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文檔簡(jiǎn)介
10.1浮力(知識(shí)解讀)(解析版)
知識(shí)導(dǎo)航
?知識(shí)點(diǎn)1浮力產(chǎn)生的原因
?知識(shí)點(diǎn)2探究影響浮力大小因素的實(shí)驗(yàn)
?作業(yè)鞏固訓(xùn)練
知識(shí)點(diǎn)1浮力產(chǎn)生的原因
知識(shí)點(diǎn)講解
1、浮力:浸在液體或氣體里的物體受到液體或氣體豎直向上的托力叫做浮力。
2、浮力的產(chǎn)生原因:物體下表面受到向上的壓力大于物體上表面受到的向下的壓力。
3、浮力方向:豎直向上,施力物體是液(氣)體。
’典例分析題型分類(lèi)舉一反三
X___________/
【典例1-1】(2023秋?黃浦區(qū)期末)如圖所示,用細(xì)繩吊著柱體浸沒(méi)在水中,柱體所受浮力
為F浮,柱體上、下表面受到水的壓力分別為F向下、F向上,下列關(guān)系式一定成立的是()
A.尸浮〈尸向下B.F浮VF向上C.F?。臼蛳翫.F浮>F向上
【答案】B
【解答】解:物體浸在液體中時(shí),上、下兩個(gè)表面的壓力差即物體所受浮力,所以柱體
受到水的浮力為:F浮=F向上一F向下,
則F浮一定小于F向上,可能大于,也可能等于或小于F向下。
故選:Bo
【典例1-2】(2023春?渾南區(qū)月考)(多選)下列情形與其對(duì)應(yīng)的解釋正確的是()
A.圖甲中高原地區(qū)要用高壓鍋煮飯,是因?yàn)楦咴貐^(qū)氣壓高,水的沸點(diǎn)高
B.圖乙中乒乓球浸沒(méi)在水中,不能向上浮,是因?yàn)樗皇芨×?/p>
C.將圖丙中的自制氣壓計(jì),從山腳拿到山頂?shù)倪^(guò)程中,玻璃管中液面會(huì)上升
D.如圖丁所示,水對(duì)A點(diǎn)的壓強(qiáng)小于水對(duì)B點(diǎn)的壓強(qiáng)
【答案】BCD
【解答】解:A.高原地區(qū)的人們要用高壓鍋煮飯,是因?yàn)楹0卧礁?,大氣壓?qiáng)越小,水
的沸點(diǎn)越低,故A錯(cuò)誤;
B.浮力產(chǎn)生的原因是由于浸入液體中的物體受到上下表面的壓力差,圖中乒乓球下表面
沒(méi)有受到水的壓力,所以乒乓球不受浮力,故B正確;
C.從山腳到山頂?shù)倪^(guò)程中,瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)不變,而外界大氣壓隨著高度的增加而減小,
液柱會(huì)在內(nèi)部氣壓的作用下被壓高,即玻璃管中水柱升高,故c正確;
D.A的深度小于B的深度,B點(diǎn)水噴的比較遠(yuǎn),所以水對(duì)A點(diǎn)的壓強(qiáng)小于水對(duì)B點(diǎn)的
壓強(qiáng),故D正確。
故選:BCDo
【典例1-3](2023秋?長(zhǎng)寧區(qū)期末)用細(xì)繩吊著某金屬塊并將其浸在水中,分別在圖(a)、
(b)、(c)所示位置保持靜止,若金屬塊所受的拉力分別為6、F2和F3,則Fi=F2
<F3,若液體對(duì)其上、下表面的壓力差分別為AF1、AF2和AF3,則AF1=AF2。
【解答】解:用細(xì)繩吊著某金屬塊并將其浸在水中,分別在圖(a)、(b)所示位置保持
靜止,排開(kāi)液體的體積不變,液體密度不變,根據(jù)F浮=「水且丫排知,浮力大小不變,根
據(jù)稱(chēng)重法,拉力大小相等,若液體對(duì)其上、下表面的壓力差分別為AF1、AF2即為浮力,
因浮力相等,AFi=AF20
由于c圖中部分浸入,排開(kāi)液體的體積減小,受到的浮力減小,因而需要的拉力變大,
故F1=F2<F3.
