题型一 有关探究浮力大小规律的实验题 题型二 本组题考查你是否理解了阿基米德原理 题型三 会利用阿基米德原理进行有关的计算
题型四 运用物体的浮沉条件判别浸在液体中的物体所处的状态,能灵活应用浮沉条件及漂浮条件解决有关的简
单问题
题型五 沉浮条件与阿基米德原理的综合运用
题型六 了解浮沉条件在生产、生活中的应用,知道通过哪些有效方法能改变物体的浮沉 求解浮力常用解题方法:①称重测浮法 ②阿基米德原理 ③受力分析法 ④压力差法 解题步骤:
①根据沉浮条件,判断物体状态 ②漂浮、悬浮多采用平衡法 ③下沉多采用 阿基米德原理 ④实验中多采用称重测浮法
1 . 物体的沉浮条件: 当浮力大于物体重力 ( 当浮力等于物体重力( 当浮力小于物体重力(
F 浮>G )——物体上浮。
F 浮=G )——物体悬浮可停在液体内部任意一位置。 F 浮
F 浮=ρ液gV 排,物体重力
利用阿基米德原理,可把物体的浮沉条件改写为用密度表示的形式:因为
G 物=ρ物gV 物,又因为是全部浸入,V 排=V 物,于是有:
F 浮>G ,必有ρ液>ρ物,物体上浮, F 浮=G ,必有ρ液=ρ物,物体悬浮, F 浮
(说明:上浮和下沉是物体在液体中的两种运动过程,上浮的最终结果是物体处于漂浮状态,有F 浮下沉的最终结果是物体沉底,F 浮典型例题
1.同样重的铁块甲和乙,甲浸没在水中,乙浸没在煤油中,________铁块受到的浮力要大一些.(ρ水>ρ煤油)(题型二)
2.停在海里的小游艇总重2.06 ×10N ,它受到的浮力大小为_________N;它排开海水的体积为___________m
1
4
3
=G ;
+F 支=G )
(海水的密度海水=1.03×10kg /m ,取 g=10N/kg )。(题型五)
3.一小球所受的重力为5N .体积为 5 × 10m 。将它浸没在水中时,所受的浮力大小为_______N(取 g=10N/kg ),浮力的方向是____。放开手后,小球将 (填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)。(题型四) 4.我国农民常用盐水浸泡法来选种,如图13-67所示。在浓度适宜的盐水中,饱满的种子沉在底部是因为________,干瘪、虫蛀的种子浮在液面上是因为_________.(题型六)
5. 宣浮在空中的气球要下降, 必须____________,从而使___________减小; 潜水艇要从水中浮上来, 要使潜水艇__________减小. (题型六)
6.把一木块浸没在水中,排开的水所受重力为12N ,木块受到的浮力 ( )(题型二) A .大于12N B .小于12N C .等于12N D .等于10N
7.把体积相同的铁块和铝块浸没在水中, 则 ( ) (题型二) A. 铁块受到的浮力大 C. 铁块与铝块受到的浮力一样大
B. 铝块受到的浮力大 D. 无法比较浮力大小
图13-67
-4 3
33
8.关于物体受到的浮力,下列说法正确的是( )(题型二) A .浮在水面的物体受到的浮力比沉在水底的物体受到的浮力大 B .物体排开水的体积越大受到的浮力越大
图
13-68
C .没入水中的物体在水中位置越深受到的浮力越大 D .物体的密度越大受到的浮力越小
9.甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材料不同的球,把它们投入水中静止后的情况如图13-68所示.它们中所受浮力最小的是 ( )(题型二) A .甲 B .乙 C .丙 D .丁
10. 两个物体分别挂在弹簧测力计上, 将它们同时浸没同一种液体中, 两弹簧测力计减小的数值相同, 两物体必定有相同的 ( ) (题型二) A. 密度
B. 体积
C. 质量
D. 形状
11. 潜水艇潜在水下航行, 当它下潜的深度增加时, 比较它所受到的水的压力和浮力关系是( ) (题型五) A. 压力越大, 浮力越大 B.压力越大, 浮力不变 C. 压力不变, 浮力越大 D.压力不变, 浮力不变
