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浮力的一些基本概念

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浮力的一些基本概念

1、 浮力:浸在液体或气体里的物体,受到液体或气体向上的托力,

叫做浮力。

2、 浮力产生的原因及方向:(见图)

3、 阿基米德原理:浸在液体里的物体受到浮力的大小等于它排开

液体受到的重力。F浮 =G排 4、 浮力的公式F浮 =V排 P液 g

5、 物体沉浮的条件:(1)当F>G 上浮 (2)当F=G 悬浮 (3)当F<G 下沉 练习题

一、选择题

1.将一半径为R的实心金属球,用细线拉着,匀速缓慢地放入水深为2R的盛水容器中,直至容器底部,水未溢出。下图能反映金属球从水面刚接触处开始至容器底部过程中,所受浮力的大小F与金属球浸入水中深度h的关系的是( )

2.在两个相同的薄壁塑料瓶(质量忽略不计)内分别装入体积相等、密度为和

的两种液体后密封,再把它们放入两个装有水的容器中,处于如图所示状

态。下列判断正确的是( ) A.

>

B.

=

C.

<

D.无法判断

3.小明在课外活动中用三块大小相同的橡皮泥做成小船,把它们放在盛有水的水槽中,然

后往小船内放入不同重量的物体,它们均能漂浮在水面上,如图5所示。针对此现象,

下列说法正确的是( )

A.三只小船受到的浮力相等 B.三只小船底面受到的压力相等 C.小船所装物体越重,受到的浮力越大 D.小船所装物体越轻,受到的浮力越大

4一正方体物块放在密度可改变的盐水中,能漂浮在液面上或悬浮在盐水中,物块底面与液

面保持平行,底面到液面的距离为h,盐水的密度为ρ.下列关于ρ与h的关系图象中,可能正确的是( )

5.某种材料制成的空心球漂浮在甲液体的液面上,但沉于乙液体中。利用这个信息可得( )

A.该材料的密度一定小于甲液体的密度 B.该材料的密度一定大于乙液体的密度 C.该材料的密度一定等于甲液体的密度 D.该材料的密度一定等于乙液体的密度

6、如图所示,甲、乙两台秤上各有一个容器,一个装满水而另一个未满,现各将一手指浸入水中,手指与容器壁、底均不接触。则在手指浸入水中之后,两台秤的示数变化情况

是 ( ) A.甲变小,乙不变 B.甲变大,乙不变 C.不变,乙变大 D.甲变小,乙变大

7.图5所示,体积相等的三个小球静止在水中,关于它们受到的浮力大小正确是( )

A.FA>FB>F cB.FAFB=Fc D.FA < FB=Fc

8、.如图,冰漂浮在水面上,沉于酒精中,则下列说法正确的是( ) A.冰受到水的浮力大于冰的重力大小 B.冰受到水的浮力等于冰的重力大小 C. 冰受到酒精的浮力等于冰的重力大小 D.冰受到酒精的浮力大于冰的重力大小

9、.如图是水陆两用飞机在水面起飞时的情景。则该飞机( )

A.起飞时,空气对它的浮力大于重力 B.起飞时,空气对它的升力大于重力 C.在水中静止时,空气对它的升力等于重力 D.在水中加速滑行时,水对它的浮力大于重力 二、填空题

1.弹簧测力计挂着一重为3N的物体A,物体A浸没并静止在水中,如 图17所示.(1)图中弹簧测力计的示数是 N.物体A所受

浮力是 N.(2)如果测力计不拉着物体A,A在水中会 (选填“下沉”、“上 浮”、“悬浮”).判断的依据是 。

2.如右上图所示,将一铁块慢慢提起离开水面的过程中,铁块所受浮力的变化情况是 (选填“增大”、“不变”或“减小”);若某时刻h=5cm,铁块的底面积以1.0×10-2m2计,则铁块下底面受到水的压强是 Pa,此时铁块受到的浮力大小是 N.(取g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)

3.在溢水杯中装满水(水面与溢水口齐平),水深为10cm,水的质量为5kg,再放入一块重3N的木块,溢出的水全部用小烧杯接住(如图7所示).则水溢出后溢水杯底受到水的压强是________Pa,小烧杯中水的重力等于________N。 (g取10N/kg)

4、如图所示,弹簧测力计吊着物块在空气中称时示数为1.6N,当把物块总体积的浸入水中称时示数为0.6N,则物体受到的浮力为 N,物块的密度为 kg/m3。当把物块总体积的浸入水中称时示数为 N。物块排开水的质量为 kg。(g取10N/kg)