故答案為:=;<;=。
【變式1-1](2023春?江漢區(qū)月考)如圖所示,有一個(gè)重力為G的長(zhǎng)方體浸沒(méi)在液體中,
其受到的浮力為F浮,液體對(duì)長(zhǎng)方體向下和向上的壓力分別為Fi和F2,下列說(shuō)法不正確
的是()
,hi
A.長(zhǎng)方體所有表面都受到液體壓力
B.長(zhǎng)方體相對(duì)側(cè)面所受液體的壓力相互平衡
C.Fi、F2和F浮的大小關(guān)系是Fi-F2=FS?
D.若物體浸沒(méi)于更深的位置,與圖示位置相比,F(xiàn)i、F2之差不變
【答案】C
【解答】解:A、因?yàn)橐后w內(nèi)部存在壓強(qiáng),所以長(zhǎng)方體各表面都受到液體的壓力,故A
正確。
B、根據(jù)相同深度液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等的特點(diǎn)可知,長(zhǎng)方體浸沒(méi)在液體中時(shí),它的
側(cè)面受到的各個(gè)方向液體的壓力相互平衡,則長(zhǎng)方體兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面所受液體的壓力同
時(shí)作用在長(zhǎng)方體上,且大小相等、方向相反、作用在同一條直線上是一對(duì)平衡力,故B
正確。
C、根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因可知,浮力等于物體上下表面的壓力差,即浮力為:F2-FI=F
浮,故C錯(cuò)誤。
D、若物體浸沒(méi)于更深的位置,但上下表面的深度差不變,所以受到的壓強(qiáng)差不變,受力
面積不變,受到的壓力差不變,即Fi、F2之差不變,故D正確。
故選:Co
【變式1-2X2023春?高唐縣期末)如圖所示,取一個(gè)瓶口內(nèi)徑略小于乒乓球直徑的雪碧瓶,
去掉其底部,把一只乒乓球放到瓶口處,然后向瓶里注水,會(huì)發(fā)現(xiàn)水從瓶口流出,乒乓
球不上浮。若用手指堵住瓶口,不久就可觀察到乒乓球上浮起來(lái)。此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了浮力的
方向豎直向上,浮力產(chǎn)生的原因是物體上下表面受到的壓力差。
【解答】解:開(kāi)始時(shí)乒乓球受到上面液體壓強(qiáng)和大氣壓的作用,下部沒(méi)有液體只受大氣
壓的作用,向上的壓強(qiáng)小于向下的壓強(qiáng),向上的壓力小于向下的壓力,乒乓球不能上浮。
當(dāng)用手堵住瓶口,乒乓球下面有水,乒乓球下面也受到液體壓強(qiáng)和大氣壓的作用。向上
的液體壓強(qiáng)大于向下的液體壓強(qiáng),根據(jù)F=pS,產(chǎn)生了一個(gè)豎直向上的壓力差,所以乒
乓球上浮,故此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了浮力產(chǎn)生的原因,浮力的方向是豎直向上的。
故答案為:豎直向上;壓力差。
【變式1-3】如圖所示,游泳時(shí)手和腳向后劃水,人會(huì)向前運(yùn)動(dòng)。推動(dòng)人向前運(yùn)動(dòng)的力的施
力物體是水,此現(xiàn)象說(shuō)明力的作用是相互的,人在水中受(不受/受)浮力。
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】解:①推動(dòng)人向前運(yùn)動(dòng)的力的施力物體是水。人和水之間發(fā)生相互作用,此現(xiàn)
象說(shuō)明力的作用是相互的。
②人在水中受到水對(duì)人豎直向上的托力,這個(gè)力是浮力。
故答案為:水;相互的;受。
知識(shí)點(diǎn)2峰究影響浮力大示因素的3驗(yàn)
知識(shí)點(diǎn)講解
1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、方?/p>
(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄坑绊懜×Υ笮〉囊蛩亍?/p>
(2)實(shí)驗(yàn)原理:F浮=G-F讀。
(3)實(shí)驗(yàn)方法:稱(chēng)重法、控制變量法。
2、實(shí)驗(yàn)器材:彈簧測(cè)力計(jì)、水、鹽水、細(xì)線、燒杯、小石塊。
