ρ物<ρ液
2.浮力的应用
1)轮船是采用空心的方法来增大浮力的。
轮船的排水量:
轮船满载时排开水的质量。
轮船从河里驶入海里,由于水的密度变大,轮船浸入水的体积会变小,所以会上浮一些,但是受到的浮力不变(始终等于轮船所受的重力)。
2)潜水艇是靠改变自身的重力来实现上浮或下潜。
3)气球和飞艇是靠充入密度小于空气的气体来改变浮力。
4)密度计是漂浮在液面上来工作的,它的刻度是“上小下大”。
4、浮力的计算:
压力差法:
F浮=F向上-F向下
称量法:
F浮=G物-F拉(当题目中出现弹簧测力计条件时,一般选用此方法)
漂浮悬浮法:
F浮=G物
阿基米德法:
F浮=G排=ρ液gV排(当题目中出现体积条件时,一般选用此方法)
典型例题
例1.将重为2N的物体,放入盛有水的溢水杯中,从杯中溢出0.5N的水,则物体受到的浮力为()
A.一定为2.5NB.一定为0.5N
C.可能为0.4ND.可能为0.5N
例2.A、B、C三个物体体积相同,在水中的情况如图所示,则三个物体受到的浮力大小情况是()
A、FA>FB>FC;B、FC>FB>FA;
C、FB>FA>FC;D、FA=FB=FC。
例3.同一物体分别放在三种液体中,静止时如图所示,则它们所受的浮力分别是F1、F2、F3。
则F1、F2、F3的大小关系是()
A、F1=F2=F3B、F1>F2>F3
C、F1F3
例4.三个体积相同的物体分别放在同种液体中,静止时如图所示,则它们所受的浮力分别是F1、F2、F3。
则F1、F2、F3的大小关系是()
A、F1=F2=F3B、F1>F2>F3
C、F1F3
例5、把重8N体积为1.0×103m3的物体投入水中,当物体静止时,物体的状态和所受浮力是()
A、漂浮,F浮=10N B、悬浮,F浮=10N
C、漂浮,F浮=8N D、沉在水底,F浮=0N
例6、如图所示是“探究同一物体所受的浮力大小与哪些因素有关”的实验过程图。
实验中保持物体处于静止状态,图甲和图乙中物体露出液面的体积相等,弹簧测力计测得的拉力大小的关系是:
F1<F2,F2>F3=F4。
则:
(1)由图甲和图乙的探究可以得出的结论是:
当物体排开液体的体积相同时,浮力大小与液体密度有关,液体密度越大,浮力越大
(2)由图乙和图丙的探究可以得出的结论是:
当液体密度相同时,浮力大小与排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,浮力也越大
(3)由图丙和图丁的探究可以得出的结论是:
浸没在同种液体内部,物体所受浮力的大小与物体所处的深度无关
例7、用手把一正方体石蜡压在盛有水的容器底上,使石蜡块下表面与容器底密合,放手后,对石蜡受力分析正确的是()
A.重力、压力、支持力B.重力、浮力、支持力
C.浮力、压力、支持力D.重力、浮力、压力
例8.用弹簧秤称得铁块重力为20牛,当把这个铁块的一部分浸在水中时,弹簧秤的读数为16牛,这时铁块受到的浮力是4牛;若将铁块浸没在水中,铁块受到的浮力是10牛,这时弹簧秤的读数为10牛。
例9、体积是200平方厘米的铁块,一半浸在酒精里,它受到的浮力有多大?