5、如图所示,用弹簧测力计挂着同一铁块先后浸没在甲、乙两种液体中(与杯底均未接触),

观察到在乙液体中时,弹簧测力计示数较大,则该铁块在甲、乙两种液体中所受浮力的大小相比较是: ,甲、乙两种液体的密度大小相比较是: 。(以上两空选填“甲大”、“乙大”或“一样大”)。

三、计算题

1.某科考小组在专业潜水员的指导下,到新安江水库调查水下沉水植物的种类、数量及分布情况。他们携带的潜水气瓶的体积为7.2×10m,空瓶的质量为6kg,内充有3kg供潜水员呼吸用的液化空气,如图所示。 (1)沉水植物在该生态系统中属于 者。

(2)随着下潜深度的增加,沉水植物种类逐渐减少。造成这种变化的主要原因是 。

A.水压增加 B.光照减弱 C.CO2浓度增加

(3)在潜水过程中,开始阶段潜水气瓶是有助于潜水员下沉的。请你计算,至少用去多少千克液化空气后,潜水气瓶才有助于潜水员上浮? 【g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3】

2. 2010年4月,墨西哥湾的海底石油开采平台发生火灾,泄漏的石油造石油公司和科学家对泄露量上发生争论.小明认为应先测量石油密度才能估算他设计了如图所示的装置.在杯子内盛有适量石油,放入一个质量是5.6×10—3kg,边长是2cm的正方体物块,有3/4的体积浸没在石油中,此时石油深度为0.1m.。(g=10N/kg)

(1)石油的密度为多少?(保留两位小数) (2)石油对杯底的压强是多少?

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3.如图所示,将质量为0.6kg,边长为0.1m的正方体木块放在水平桌面上,其底面积为200cm2,内有25cm高的水的圆柱形容器中。(g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)求:

(1)木块的密度是多少?

(2)未放木块时,水对容器底的压强是多大? (3)容器对桌面的压强放木块后增加了多少?

(4)要使木块刚好浸没在水中,至少要在木块上放多少千克的钩码?

4、如图所示容器中装有两种互不相溶且界限分明的液体,密度分别为体放入容器中,圆柱体的密度为

,将一圆柱

。静止时圆柱体的上表面到分界线的距离为,如图1

所示。将第一个圆柱体取出,再将另一形状与体积完全相同,但用不同材料制成的圆柱体放入容器中,静止时圆柱体的上表面到分界线的距离为,如图2所示,求后一圆柱体密度。

5.目前在长江上有很多艘游览长江三峡的豪华游轮(如图12所示),已知某游轮满载时的排水量是4860t,吃水深度(指水面到船底的深度)是2.7m。(g为10N/kg)(1)计算满载时游轮的总重是多少牛?游轮浸入水中的体积是多大?(2)当该游轮从长江开到海里时,吃水深度是变大还是变小?请说明理由。

6.今年初,河池大部分地区出现了严重的旱灾,人畜饮水困难,许多群众需要到很远的地

方挑水饮用.小宇同学在挑水时为防止水溅出桶外,在水面上放上一薄木板,如图18乙所示,木板有3/4的体积没入水中.若该木板的体积为200cm3,桶内水深为35cm.求:

(1)薄木板受到的浮力. (2)桶底受到水的压强.

(3)若这担水总重360N,扁担与肩膀的接触面积为20cm,则小宇肩膀受到的压强为多大?

7、有一个实心圆柱形物体,用弹簧测力计在空气中称重时,测力计的读数为10N;,当把物体一半体积浸入水中时,测力计的读数为4N。求:

⑴物体的体积;

⑵把物体从弹簧测力计上取下投入水中静止时,物体受到的浮力。 8.上周学校购买了一批水龙头,据商家说其材料铜质的,实验室的老师组织九年级的一些同学通过实验来验证商家的说法。他们把一个水龙头用轻质细线捆好后挂在弹簧测力计上,在空气中测得它的重力为1.6N,再把这个水龙头浸没在水中,如图14所示,这时弹簧测力计的读数为1.4N(ρ铜=8.9×103kg/m3, g=10N/kg)。

求:(1)每个水龙头的质量是多少?

(2)这个水龙头浸没在水中时所受到的浮力有多大? (3)这批水龙头的密度是多少?商家的说法是否正确?