(1)彈簧測(cè)力計(jì):測(cè)量拉力。
(2)細(xì)線:連接實(shí)驗(yàn)器材。
(3)小石塊、金屬塊:實(shí)驗(yàn)對(duì)象。
(4)水、鹽水:改變液體密度。
(5)燒杯:盛裝液體。
3、實(shí)驗(yàn)步驟
步驟①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量石塊在空氣中的重力。
步驟②把石塊慢慢浸入水中,直至石塊完全沒(méi)入水中,并觀察彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)變化。
步驟③把水換成鹽水,重復(fù)步驟②。
步驟④把小石塊換成金屬塊重復(fù)上面三個(gè)步驟。
步驟⑤記錄數(shù)據(jù),整理器材。
4、實(shí)驗(yàn)結(jié)論及應(yīng)用
(1)浮力大小跟浸入液體(水)中的體積有關(guān)。
(2)浸入液體中的體積一定時(shí),浮力大小跟物體所在深度無(wú)關(guān)。
(3)比較步驟二、三可知,浸入液體中的體積一定時(shí),浮力大小跟液體密度有關(guān),密度大
的浮力大。
’典例分析題型分類(lèi)舉一反三
X_______________________/
【典例2-1】(2023?東西湖區(qū)模擬)如圖所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的幾個(gè)
實(shí)驗(yàn)情景,實(shí)驗(yàn)甲、丙和丁中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為4.0N、2.8N和2.5N,若鹽水的
密度為1.2Xl()3kg/m3,則下列結(jié)論正確的是()
A.物體A的密度為3.2Xl()3kg/m3
B.實(shí)驗(yàn)乙中,物體A受到的拉力為L(zhǎng)ON
C.實(shí)驗(yàn)丙中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)比乙中小0.5N
D.實(shí)驗(yàn)丁中,容器底部受到物體A的壓力等于0.3N
【答案】D
【解答】解:A、比較甲和丙兩圖可知,物體A受到的浮力:F浮=6-F拉=4N-2.8N
=1.2N,
物體A的體積:V=丫挑=——--=--------#---------------=104m3
P鹽水g1.2X103kg/m3XlON/kg
物體A的密度:p』=-------甥——=4X103kg/cm3,故A錯(cuò)誤。
gV10N/kgX10-4m3
B、在實(shí)驗(yàn)乙中,物體受到的浮力F浮'=p水gV排=1X103kg/m3X10N/kgX10_4m3=lN,
物體A受到的拉力F^=G-F浮'=4N-1N=3N,故B錯(cuò)誤。
C、實(shí)驗(yàn)丙中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)比乙中小:3N-2.8N=0.2N,故C錯(cuò)誤。
D、實(shí)驗(yàn)丁中容器底部受到物體A的壓力:Fffi=G-F浮-F拉=4N-1.2N-2.5N=0.3N,
故D正確。
故選:D。
【典例2-2】(2023春?寧國(guó)市期中)小芳同學(xué)在探究“浮力大小的影響因素”時(shí),用彈簧測(cè)
力計(jì)、小石塊、燒杯、小桶等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,如圖所示a、b、c、d是四個(gè)步驟示意圖。
設(shè)四個(gè)圖中彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)分別是Fi、F2、F3、F4,由四個(gè)圖中a、c兩個(gè)圖的彈
簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)可以求出小石塊受到的浮力為F1-F3;如果關(guān)系式F4-W=Fi
-F3成立,就可以得到著名的阿基米德原理。
即成)溢
石(裝g的
?。?。出,
32F的k/
掉FF-驗(yàn)溢底
IN
減L數(shù)實(shí)d0,沉
iF”、1
FF示==浮塊
2素cg
力為的F、(漂物
因
重力計(jì)-ao塊,
4小3
的浮力Fm物中
大/
塊的測(cè)式圖g,杯
力k
石到簧系用中入
浮3
小受彈。選杯放
關(guān)響Q
于塊中關(guān)可1入塊
果影,X
等石b有1放物
如究系.
