点拨:
本题考查阿基米德原理的应用,根据知,当液体密度不变时,排开液体的体积越大,所受的浮力也越大.
1.(2015·贵港)贵港是西南地区第一大的内河港口,若一艘轮船从贵港驶往澳门,当它从珠江口驶入大海时()
A.它受到的浮力变大B.它受到的浮力变小
C.它下沉了一些D.它上浮了一些
2.(2015·泰安)甲、乙两只完全相同的杯子盛有密度和体积都不同的盐水,将同一个小球先后放入杯中,当小球在盐水中静止时两杯中的液面相平,如图所示.则()
A.小球在甲杯中受到盐水的浮力大于在乙杯中受到的浮力
B.小球在甲杯中受到盐水的浮力小于在乙杯中受到的浮力
C.甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度
D.图中,盐水对甲杯底的压强小于盐水对乙杯底的压强
3.(2015·南宁)将一小物块A轻轻放入盛满水的大烧杯中,A静止后,有72g的水溢出;再将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,A静止后,有64g的酒精溢出.则A在水中静止时受到的浮力为________N,A的体积是________cm3,A的密度是________g/cm3.(酒精的密度是0.8×103kg/m3)
4.(2015·丹东)一艘潜水艇排水量为3090t,在海面下某一深度巡航时,它所受到的浮力大小为________N;当它在海面下继续下潜的过程中,它所受到的浮力大小将________(填“变大”“变小”或“不变”).(ρ海水=1.03×103kg/m3)
命题点2 物体的浮沉条件
(2015·南宁)水平桌面上有两个相同的烧杯甲和乙,内盛有密度不同的盐水.将同一鸡蛋先后放入其中,当鸡蛋静止时,两个烧杯中液面恰好相平,鸡蛋所处的位置如图所示.若甲、乙两杯盐水对容器底的压强分别为p甲和p乙,鸡蛋排开盐水的质量分别是m甲和m乙,则()
甲 乙
A.p甲=p乙 m甲=m乙
B.p甲<p乙 m甲>m乙
C.p甲<p乙 m甲=m乙
D.p甲>p乙 m甲>m乙
点拨:
同一个鸡蛋分别放入装有盐水的甲、乙两个玻璃杯中,在甲盐水中处于悬浮,根据物体悬浮在液体中的条件可知,鸡蛋在甲盐水中受到的浮力等于新鲜鸡蛋重力,甲盐水的密度等于鸡蛋的密度;在乙盐水中处于漂浮,根据物体漂浮在液面的条件可知,鸡蛋在乙盐水中受到的浮力等于新鲜鸡蛋重力,乙盐水的密度大于新鲜鸡蛋的密度.
5.(2014·河池)如图所示,体积相等的实心球甲、乙放入水中,甲漂浮,乙沉底,所受的浮力分别为F甲、F乙,密度分别为ρ甲、ρ乙.下列判断正确的是()
A.F甲>F乙B.F甲=F乙C.ρ甲<ρ乙D.ρ甲=ρ乙
6.(2015·来宾)把体积为2×10-3m3、重为12N的物块放入水中,当它静止时所处的状态及受到的浮力大小分别为(g取10N/kg)()
A.漂浮,F浮=20NB.漂浮,F浮=12N
C.沉底,F浮=20ND.沉底,F浮=12N
7.(2015·百色)小明在水盆中洗碗,发现一个大碗正漂浮在水盆中,如图所示,他将水盆中的一些水放入大碗中,但大碗仍然漂浮.与原来相比,大碗所受的浮力将________(填“变大”“不变”或“变小”),水盆中的水面会________(填“上升”“不变”或“下降”).
命题点 探究浮力的大小跟哪些因素有关
探究浮力的大小跟哪些因素有关实验,往往在题目中提出多个因素如物体的密度、体积、重力,液体的密度、深度,以及物体排开液体的体积等,通过控制变量法进行实验得出结论.在分析过程有时还要应用称重法和阿基米德原理.