12.关于浮沉条件的应用,下列说法中正确的是( )(题型六) A .潜水艇上浮过程中受到的浮力变大
B .气象用探测气球里所充气体的密度小于空气的密度 C .密度计上的刻度示数从下到上逐渐变大
D .密度计放在不同液体中所受浮力的大小与液体密度有关
13.“死海不死”的故事说的是„„“将奴隶和俘虏扔进海里,可他们都漂浮在海面上—„„„”。以下是几位同学对该现象的解释,其中正确的是( )(题型五)
2
A .奴隶和俘虏是被水平仍进海里的 B .海水的密度等于人体的密度,人在海里自然漂浮
C .人被扔进海里漂浮在海面上时,浮力总大于其重力 D .人被扔进海里漂浮在海面上时,浮力等于其重力 14.将一支密度计先后放入甲、乙两容器中,如图13-69,两容器中液体的密度分别是ρA 、ρ体的浮力是F A 、F B ,则密度和浮力的关系分别满足( )(题型六) A .ρA <ρB , F A =FB B .ρA <ρB , F A >F B C .ρA =ρB , F A >F B D .ρA >ρ
B ,
B
密度计受到液
F A =FB
图13-69
15. 如图13-70所示是研究浮力与哪些因素有关的实验,弹簧秤的示数依次是5N 、4N 、4N 、3N . (1)比较图(乙)与图(丙)可得到的结论是:浮力的大小与____________无关. (2)比较图(丙)与图(丁)可得到的结论是:浮力的大小与____________无关.
(题型一)
图
13-70
16.有一金属球,在空气中称得重3.8N ,将它浸入盛满水的溢水杯中时,有50ml 水从溢水杯流入量筒,求: ⑴金属球的体积 ⑵金属球所受浮力
⑶金属球在水中时弹簧测力计示数
⑷金属球的密度,它可能是由什么金属制成的?(题型三)
17.如图13-71,将边长为a 的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中,设水的密度为ρ水,木块静止时,从杯中溢出水的质量为m 。根据以上条件,求出五个与木块有关的物理量(木块面积、体积除外)。
3
图13-71
提高训练
1.金属块重10N ,挂在弹簧测力计上,当它全部放在水中时,弹簧测力计的读数为8N ,此时金属块受到的浮力是_____N. 如金属块有一半体积露出水面, 弹簧测力计上的。读数应该_____N. 如果把金属块全部浸没在酒精中,金属块受到的浮力是___ _N. (题型三)
2.一个实心物体,放在水中静止时,有2/5 的体积露出水面,则该物体的密度是___________kg/m 3。(题型五) 3.有一个木块,把它浸在盛满水的溢水杯中时,从杯中溢出10g 水,若把它浸在盛满酒精的溢水杯中,会从杯中溢出______g酒精(酒精密度是0. 8×10kg/m,水的密度是1. 0×l0kg/m,木块的密度是0. 5×10kg/m).(题型五)
4.如图13-72所示,把一个小球分别放入盛满不同液体的甲、乙两个溢水杯中,甲杯中溢出的液体质量是40g ,乙杯中溢出的液体质量是50g ,则:小球质量是________g,甲、乙两杯中液体的密度之比ρ甲 :ρ乙 ________4 :5(选填“>”“或“<”)
图
13-72
3
3
3
3
3
3
5.甲、乙是两个体积相同而材料不同的实心球,它们静止在某种液体中的情况如图13-73所示,那么两球所受的浮力F 甲 F乙,两球的密度ρ甲 ρ乙(填“大于”“小于”或“等于”)(题型五) 6. 如图13-74所示,研究浮力与排开液体的体积有关的实验装置是下图中的( )(题型一) A. 图(a)和图(b) B. 图(a)和图(c) C. 图(b)和图(c) D. 图(a)、(b)和图(c)
图13-74
图13-73
7.将铁、铜、铅制成三个实心金属球,用细线拴好,分别挂在三个完全相同的弹簧秤下,将三个金属球没入水中,但不碰容器底,此时三只弹秤的示数相同.现将三个金属球提出水面后静止,则( ) (题型二) A .挂着铁球的弹簧秤示数最小 C .挂着铅球的弹簧秤示数最小
