(xì)砂;④1.1。
3.(2024?杭州)小金學(xué)了浮力的學(xué)問后,想制造一臺(tái)浮力桿,他將一段密度為0.5X103千克/米3,粗細(xì)勻稱
的木料,先進(jìn)行不吸水處理,再將其直立水中,如圖所示,這段木料長(zhǎng)為40厘米,橫截面積為0.1米3,其上表面
可以作為秤盤(g=10牛/千克),問:
(1)質(zhì)量為0的刻度線的位置在哪里?
(2)距離上表面10厘米處的刻度對(duì)應(yīng)的質(zhì)量為多少?
【解析】(1)木料的體積為:V=Sh=0.Im2X0.4m=0.04m3,由公式夕=名得到木料質(zhì)量為:
m0=pV=0.5x1()3加3x0.04加3-20kg;
木料處于漂移狀態(tài),浮力等于木料多受重力,即:F^=G=mg=20kgxiaNlkg=2mN,木料排開水的
體積為:
200N
=0.02m3
p水gl.Ox.103kg/xlQN/kg
沒入水的高度為:%=上="(^^=02機(jī),故彈簧測(cè)力計(jì)的0刻度線為0.2m。
S0.1m
(2)距離上表面10cm時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的浮力為:
堪=0"喉=1.0X1()3N/kgxlON/kgx(0.4m—0.1m)x0.1療=300N
物體的重力為:6物=璃-%=300N—200N=100N;
物體質(zhì)量為:機(jī)物=理*=LN=10左g。
物giON/kg
答:略。
考點(diǎn)三、物體沉浮的條件
【典例三】(2024?瀘州)慶祝中國(guó)人民解放軍海軍成立70周年海上閱兵活動(dòng)在青島旁邊海疆實(shí)行,圖中093
改進(jìn)型攻擊核潛艇于2024年4月27日公開亮相,進(jìn)行了戰(zhàn)略巡航。該潛艇最大核動(dòng)力功率為2.8X10%%完全下
潛到海面下后的排水量為6.8X10〉(取海水密度p=ixi()3他/宮、安\oN/kg)。問:
(1)該潛艇懸浮時(shí),其上一面積為0.05箭的整流罩距海面深度為200處此時(shí)整流罩受到海水的壓力為多少?
(2)若最大核動(dòng)力功率轉(zhuǎn)化為水平推力功率的效率為80%,該潛艇在海面下以最大核動(dòng)力功率水平巡航時(shí),受
到的水平推力為L(zhǎng)6X10%;此時(shí)潛艇的巡航速度為多少?
(3)該潛艇浮出海面處于漂移時(shí),露出海面的體積為1.5X10%,此時(shí)潛艇的總重量是多少?
【解析】(1)潛艇下潛到200〃深處時(shí),房200勿;
此時(shí)整流罩所受海水的壓強(qiáng):LP助=1.0X103WfflX10M^X2007ZF2X106Pao
整流罩的面積:綁0.05萬(wàn),
由,士變形得,整流罩所受壓力為:/^p^XlO^aXO.05a=1XI05A;
s
(2)最大核動(dòng)力功率:戶總=2.8X10年於2.8X107佻
7
依據(jù)口=可得:有用功率:nP.&=80%X2.8X10^2.24X10>
由R八得潛艇的巡航速度:尸=2.24XI。W=14加s;
1.6xm6iv
(3)完全下潛到海面下后的排水量為6.8X10選
叫6.8X103X103kg
33333
潛艇浮出海面處于漂移時(shí),排
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