(g取10N/kg)
例10、轮船从河里驶入海里,重力不变,浮力不变,排开水的体积减小。
例11、一木块漂浮在水面上,没入水中的体积为总体积的3/5,则该木块密度为。
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一、选择题
1、下列说法中正确的是:
( )
A.密度大的液体对物体的浮力一定大
B.潜水员在水面下50米比在水面下10米受到的浮力大
C.将体积不同的两个物体浸入水中,体积大的物体受到的浮力一定大
D.体积相同的铁球和木球浸没在水中,它们受到的浮力一定相等
2、将一个铜块挂在弹簧秤上,当铜块浸在水中时,弹簧秤上的示数表示铜块所受到的:
()
A.浮力大小 B.重力大小 C.重力和浮力之差 D.重力和浮力之和
3、浸在液体中的物体如果受到浮力的作用,那么施力物体是:
( )
A.地球B.液体C.盛液体的容器D.物体本身
4、“海宝”是2010年世博会的吉祥物,其形象如图10.2-1所示。
小玲的爸爸从上海给她带回一个“海宝”。
经测量,她发现该“海宝”的质量为200g,体积为300cm3。
已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,则:
( )
A.将该“海宝”浸没在水中,它受到的浮力为2N
B.将该“海宝”浸没在水中,放手后“海宝”将下沉
C.将该“海宝”浸没在水中,放手后“海宝”将上浮
D.将该“海宝”浸没在水中,放手后“海宝”将悬浮
5、一铁球用绳子系住浸没在水中,使铁球缓慢的向水深处移动,此过程中铁球受的水的压强和浮力:
( )
A.压强和浮力都变大B.压强和浮力都不变
C.压强变大,浮力不变D.压强不变,浮力变大
6、一个大物块甲,先后两次分别在小物块乙和小物块丙的作用下,其上表面恰好与水面相平,甲、乙之间用绳连接,如图10.2-2所示。
则下列说法不正确的是:
( )
A.两种情况下,甲物块所受浮力相等
B.绳的拉力与丙物块的重力大小相等
C.乙物块的密度比水小
D.乙物块的质量比丙物块大
7、如图10.2-3所示,体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中的浮沉情况,此时甲、乙、丙三个物体所受的浮力分别为F甲、F乙、F丙,则下面关系正确的是:
( )
A.F甲>F乙>F丙B.F甲<F乙<F丙
C.F甲=F乙=F丙D.F甲=F乙>F丙
8、在远洋轮船的船舷上,都漆着五条“吃水线”,又称“载重线”,如图10.2-4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:
( )
A.浮力增大,ρ1=ρ2B.浮力减小,ρ1=ρ2
C.浮力不变,ρ1>ρ2D.浮力不变,ρ1<ρ2
9、如图10.2-5所示,甲、乙两杯盐水的密度分别为ρ甲,ρ乙,将同一只鸡蛋先后放入甲、乙两杯中,鸡蛋在甲杯中处于悬浮状态,所受浮力为F甲;在乙杯中处于漂浮状态,所受浮力为F乙,则下列关系正确的是:
( )
A.ρ甲>ρB.ρ甲<ρ乙C.F甲>F乙D.F甲<F乙
10、A、B两个同样的实心铁球,A沉于水底,B浮于水银液面上,则两球受到浮力的FA、FB的大小关系为:
( )
A.FA>FB B.FA=FB C.FA<FB D.不能确定
11、甲、乙两个实心金属球,它们的质量相同,其密度分别是5×103kg/m3和10×103kg/m3。
甲球挂在甲弹簧秤下,乙球挂在乙弹簧秤下,并且让两金属球都全部没入水中,这时:
()
A.甲乙两球所受浮力之比是2:
1
B.甲乙两球所受浮力之比是1:
2
C.甲乙两弹簧秤示数之比是3:
9
D.甲乙两弹簧秤示数之比是11:
12
12、有一块冰漂浮在一杯浓盐水中(冰的密度是0.9×103kg/m3,浓盐水密度是1.1×103kg/m3),如果冰块全部熔解后,液面将:
( )
A.上升B.下降 C.不变D.无法判断
13、有一个体积为1.0×105cm3的物体浮在水面上,有
的体积露出水面,则物体的重力是:
( )
A.784N B.196N C.980N D.不能确定
14、在一段细木棍的一端缠绕几圈铁丝,使它能直立浮在水中,并有一段露出水面.如果用剪刀将露出水面的部分剪去,则剩下的部分将:
( )
A.下沉到水底B.下沉,但悬浮在水中
C.上浮D.不下沉也不上浮,断面仍与水面相齐
15、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.如图10.2-6所示的关于ρ与h的关系图象中,可能正确的是:
( )
二、填空题(每空1分,共20分)
1、潜艇在水中受到的浮力是___对潜艇的作用,它的方向是____。
测量液体密度的仪器,叫____。
2、一个物体浮在液面上静止,这种情况称为漂浮。
物体漂浮时,它在竖直方向只受重力和浮力的作用,根据二力平衡的知识,物体所受的浮力____重力,浮力和重力的合力为____。