B .挂着铜球的弹簧秤示数最小 D .三个弹簧秤示数相同
8.如图13-75所示,同一物体浸在甲液体中悬浮(图a ),浸在乙液体中漂浮(图b )。比较物体在两种液体中所受浮力F 甲和F 乙的大小,及两种液体的密度ρ甲和ρ乙的大小,可以确定正确的是( )(题型五)
A .F 甲 = F乙,ρ甲 = ρ乙 B .F 甲 = F乙,ρ甲 < ρ乙 C .F 甲 < F 乙,ρ甲 = ρ乙 D .F 甲 > F 乙,ρ甲 > ρ乙
4
图13-75
9.在远洋轮船的船舷上,都漆着五条“吃水线”,又称“载重线”,如图13-76所示.其中标有W 的是北大西洋载重线,标有S 的是印度洋载重线.当船从北大西洋驶向印度洋时,轮船受到的浮力以及北大西洋与印度洋的海水密度ρ1和ρ2的关系,有( )(题型六) A .浮力增大,ρ1=ρ2 B .浮力减小,ρ1=ρ2 C .浮力不变,ρ1>ρ2 D .浮力不变,ρ1<ρ2
图13-76
10.两实心球a 、b 的密度之比为4∶3,体积之比为1∶2,放入水中静止后所受浮力之比为2∶3,则可能是 ( )(题型四)
A .两球均沉入水底 B .两球均漂浮在水面上 C .a 球下沉,b 球漂浮 D .a 球漂浮,b 球下沉
11.. 在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时,班级的“物理小博土”为同学们做了如图13-77所示的一系列实验. 请你从中选出一些图,针对某一个因素进行探究,并通过分析弹簧测力计的示数,说明你的探究结果. 探究的因素是:________________________________. 选用的图是:______________________. (填图中的序号)
探究的结果是_________________________________________. (题型一)
图13-77
12.曾经有人向诺贝尔奖获得者、一位著名科学家求教一道题,题意大致如下:池中有一条船,船上装有石头,如果把船上的石头投入水中,池内水位将如何变化?这位科学家立刻判断水面会上升,因为船中石头投入水中后,池水因为石头占去一定体积而“膨胀”,水位应该上升。事实说明这位诺贝尔奖获得者的解释错了,此事因而成为名人的一则趣闻,清分析一下他到底错在何处?(题型五)
13.一个厕所便桶结构图如图13-78所示,出水口上的橡胶盖是空心的,放水水漂浮在水面上,水从出水口六畜,如图,随着水的流出,水面下降,直到橡胶盖盖住出水口,放水过程结束。注水过程中和注满水后,橡胶盖都盖住出水口。 (题型六)
(1)请判断,图中在放水时,空心的橡胶盖的重力与它受到水的浮力的大小关系是 。
(2)这种装置的一个重要缺点是,每次冲便桶都要用掉一桶水,为了节约用水,请你对橡胶盖做一些改造,使得按下手柄时橡胶盖抬起放水,松开手后,橡胶盖能立即盖上出水口,停止放水。
改造的方法是:
5
14.已知某实心小球是由下表中所列出的塑料材料中的一种制成的。为了鉴别该小球究竟是由其中哪一种塑料制成的,某同学设计并进行了以下实验:
(1)把该小球放人盛有足够多酒精的量杯中,松手后,当小球处于平衡状态时,发现量杯内的液面由60mL 处升高到90mL 处(已知酒精的密度是0.8 × 103 kg/m3);
(2)再把该小球放人另一只盛有足够多水的量杯中,松手后,当小球处于平衡状态时,发现量杯内的水面由60mL 处升高到87mL 处。由以上实验数据,可推知该塑料小球的质量是_________kg,组成该小球的材料是________。(题型四)
15.小李同学为了测量某种液体的密度和实心金属块的密度,他先在弹簧秤下挂上金属块,静止时弹簧秤示数如图13-79甲所示. 然后将金属块浸没在盛满该液体的溢水杯中,此时弹簧秤示数如图13-79乙所示,溢出液体在量筒中液面位置如图乙所示. 则(取g =I0N/kg) (1)从溢水杯溢出的液体体积为cm 3. (2)该液体的密度为3. (3)实心金属块的密度为3.