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9、客轮可以用两种方式通过三峡大坝。(1)方式一,让客轮逐级通过五级梯级船闸:

如图所示,当下游客轮进入闸室,关闭闸门B后,先应关闭阀门 ,再打开阀

门 ,待闸室内水位稳定后,打开闸门A,让客轮行驶至上一级闸室。该船闸利用了 原理。

(2)方式二,3000吨以下的客轮可用升船机直接垂直提升至上游:让客轮驶入升船机承船厢,关闭厢门,用升船机将承船厢直接提升至上游,打开厢门,让客轮驶出船厢。如果该承船厢长100m,宽20m,自重1000t,承船厢中的水4000t,客轮质量2000t,大坝上游比下游水位高100m,则升船机提升承船厢运送该客轮至少要做多少功?该客轮在承船厢中的吃水深度小于多少?

四、实验探究题

1.平常我们吃熟鸡蛋时,发现被蛋白质包围的蛋黄是圆球形的,那么生鸡蛋的蛋黄形状是否也是圆球形的呢?为探究这个问题,某同学在老师的指导下做了下面的实验,同时还查阅了相关材料。 步骤一:取一只玻璃杯,里面盛小半杯清水,在清水里加入一大滴菜油,发现菜油滴到水面上后呈薄片浮于水面;

步骤二:再取一定量的酒精,沿着杯壁慢慢倒入水中,发现随着倒入酒精量的增多,油的薄片慢慢变小,厚度渐渐增加,变成扁球形,最后演变成圆球形,悬浮在酒精溶液中。

小资料:当油滴处于悬浮状态时,表面张力会使它的表面积可能缩小到最小值,而在体积一定的条件下,以球形的表面积为最小。 对上述实验过程进行分析后完成下列问题; (1)推测生鸡蛋中蛋黄的形状是 形;

(2)请从密度的角度分析油滴处于悬浮状态的原因; (3)该实验体现了哪一种科学探究方法? A.控制变量法 B.类比法 C.对照法

2.在探究“浮力大小等于什么”的实验中,小明同学的一次操作过程如图17所示.

(1)测出铁块所受到的重力G铁 (2)将水倒入溢水杯中

(3)把铁块浸入溢水杯中,读出测力计示数F (4)测出小桶和被排开水的总重G

(5)记录分析数据,归纳总结实验结论,整理器材 分析评估小明的实验,指出存在的问题并修正.

3.某同学在“探究浮力大小跟什么因素有关系”时,做了图19所示的实验。

(1)请将表格内容填写完整。

(2)由实验数据可以得出:浸在液体中的物体所受的浮力与 有关系。 次数 G/N 65 3.60 3.50 1 2 3 4 3.F/N 0

3)实验中他采用了 的研究方法。

4.如图15所示,金属块所受的浮力 N,金属块的质量是 Kg,金属块的体积是 m3。

5、控制变量法是解决复杂问题的一种有效方法,在我们的生活、学习和工作中

有广泛的应用.

(1)下面四个研究实例中,采取控制变量法的是 (填写选项前的字母).

A.用水流的形成类比电流的形成

B.研究磁场时,用磁感线描述空间磁场的分布情况

C.研究滑动摩擦力与压力大小关系时,保持接触面的粗糙程度不变 D.利用光线来研究光的直线传播现象

(2)在探究影响浮力大小因素的活动中,同学们提出了下列三种猜想: 猜想1:浮力的大小与物体浸入液体中的体积有关. 猜想2:浮力的大小与液体的密度有关. 猜想3:浮力的大小与物体的重力大小有关.

同学们通过实验探究,验证了猜想1和猜想2是正确的. 对于猜想3,甲乙两同学分别进行了如下的实验探究. ①甲同学的实验探究如下:

实验:利用弹簧测力计、水和盐水,测算出同一铁块浸没在盐水中受到

的浮力大小和浸没在水中受到的浮力大小不相等.

分析:由于铁块的重力大小不变,而铁块所受的浮力大小不等,所以铁

块受到的浮力大小与铁块的重力大小无关. 结论:猜想3是错误的. ②乙同学的实验探究如下:

实验:利用弹簧测力计和水,测算出体积相同的铁块和铝块浸没在水中

受到的浮力大小相等.

分析:由于铁块、铝块的重力大小不等,而它们受到的浮力大小相等,

所以浮力大小与重力大小无关. 结论:猜想3是错误的.

对甲乙两同学的实验,你认为 (甲同学/乙同学)的实验方法是不正确的,请具体指出他的错误是: ,根据他的实验和他的分析思路还可得出; 的结论,这个结论是 (正确/错误)的.

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