3、将一个铁块侵没到水中时,铁块受的浮力是F1;将它浸没到酒精中时,受到的浮力是F2。
那么,Fl和F2的关系是F1____F2(填大小关系)
4、轮船从海里驶到河里,它受到的浮力___,它排开河水的体积___它排开海水的体积。
5、甲、乙两物体的体积分别为V1和V2,若把它们浸没在同种液体中,则它们受到的浮力之比F1:
F2____;若把它们分别浸没在密度为ρ1和ρ2的液体中,则它们受到的浮力之比F1’:
F2’____
6、将一个封闭的盛满水的薄膜袋挂在弹簧秤上,弹簧秤示数为G牛顿,薄膜袋重量可以忽略,当把这个挂在弹簧秤上的薄膜水袋完全浸没在水中时。
弹簧秤的示数是____,说明此薄膜袋所受的浮力是____。
7、水面上浮着一物体,露出水面和浸在水里的体积之比是2:
3,则此物体与水的密度之比是____;当物体浮在另一种液面上时,露出液面和浸在液内的体积之比是1:
3那么这种液体和水的密度之比是____。
8、元宵佳节,老河口市许多人燃放孔明灯(如图10.2-7所示)祈福。
(1)孔明灯上升时,灯罩内的气体密度____(选填“大于”、“小于”或“等于”)灯罩外的空气密度。
(2)孔明灯内火焰温度高达300℃以上,燃烧时一旦飘落到加油站、森林、居民区等地,易使可燃物温度达到____而引发火灾,因此我市现已禁止燃放孔明灯。
9、在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中,若王冠在空气中称时重5N,浸没在水中称时重4.6N,则这顶王冠浸没在水中所受的浮力为____N,它排开的水重为____N。
10、一艘油轮满载时排水量为5800t,它受到的浮力为____N,在码头卸下8×105kg的燃料后,油轮排开水的体积是____m3。
三、实验题
1、在探究“浮力大小等于什么”的实验中,小宇同学的一次操作过程如图10.2-8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。
分析评估小宇的实验,指出存在的问题并改正。
问题:
(1)_______________;
(2)_____________;
改正:
(1)_______________;
(2)_____________。
2、如图10.2-9所示是小慧利用合金块、水等器材来探究浮力的实验情景。
设计甲乙、丙所示实验的目的是为了探究浮力的大小与________的关系.合金块浸没在水中时所受浮力为___N,合金块的密度为___kg/m3.
四、计算题(第1小题4分,第2小题4分,第3小题5分,共13分)
1、有一个空心铝球,重4.5N,体积为0.5dm3,如果把这个铝球浸没在水中,
(1)结合计算,说明它为什么上浮?
(2)漂浮的空心铝球露出水面的体积是多少?
2、在水中放入质量为3kg的木块,木块静止时有
的体积浸入水中。
求:
(1)木块静止时所受的浮力。
(2)木块的体积。
3、弹簧秤下挂一个金属块,当金属块浸没在水中时,弹簧测力计的示数为29.4N,这个金属块所受的重力是多少?
(已知金属块的密度为7.0×103kg/m3)
答案
一、选择题
1、D2、A3、B4、C5、C6、D7、C8、C
9、B10、C11、A12、A13、B14、C15、C
二、填空题
1、水竖直向上密度计
2、等于零
3、800
4、
(1)小于
(2)着火点
5、大于
6、不变大于
7、V1:
V2ρ1V1:
ρ2V2
8、0G
9、5:
34:
3
10、0.4,0.4
11、5.8×1075×103
三、实验题
1、排开液体的体积
1
3×l03
2、问题:
(1)没有测空小桶的重力;
(2)溢水杯的水量不足;
改正:
(1)测空小桶的重力G桶;
(2)将溢水杯中的水加至溢水口处
(其它说法正确均给分)。
四、计算题
1、解:
(1)当铝球浸没在水中时,它排开水的体积等于铝球的体积,即:
V排=V球=0.5dm3=0.5×10-3m3
此时铝球受到的浮力为:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5×10-3m3=5N
F浮>G铝球上浮
(2)当铝球漂浮时:
F浮’=G=4.5N
V排=
=
=0.45×10-3m3
V露=V球-V排 =0.5×10-3m3-0.45×10-3m3 =0.05×10-3m3
2、解:
(1)木块所受的重力为:
G=mg=3kg×10N/kg=30N
由于木块漂浮,
所以F浮=G=30N
(2)V排=
=
=3.0×10-3m3
V木=
V排=3.0×10-3m3=5.0×10-3m3
3、解:
同题意可知:
F浮=G -F读………①
G=ρ物gV物………②
F浮=ρ水gV排………③
由于金属块浸没在水中,所以:
V物=V排………④
解①②③④得:
V物=
所以:
G=ρ物gV物=ρ物g×
=
=
=
=34.3N