16.如图13-80甲所示,一圆柱形容器竖直放置在水平桌面上,其侧壁有一溢水口C ,容器内的液面恰好与溢水口C 齐平.先将一个由均匀材料制成的船形物A 开口向上放入容器中,当船形物漂浮。在液面上(如图13-80乙所示),从溢水口溢出液体的体积为V ;然后使船形物A 反转90°,当它浸没在液体中后容器内的液面下降了h (在船形物由漂浮到浸没的过程器内的液体未溢出).已知圆柱形容器的底面积为S ,液体的密度为ρ, 则(1)船形物A 的质量m A =__________;
(2)组成船形物A 材料的密度ρA =________.(题型五)
6
图
13-79
答案:1.浸没在水中的 2.2.06 ×104 2
3.5 竖直向上 悬浮
4.浮力小于重力(或ρ种子>ρ盐水) 浮力等于重力(或ρ种子<ρ盐水= 5.减小体积 浮力 重力 6.C 10.B
7.C
8.B
9.A 14.A
11.B 12.B 13.D
15.(1)浸没在水中的深度 (2)液体的密度 16.解:⑴由量筒中的水的体积可知金属球的体积
V =50ml=50cm3=50×10-6m 3
⑵金属球所受浮力等于溢入量筒中水的重力,即 F 浮=G 排=ρ
水
gV 排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×50×10-6m 3=0.49N
⑶金属球浸在水中时弹簧测力计的示数 F =G -F 浮=3.8N-0.49N=3.31N ⑷金属球的密度为 ρ=m =G 球=
V
gV
3. 8N
=7. 8⨯103kg /m 3 -63
9. 8N /kg ⨯50⨯10m
由密度表可知该金属球可能是铁的。 17.①木块漂浮时受到的浮力F 浮=mg ;
②木块的重力G 木=F 浮= mg;
③根据浮力产生的原因,可求得木块底部受到水的压力F = F浮= mg; ④木块的质量m 木=m ; ⑤ρ木=
m ; a 3
⑥木块排开水的体积V 排=
m
ρ水
;
⑦木块露出水面的体积V 露=a -
3
m
ρ水
;
⑧木块浮在水面时,木块底部受到的压强p =综合提高训练 1.2 9 1.6 2.0.6×103 6.A
mg
2a
3.10 4.50
7.A 析:金属球浸没在水中时,弹簧测力计的示数
7
F =G -F 浮=G -ρ
水
gV =G -ρ
水
g
ρ水G
=(1-)G ,因为ρ铁<ρ铜<ρ铅,又因为F 相等,可得出:G 铁<ρg ρ
G 铜<G 铅
8.B
9.C 10.B 提示:浮力之比恰好等于它们的重力之比,所以可能a 、b 都漂浮,或a 悬浮、b 漂浮
11.(1)探究的因素:浮力的大小与物体排开液体体积的关系
选用的图:① ② ③或① ② ④
探究的结果:在同种液体种,物体排开的液体体积越大,受到的浮力越大
(2)探究的因素:浮力的大小与液体密度的关系
选用的图:① ③ ⑤或① ④ ⑤
探究的结果:同一物体浸没在不同液体种,液体密度越大,受到的浮力越大 (3)探究的因素:浮力的大小与物体浸没深度的关系
选用的图:① ③ ④
探究的结果:浸没在液体种的物体,受到的浮力大小与浸没深度无关
12.这位科学家的粗略分析中忽略了一点,在石头未投入水池前,石头借助小船的结构漂浮在水面上,其受力满足F 浮=G 石,式中的F 浮为由于石头在船上,使漂浮的船因此而多受到的那部分浮力。由ρ浮的船上由于石头而多排开的液体体积
水
gV 排=ρ
石
gV 石可得漂
V 排=
ρ石‘‘
而投入水池后,石头下沉,V ,所以池水水位应该是下⋅V 石;V ‘排=V 石,比较V 排与V 排可知,排
ρ水
降的。
13.浮力等于重力 在橡胶盖上附着一些重物
14.0.027kg 材料是聚丙烯 析:小球在酒精中静止不动时,V 1排=30cm3,受到的浮力F 1浮=0.24N;小球在水中静止不动时,V 2排=27cm3,受到的浮力F 2浮=0.27N。确定小球在酒精和水中的状态是解决本题的关键。讨论:(1)如果小球在酒精中漂浮,则它在水中一定液漂浮。小球在酒精和水中的浮力应相等,但F 1浮
球
,说明小球在水中漂浮。故G
球
=m
球
g =F 2
浮
=0.27N,m
球