(2015·南宁)在进行“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,同学们提出了如下的猜想:
A:
可能与物体浸没在液体中的深度有关;
B:
可能与物体的密度有关;
C:
可能与液体的密度有关;
D:
可能与物体浸在液体中的体积有关.
为了验证上述猜想,小明选用了物块甲和乙(甲和乙的体积相等但密度不同)、弹簧测力计、一杯水、一杯盐水、细绳等器材,做了如图所示的实验.
(1)分析比较实验①⑤,可以知道甲浸没在水中时所受到的浮力是________N;
(2)分析比较实验①④⑤,可以验证猜想________是错误的;
(3)分析比较实验①⑤与②⑥,可以验证猜想是错误的;
(4)分析比较实验________,可以验证猜想D是正确的;
(5)分析比较实验________可得:
浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关;
(6)综合以上分析,得出最后的实验结论是:
浸在液体中的物体所受浮力的大小与________________________________有关.
(7)在进行实验⑥⑦过程中,也运用了控制变量法,保持了________________________不变,进行探究、验证.
探究物体所受浮力的影响因素,采用的是控制变量法:
研究浮力与液体密度关系时,保持排开液体的体积一定,改变液体密度;研究浮力与排开液体体积关系时,保持液体密度一定,改变物体排开液体的体积.
(8)实验中某同学观察到将同一物体浸没在密度大的液体中时,弹簧测力计的示数越小,于是他灵机一动,在弹簧测力计下挂一个重为1.5N的物体,如图乙所示,当他把物体浸没在水中时,如图丙所示,弹簧测力计的读数为0.5N,他就在0.5N处对应标上1.0g/cm3的字样;当他把物块浸没在酒精中时,如图丁所示,应该在弹簧测力计刻度盘的________N处对应标上0.8g/cm3的字样,可将图甲中的装置改成一个液体密度秤.
一、选择题
1.(2015·连云港)潜水员潜水时呼出的气泡在水面下上升的过程中,体积不断变大.关于气泡所受压强和浮力的变化情况,下列说法正确的是()
A.压强变大,浮力变大B.压强变大,浮力变小
C.压强变小,浮力变大D.压强变小,浮力变小
2.(2015·滨州)测量液体密度的仪器叫密度计,将其插入被测液体中,待静止后直接读取液面处的刻度值(图甲).图乙和图丙的容器中是同一个自制的简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,将其放入盛有不同液体的两个烧杯中,它会竖直立在液体中,由图中现象可以判断()
A.密度计在乙烧杯液体中受到的浮力较大
B.密度计在丙烧杯液体中受到的浮力较大
C.乙烧杯中液体的密度较大
D.丙烧杯中液体的密度较大
第2题图第3题图
3.(2015·贺州)如图是a、b两种物质质量和体积的关系图像,分别用a、b两种物质制成两个规则的实心长方体甲和乙,下列说法中正确的是()
A.ρa<ρb
B.ρa:
ρb=4∶1
C.若Va=Vb,则ma<mb
D.将长方体甲、乙放入水中,静止后,甲漂浮,乙悬浮
4.(2015·内江)密度为0.8×103kg/m3的实心木块,轻放于足够深的水中,木块静止后,浸入水中的体积与木块体积之比为()
A.4∶5B.4∶1C.1∶4D.1∶1
5.(2015·重庆)如图甲所示,烧杯里盛有6℃的水,小球在水中恰好悬浮.经研究发现,水的密度随温度的变化如图乙所示.现在烧杯四周放上大量的冰块,在烧杯内水的温度下降到0℃的过程中,假设小球的体积始终不变,关于小球的浮沉情况判断正确的是()
A.先下沉然后上浮
B.浮力变小,一直下沉
C.先上浮然后下沉
D.浮力变大,一直上浮