力小掉;1塊一
出2探積關(guān)物同
浮減F“o
求)-體無(wú)心把
的做有是
到以和4的實(shí),
F=在度N1度
受可之體.密把時(shí)
,排海液深1,體
塊c力的
G0小開(kāi)的時(shí)液
石、重3,水2
Oa的F排中為體的
3小故-示鹽2m
二二二二F體小
@077,選水;。I,液p
-圖液3
I應(yīng)開(kāi)力理F與大的為
知=如在m/i
F故排原2小的g為
=可重)kp度
2';和的德F-大沒(méi)力度
F3考浸為密;
FF桶米4力浮3密
--體F月度滿積
4數(shù)即液基浮體受Q的
FG;市1密盛體
=示(開(kāi)阿3明物所X塊
;州與8滿杯的
3浮的4排的F-說(shuō)中物
FF1膠,小水盛水。體
-F計(jì)數(shù)被名?
Fc大鹽杯溢2液
i據(jù)力示于著;春為m開(kāi)
Fc3、力在水;
;根測(cè)的等到2b。度i為排
c:簧)得、0、浮作沒(méi)密溢m量)
、計(jì)a2a究浸,1
a解彈力力以:(操的為質(zhì)(
】析探體體圖
】】中測(cè)重可為3行量體】
-分為物物如質(zhì)液
案答水簧的就案2))進(jìn))))案
答解在桶,答12來(lái)35體的答
【【彈例(((4((【
塊d空立故典置液出
【
(2)a、c、d;
(3)1.1N;
(4)8X103;1.1X103;
IUi
⑸一P2
m2
【解答】解:(1)由圖a、b、c可知,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不同,即物體所受浮力不同,物
體密度相同,排開(kāi)液體體積不同,
說(shuō)明浮力大小與排開(kāi)液體體積有關(guān);
(2)探究浮力與物體浸入液體深度的關(guān)系,應(yīng)控制液體密度與物體排開(kāi)液體的體積相同
而物體浸沒(méi)在液體中的深度不同,由圖示實(shí)驗(yàn)可知,圖a、c、d實(shí)驗(yàn)中物體排開(kāi)液體的
密度、物體排開(kāi)液體的體積相同而物體浸沒(méi)在液體中的深度不同,可以選用圖a、c、d
所示實(shí)驗(yàn)探究浮力大小與物體浸沒(méi)在液體中的深度有無(wú)關(guān)系;
(3)由圖a、e所示實(shí)驗(yàn)可知,圓柱體浸沒(méi)在鹽水中時(shí)受到的浮力:F鹽浮=G-Fe=8N
-6.9N=1.1N;
(4)物體浸沒(méi)時(shí),V物=丫水排=v鹽排,由圖可知,物體浸沒(méi)時(shí),F(xiàn)水浮=p水gV水排—G-
Fc=8N-7N=1N---------①,
F鹽浮=p鹽8丫鹽排=G-F鹽=8N-6.9N=1.1N-----②,G物=p物8丫物=Fa=8N--
---③,由品■得,p鹽=l.lp水uLlXlO^kg/n?,由品■得,p物=8p水=8Xl()3kg/m3;
(5)設(shè)物塊重力為Go,密度為po,體積為Vo,把實(shí)心物塊放入密度為pi的液體時(shí),物
塊漂浮,由阿基米德原理可得,物塊所受浮力F浮l=mlg,由二力平衡可得,F(xiàn)浮i=Go,
即mig=Go=pogVo,得po=—①,
V。
當(dāng)溢水杯盛滿密度為P2的液體時(shí),物塊沉底,即F浮2=p2gV排=「28丫0,得Vo=
P2
------②,將②代入①可得,po=Hp0
m2
故答案為:(1)排開(kāi)液體的體積;
(2)a>c、d;
(3)1.1N;
(4)8X103;1.1X103;
m,
(5)p
2°
m2
【變式2-1](2023春?安鄉(xiāng)縣期末)如圖所示,小聰用一個(gè)長(zhǎng)方體鋁塊探究影響浮力大小的
因素。他先后將該鋁塊會(huì)平放、側(cè)放和豎放,使其部分浸入同一杯水中,保證每次水面
到達(dá)同一標(biāo)記處,比較彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)大小。該實(shí)驗(yàn)探究的是下列哪個(gè)因素對(duì)浮力大小
的影響()
平放側(cè)放豎放
A.液體的密度B.物體的形狀
C.物體排開(kāi)液體的體積D.物體浸入液體的深度
【答案】D
【解答】解:他先后將該鋁塊平放、側(cè)放和豎放,使其部分浸入同一杯水中,液體的密
度相同,每次水面到達(dá)同一標(biāo)記處,說(shuō)明物體排開(kāi)水的體積相同,物體浸入水的深度不