=0.027kg。
ρ球=
m 球V 球
=
0. 027kg 33
。查表可得小球聚丙烯制成。 =0. 9⨯10kg /m -53
3⨯10m
15.(1)50 (2)1.2×103 (3)6.4×103 16.(1)ρV (2)
8
ρV
V -Sh
题型一 有关探究浮力大小规律的实验题 题型二 本组题考查你是否理解了阿基米德原理 题型三 会利用阿基米德原理进行有关的计算
题型四 运用物体的浮沉条件判别浸在液体中的物体所处的状态,能灵活应用浮沉条件及漂浮条件解决有关的简
单问题
题型五 沉浮条件与阿基米德原理的综合运用
题型六 了解浮沉条件在生产、生活中的应用,知道通过哪些有效方法能改变物体的浮沉 求解浮力常用解题方法:①称重测浮法 ②阿基米德原理 ③受力分析法 ④压力差法 解题步骤:
①根据沉浮条件,判断物体状态 ②漂浮、悬浮多采用平衡法 ③下沉多采用 阿基米德原理 ④实验中多采用称重测浮法
1 . 物体的沉浮条件: 当浮力大于物体重力 ( 当浮力等于物体重力( 当浮力小于物体重力(
F 浮>G )——物体上浮。
F 浮=G )——物体悬浮可停在液体内部任意一位置。 F 浮
F 浮=ρ液gV 排,物体重力
利用阿基米德原理,可把物体的浮沉条件改写为用密度表示的形式:因为
G 物=ρ物gV 物,又因为是全部浸入,V 排=V 物,于是有:
F 浮>G ,必有ρ液>ρ物,物体上浮, F 浮=G ,必有ρ液=ρ物,物体悬浮, F 浮
(说明:上浮和下沉是物体在液体中的两种运动过程,上浮的最终结果是物体处于漂浮状态,有F 浮下沉的最终结果是物体沉底,F 浮典型例题
1.同样重的铁块甲和乙,甲浸没在水中,乙浸没在煤油中,________铁块受到的浮力要大一些.(ρ水>ρ煤油)(题型二)
2.停在海里的小游艇总重2.06 ×10N ,它受到的浮力大小为_________N;它排开海水的体积为___________m
1
4
3
=G ;
+F 支=G )
(海水的密度海水=1.03×10kg /m ,取 g=10N/kg )。(题型五)
3.一小球所受的重力为5N .体积为 5 × 10m 。将它浸没在水中时,所受的浮力大小为_______N(取 g=10N/kg ),浮力的方向是____。放开手后,小球将 (填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)。(题型四) 4.我国农民常用盐水浸泡法来选种,如图13-67所示。在浓度适宜的盐水中,饱满的种子沉在底部是因为________,干瘪、虫蛀的种子浮在液面上是因为_________.(题型六)
5. 宣浮在空中的气球要下降, 必须____________,从而使___________减小; 潜水艇要从水中浮上来, 要使潜水艇__________减小. (题型六)
6.把一木块浸没在水中,排开的水所受重力为12N ,木块受到的浮力 ( )(题型二) A .大于12N B .小于12N C .等于12N D .等于10N
7.把体积相同的铁块和铝块浸没在水中, 则 ( ) (题型二) A. 铁块受到的浮力大 C. 铁块与铝块受到的浮力一样大
B. 铝块受到的浮力大 D. 无法比较浮力大小
图13-67
-4 3
33
8.关于物体受到的浮力,下列说法正确的是( )(题型二) A .浮在水面的物体受到的浮力比沉在水底的物体受到的浮力大 B .物体排开水的体积越大受到的浮力越大
图
13-68
C .没入水中的物体在水中位置越深受到的浮力越大 D .物体的密度越大受到的浮力越小
9.甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材料不同的球,把它们投入水中静止后的情况如图13-68所示.它们中所受浮力最小的是 ( )(题型二) A .甲 B .乙 C .丙 D .丁
10. 两个物体分别挂在弹簧测力计上, 将它们同时浸没同一种液体中, 两弹簧测力计减小的数值相同, 两物体必定有相同的 ( ) (题型二) A. 密度
B. 体积
C. 质量
D. 形状