6.(2015·佛山)如图所示,弹簧测力计下端悬挂一高度为l、质量为m的圆柱体,它在水中受到最大浮力为mg/2,圆柱体下表面刚刚与水面接触到全部浸没后,测力计示数F拉及圆柱体所受的浮力F浮分别与浸入水中深度h关系图正确的是()
7.(2015·齐齐哈尔)在弹簧测力计下悬挂一个实心小球,弹簧测力计的示数是8N.把实心小球浸没在密度为0.8×103kg/m3的油中,弹簧测力计的示数是6N,下列说法不正确的是()
A.小球受到的浮力是2N
B.小球的质量是0.8kg
C.小球的体积是2.5×10-4m3
D.小球的密度是3.2×103g/cm3
8.(2015·眉山)一物块轻轻放入盛满煤油的大烧杯中,静止后有160g煤油溢出;将其轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有180g水溢出.已知煤油的密度是0.8×103kg/m3,则物块在水中静止时的状态及物块的密度分别是( )
A.下沉,1.1×103kg/m3
B.漂浮,0.85×103kg/m3
C.悬浮,1.0×103kg/m3
D.漂浮,0.90×103kg/m3
二、填空题
9.(2015·柳州)浸在液体中的物体受到向上的力,这个力叫________.如图所示是浸在液体中的长方体,液体对它向上的压力F2________(填“<”“=”或“>”)液体对它向下的压力F1.
第9题图 第10题图
10.(2015·桂林)用天平测量某木块的质量,示数如图所示,则该木块的质量为________g.当木块漂浮在水面上时,所受到的浮力为________N.
11.(2015·盐城)小明探究怎样使物体上浮或下沉,用手将质量为150g,体积为1.6×10-4m3的苹果浸没在水中,苹果受到的浮力为________N.松手后苹果将________(填“上浮”“下沉”或“悬浮”),最后静止时,苹果受到的浮力是________N.
12.(2015·贵港二模)如图所示一个体积为1.0×10-3m3的空心球浸没在水中时,恰好能匀速上浮;往球内注入重8N的液体,球恰好能在水中匀速下沉.设球受到的阻力大小不变,则球的重力是________N,球受到的阻力是________N.
三、实验题
13.(2015·河池)如图甲所示是“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验过程示意图.
(1)通过实验步骤②③和④,可以探究浮力大小与圆柱体排开液体的________的关系;通过实验步骤②和步骤________,可以测出圆柱体浸没在水中所受浮力F浮;通过实验步骤①④和________,可以测出圆柱体排开水所受到的重力G排;比较F浮与G排,可以得出F浮与G排的关系.
(2)图乙是圆柱体缓慢浸入水中时,弹簧测力计示数F与圆柱体浸入水中深度变化的关系图.由图可知:
圆柱体的高度为________cm;圆柱体浸没后,所受浮力大小与圆柱体浸没的________无关.
14.在探究“浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体所受重力的关系”实验时,小洋进行了如图所示的实验.
(1)物块所受的重力G物=________N;
(2)物块浸没在水中时所受到的浮力F浮=________N;
(3)溢水杯的水没装满,会导致本实验测量的F浮________(填“>”或“<”)G排;
(4)若溢水杯装满水,则戊图与甲图测力计的读数差应该是________N;石块的体积应该是________m3,石块的密度应该是________kg/m3.
四、计算题
15.(2015·柳州)如图所示,边长均为10cm的正方体物块A、B、C放入水中,A悬浮在水中,B、C漂浮且浸入水中的深度分别为6cm和8cm,其中C由A、B两种材料合成(不计材料分子间隙影响).已知ρ水=1.0×103kg/m3.求:
(1)B下表面受到水的压强大小p;
(2)B的密度ρB;
(3)C中所含B材料的质量.