11. 潜水艇潜在水下航行, 当它下潜的深度增加时, 比较它所受到的水的压力和浮力关系是( ) (题型五) A. 压力越大, 浮力越大 B.压力越大, 浮力不变 C. 压力不变, 浮力越大 D.压力不变, 浮力不变
12.关于浮沉条件的应用,下列说法中正确的是( )(题型六) A .潜水艇上浮过程中受到的浮力变大
B .气象用探测气球里所充气体的密度小于空气的密度 C .密度计上的刻度示数从下到上逐渐变大
D .密度计放在不同液体中所受浮力的大小与液体密度有关
13.“死海不死”的故事说的是„„“将奴隶和俘虏扔进海里,可他们都漂浮在海面上—„„„”。以下是几位同学对该现象的解释,其中正确的是( )(题型五)
2
A .奴隶和俘虏是被水平仍进海里的 B .海水的密度等于人体的密度,人在海里自然漂浮
C .人被扔进海里漂浮在海面上时,浮力总大于其重力 D .人被扔进海里漂浮在海面上时,浮力等于其重力 14.将一支密度计先后放入甲、乙两容器中,如图13-69,两容器中液体的密度分别是ρA 、ρ体的浮力是F A 、F B ,则密度和浮力的关系分别满足( )(题型六) A .ρA <ρB , F A =FB B .ρA <ρB , F A >F B C .ρA =ρB , F A >F B D .ρA >ρ
B ,
B
密度计受到液
F A =FB
图13-69
15. 如图13-70所示是研究浮力与哪些因素有关的实验,弹簧秤的示数依次是5N 、4N 、4N 、3N . (1)比较图(乙)与图(丙)可得到的结论是:浮力的大小与____________无关. (2)比较图(丙)与图(丁)可得到的结论是:浮力的大小与____________无关.
(题型一)
图
13-70
16.有一金属球,在空气中称得重3.8N ,将它浸入盛满水的溢水杯中时,有50ml 水从溢水杯流入量筒,求: ⑴金属球的体积 ⑵金属球所受浮力
⑶金属球在水中时弹簧测力计示数
⑷金属球的密度,它可能是由什么金属制成的?(题型三)
17.如图13-71,将边长为a 的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中,设水的密度为ρ水,木块静止时,从杯中溢出水的质量为m 。根据以上条件,求出五个与木块有关的物理量(木块面积、体积除外)。
3
图13-71
提高训练
1.金属块重10N ,挂在弹簧测力计上,当它全部放在水中时,弹簧测力计的读数为8N ,此时金属块受到的浮力是_____N. 如金属块有一半体积露出水面, 弹簧测力计上的。读数应该_____N. 如果把金属块全部浸没在酒精中,金属块受到的浮力是___ _N. (题型三)
2.一个实心物体,放在水中静止时,有2/5 的体积露出水面,则该物体的密度是___________kg/m 3。(题型五) 3.有一个木块,把它浸在盛满水的溢水杯中时,从杯中溢出10g 水,若把它浸在盛满酒精的溢水杯中,会从杯中溢出______g酒精(酒精密度是0. 8×10kg/m,水的密度是1. 0×l0kg/m,木块的密度是0. 5×10kg/m).(题型五)
4.如图13-72所示,把一个小球分别放入盛满不同液体的甲、乙两个溢水杯中,甲杯中溢出的液体质量是40g ,乙杯中溢出的液体质量是50g ,则:小球质量是________g,甲、乙两杯中液体的密度之比ρ甲 :ρ乙 ________4 :5(选填“>”“或“<”)
图
13-72
3
3
3
3
3
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5.甲、乙是两个体积相同而材料不同的实心球,它们静止在某种液体中的情况如图13-73所示,那么两球所受的浮力F 甲 F乙,两球的密度ρ甲 ρ乙(填“大于”“小于”或“等于”)(题型五) 6. 如图13-74所示,研究浮力与排开液体的体积有关的实验装置是下图中的( )(题型一) A. 图(a)和图(b) B. 图(a)和图(c) C. 图(b)和图(c) D. 图(a)、(b)和图(c)
图13-74
图13-73
7.将铁、铜、铅制成三个实心金属球,用细线拴好,分别挂在三个完全相同的弹簧秤下,将三个金属球没入水中,但不碰容器底,此时三只弹秤的示数相同.现将三个金属球提出水面后静止,则( ) (题型二) A .挂着铁球的弹簧秤示数最小 C .挂着铅球的弹簧秤示数最小
B .挂着铜球的弹簧秤示数最小 D .三个弹簧秤示数相同
8.如图13-75所示,同一物体浸在甲液体中悬浮(图a ),浸在乙液体中漂浮(图b )。比较物体在两种液体中所受浮力F 甲和F 乙的大小,及两种液体的密度ρ甲和ρ乙的大小,可以确定正确的是( )(题型五)
A .F 甲 = F乙,ρ甲 = ρ乙 B .F 甲 = F乙,ρ甲 < ρ乙 C .F 甲 < F 乙,ρ甲 = ρ乙 D .F 甲 > F 乙,ρ甲 > ρ乙
4
图13-75
9.在远洋轮船的船舷上,都漆着五条“吃水线”,又称“载重线”,如图13-76所示.其中标有W 的是北大西洋载重线,标有S 的是印度洋载重线.当船从北大西洋驶向印度洋时,轮船受到的浮力以及北大西洋与印度洋的海水密度ρ1和ρ2的关系,有( )(题型六) A .浮力增大,ρ1=ρ2 B .浮力减小,ρ1=ρ2 C .浮力不变,ρ1>ρ2 D .浮力不变,ρ1<ρ2
图13-76
10.两实心球a 、b 的密度之比为4∶3,体积之比为1∶2,放入水中静止后所受浮力之比为2∶3,则可能是 ( )(题型四)
A .两球均沉入水底 B .两球均漂浮在水面上 C .a 球下沉,b 球漂浮 D .a 球漂浮,b 球下沉
11.. 在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时,班级的“物理小博土”为同学们做了如图13-77所示的一系列实验. 请你从中选出一些图,针对某一个因素进行探究,并通过分析弹簧测力计的示数,说明你的探究结果. 探究的因素是:________________________________. 选用的图是:______________________. (填图中的序号)
探究的结果是_________________________________________. (题型一)
图13-77
12.曾经有人向诺贝尔奖获得者、一位著名科学家求教一道题,题意大致如下:池中有一条船,船上装有石头,如果把船上的石头投入水中,池内水位将如何变化?这位科学家立刻判断水面会上升,因为船中石头投入水中后,池水因为石头占去一定体积而“膨胀”,水位应该上升。事实说明这位诺贝尔奖获得者的解释错了,此事因而成为名人的一则趣闻,清分析一下他到底错在何处?(题型五)
13.一个厕所便桶结构图如图13-78所示,出水口上的橡胶盖是空心的,放水水漂浮在水面上,水从出水口六畜,如图,随着水的流出,水面下降,直到橡胶盖盖住出水口,放水过程结束。注水过程中和注满水后,橡胶盖都盖住出水口。 (题型六)
(1)请判断,图中在放水时,空心的橡胶盖的重力与它受到水的浮力的大小关系是 。
(2)这种装置的一个重要缺点是,每次冲便桶都要用掉一桶水,为了节约用水,请你对橡胶盖做一些改造,使得按下手柄时橡胶盖抬起放水,松开手后,橡胶盖能立即盖上出水口,停止放水。
改造的方法是:
5
14.已知某实心小球是由下表中所列出的塑料材料中的一种制成的。为了鉴别该小球究竟是由其中哪一种塑料制成的,某同学设计并进行了以下实验:
(1)把该小球放人盛有足够多酒精的量杯中,松手后,当小球处于平衡状态时,发现量杯内的液面由60mL 处升高到90mL 处(已知酒精的密度是0.8 × 103 kg/m3);
(2)再把该小球放人另一只盛有足够多水的量杯中,松手后,当小球处于平衡状态时,发现量杯内的水面由60mL 处升高到87mL 处。由以上实验数据,可推知该塑料小球的质量是_________kg,组成该小球的材料是________。(题型四)
15.小李同学为了测量某种液体的密度和实心金属块的密度,他先在弹簧秤下挂上金属块,静止时弹簧秤示数如图13-79甲所示. 然后将金属块浸没在盛满该液体的溢水杯中,此时弹簧秤示数如图13-79乙所示,溢出液体在量筒中液面位置如图乙所示. 则(取g =I0N/kg) (1)从溢水杯溢出的液体体积为cm 3. (2)该液体的密度为3. (3)实心金属块的密度为3.