16.(2015·贵港)一带阀门的圆柱形容器,底面积是200cm2,装有12cm深的水,正方体M边长为10cm,重20N,用细绳悬挂放入水中,有
的体积露出水面,如图所示,试求:
(1)正方体M的密度;
(2)正方体M受到的浮力以及此时水对容器底部的压强;
(3)若从图示状态开始,通过阀门K缓慢放水,当容器中水面下降了2cm时,细绳刚好被拉断,则细绳能承受的最大拉力是多少?
(水的密度为1.0×103kg/m3)
第10讲 浮力
考点解读
考点1 向上 竖直向上 液体或气体 物体重力G 不同 体积 密度
考点2 物体 空小桶 排开水和小桶的总重 G物-F拉 G排=G-G桶 等于 向上 等于 G排 ρ液V排g
考点3 > < = = > < > = <
考点4 空心 排水量 质量 不变 自身的重力 小于 漂浮 大
各个击破
例1 D
题组训练 1.D 2.C 3.0.72 80 0.9 4.3.09×107 不变
例2 C
题组训练 5.C 6.B 7.变大 不变
实验突破
例
(1)2
(2)A (3)B (4)③④ (5)⑥⑦ (6)液体密度和物体浸入液体中的体积 (7)物体浸入液体中的体积
拓展训练 (8)0.7
整合集训
1.C 2.D 3.B 4.A 5.C 6.A 7.D 8.D 9.浮力 > 10.54 0.54 11.1.6 上浮 1.5 12.6 4
13.
(1)体积 ④ ⑤
(2)6 深度
14.
(1)2
(2)0.4 (3)> (4)0.4 0.4×10-4 5×103
15.
(1)B下表面受到水的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa;
(2)B浸入水中的体积V排=ShB=(0.1m)2×0.06m=6×10-4m3,
B所受的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-4m3=6N,
B处于漂浮状态,根据二力平衡得,B的重力GB=F浮=6N,
B的质量mB=GB/g=6N/(10N/kg)=0.6kg,
B的密度ρB=mB/VB=0.6kg/(0.1m)3=0.6×103kg/m3;
(3)对于C,排开液体体积V排c=Shc=(0.1m)2×0.08m=8×10-4m3,
漂浮状态,∴Gc=F浮.ρcgvc=ρ水gv排c,ρc×10N/kg×(0.1m)3=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-4m3,
ρc=0.8×103kg/m3,A处于悬浮状态,∴ρA=ρ水=1.0×103kg/m3,
C的密度ρc=mc/Vc=(mA+mB)/Vc=(mA+mB)/(0.1m)3=0.8×103kg/m3,
∴mA+mB=0.8kg…①,
C的体积Vc=VA+VB=mA/ρA+mB/ρB=mA/(1.0×103kg/m3)+mB/(0.6×103kg/m3)=(0.1m)3,
∴0.6mA+mB=0.6kg…②,
由①②得,mB=0.3kg.
16.
(1)正方体M的质量mM=
=
=2kg,
体积为VM=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10-3m3,
所以,密度ρM=
=
=2×103kg/m3;
(2)由于用细绳悬挂放入水中,有
的体积露出水面,
则:
V排1=(1-
)VM=
×1×10-3m3=8×10-4m3,
受到的浮力为:
F浮1=ρ水gV排1=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-4m3=8N,
设M放入水中后水深为h′,则有Sh′=Sh+V排1,
则h′=h+
=0.12m+
=0.16m,
此时水对容器底部的压强:
p=ρ水gh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1.6×103Pa;
(3)原来石块M浸入水中深度为h1=(1-
)L=
×10cm=8cm,
水面下降2cm时正方体M浸入水中深度为h2=h1-2cm=8cm-2cm=6cm,
则V排2=h2L2=6cm×(10cm)2=600cm3=6×10-4m3,
F浮2=ρ水gV排2=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-4m3=6N,
当绳子刚被拉断时有:
Fmax+F浮2=G,
所以细绳能承受的最大拉力Fmax=G-F浮2=20N-6N=14N.