16.如图13-80甲所示,一圆柱形容器竖直放置在水平桌面上,其侧壁有一溢水口C ,容器内的液面恰好与溢水口C 齐平.先将一个由均匀材料制成的船形物A 开口向上放入容器中,当船形物漂浮。在液面上(如图13-80乙所示),从溢水口溢出液体的体积为V ;然后使船形物A 反转90°,当它浸没在液体中后容器内的液面下降了h (在船形物由漂浮到浸没的过程器内的液体未溢出).已知圆柱形容器的底面积为S ,液体的密度为ρ, 则(1)船形物A 的质量m A =__________;
(2)组成船形物A 材料的密度ρA =________.(题型五)
6
图
13-79
答案:1.浸没在水中的 2.2.06 ×104 2
3.5 竖直向上 悬浮
4.浮力小于重力(或ρ种子>ρ盐水) 浮力等于重力(或ρ种子<ρ盐水= 5.减小体积 浮力 重力 6.C 10.B
7.C
8.B
9.A 14.A
11.B 12.B 13.D
15.(1)浸没在水中的深度 (2)液体的密度 16.解:⑴由量筒中的水的体积可知金属球的体积
V =50ml=50cm3=50×10-6m 3
⑵金属球所受浮力等于溢入量筒中水的重力,即 F 浮=G 排=ρ
水
gV 排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×50×10-6m 3=0.49N
⑶金属球浸在水中时弹簧测力计的示数 F =G -F 浮=3.8N-0.49N=3.31N ⑷金属球的密度为 ρ=m =G 球=
V
gV
3. 8N
=7. 8⨯103kg /m 3 -63
9. 8N /kg ⨯50⨯10m
由密度表可知该金属球可能是铁的。 17.①木块漂浮时受到的浮力F 浮=mg ;
②木块的重力G 木=F 浮= mg;
③根据浮力产生的原因,可求得木块底部受到水的压力F = F浮= mg; ④木块的质量m 木=m ; ⑤ρ木=
m ; a 3
⑥木块排开水的体积V 排=
m
ρ水
;
⑦木块露出水面的体积V 露=a -
3
m
ρ水
;
⑧木块浮在水面时,木块底部受到的压强p =综合提高训练 1.2 9 1.6 2.0.6×103 6.A
mg
2a
3.10 4.50
7.A 析:金属球浸没在水中时,弹簧测力计的示数
7
F =G -F 浮=G -ρ
水
gV =G -ρ
水
g
ρ水G
=(1-)G ,因为ρ铁<ρ铜<ρ铅,又因为F 相等,可得出:G 铁<ρg ρ
G 铜<G 铅
8.B
9.C 10.B 提示:浮力之比恰好等于它们的重力之比,所以可能a 、b 都漂浮,或a 悬浮、b 漂浮
11.(1)探究的因素:浮力的大小与物体排开液体体积的关系
选用的图:① ② ③或① ② ④
探究的结果:在同种液体种,物体排开的液体体积越大,受到的浮力越大
(2)探究的因素:浮力的大小与液体密度的关系
选用的图:① ③ ⑤或① ④ ⑤
探究的结果:同一物体浸没在不同液体种,液体密度越大,受到的浮力越大 (3)探究的因素:浮力的大小与物体浸没深度的关系
选用的图:① ③ ④
探究的结果:浸没在液体种的物体,受到的浮力大小与浸没深度无关
12.这位科学家的粗略分析中忽略了一点,在石头未投入水池前,石头借助小船的结构漂浮在水面上,其受力满足F 浮=G 石,式中的F 浮为由于石头在船上,使漂浮的船因此而多受到的那部分浮力。由ρ浮的船上由于石头而多排开的液体体积
水
gV 排=ρ
石
gV 石可得漂
V 排=
ρ石‘‘
而投入水池后,石头下沉,V ,所以池水水位应该是下⋅V 石;V ‘排=V 石,比较V 排与V 排可知,排
ρ水
降的。
13.浮力等于重力 在橡胶盖上附着一些重物
14.0.027kg 材料是聚丙烯 析:小球在酒精中静止不动时,V 1排=30cm3,受到的浮力F 1浮=0.24N;小球在水中静止不动时,V 2排=27cm3,受到的浮力F 2浮=0.27N。确定小球在酒精和水中的状态是解决本题的关键。讨论:(1)如果小球在酒精中漂浮,则它在水中一定液漂浮。小球在酒精和水中的浮力应相等,但F 1浮
球
,说明小球在水中漂浮。故G
球
=m
球
g =F 2
浮
=0.27N,m
球
=0.027kg。
ρ球=
m 球V 球
=
0. 027kg 33
。查表可得小球聚丙烯制成。 =0. 9⨯10kg /m -53
3⨯10m
15.(1)50 (2)1.2×103 (3)6.4×103 16.(1)ρV (2)
8
ρV
V -Sh