同,比較彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)大小,可以探究浮力與物體浸入液體的深度的關(guān)系,故D正確。
故選:D。
【變式2-2](2023秋?長(zhǎng)寧區(qū)校級(jí)期中)如圖所示是小李同學(xué)做“驗(yàn)證阿基米德原理”實(shí)驗(yàn)
的情景,該實(shí)驗(yàn)的目的是為了定量研究浸沒(méi)在水中的物體所受浮力大小與物體排開(kāi)液
體重力的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中用FL力來(lái)表示物體所受浮力大小,用量筒中液面的
兩次示數(shù)差(V2-V1)來(lái)表示物體排開(kāi)液體的體積。若阿基米德原理成立,則實(shí)驗(yàn)
中各物理量之間應(yīng)滿足的關(guān)系式為Fi-物=p水g(V2-Vi)(p水表示水的密度,
各物理量用符號(hào)表示)。
瑪
【答案】物體排開(kāi)液體重力;Fi-F2;物體排開(kāi)液體的體積;Fi-F2=p*g(V2-Vi)o
【解答】解:阿基米德原理的內(nèi)容為:當(dāng)物體全部或部分浸在液體中時(shí),它會(huì)受到向上
的浮力,浮力大小等于它所排開(kāi)這部分液體所受的重力大小,即F浮=G排;
由實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍枰?yàn)證的是浮力與物體排開(kāi)液體重力的關(guān)系,因此我們需要比較浸在
液體中的物體所受浮力大小和排開(kāi)液體的重力的大小數(shù)量關(guān)系;
由圖可知彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)Fi表示物體的重力,實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)的兩次示數(shù)差(Fi-
F2)表明了物體受到的浮力,量筒中液面的兩次示數(shù)差(V2-V1)來(lái)表示物體排開(kāi)液體
的體積;
若阿基米德原理成立,則實(shí)驗(yàn)中各物理量之間應(yīng)滿足的關(guān)系式為Fi-F2=p水g(V2-Vi)。
故答案為:物體排開(kāi)液體重力;Fi-F2;物體排開(kāi)液體的體積;Fi-F2=p7kg(V2-Vi)o
【變式2-3](2023秋?昌平區(qū)期末)小京同學(xué)想探究浮力大小與液體密度、排開(kāi)液體的體積
是否有關(guān),做了如甲、乙、丙、丁圖所示的實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)根據(jù)圖中給出的信息,回答下列問(wèn)
水
甲乙丙T
(1)物體A浸沒(méi)在水中所受浮力為1No
(2)根據(jù)圖甲、圖丙和圖丁可知,浮力的大小與液體密度有關(guān)。完成實(shí)驗(yàn)之后,
小京發(fā)現(xiàn)根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù),還可以測(cè)出鹽水的密度。
(3)已知水的密度為1.0Xl()3kg/m3,則丁圖中所用鹽水的密度是LIXICPkg/n?。
【答案】(1)1;(2)丙;(3)1.1X101*3.
【解答】解:(1)由圖甲知:G=4N,
由圖丙知,F(xiàn)=3N,所以F^j!=G-F=4N-3N=lN;
(2)圖丙中液體是水,圖丁中的液體是鹽水,根據(jù)圖丙和圖丁可知,物體受到的浮力不
同,所以說(shuō)浮力的大小與液體密度有關(guān);
(3)物體浸沒(méi)在鹽水中時(shí)受到的浮力F浮鹽水=G-F"=4N-2.9N=1.1N,
根據(jù)F浮二p濃gV排知物體的體積為:
V—V—F浮水1N—1X1"4m3
V—V排一-------=----------------------------1xium;
P水gl.OX103kg/m3X10N/kg
因物體在水和鹽水中排開(kāi)液體的體積和自身的體積相等,
所以,由F浮=pgV排可得鹽水的密度為:
F浮鹽水1.1N,.3.,3
P鹽水=--——=-----------------=1.1X1o'Vkgl/nm'o
gV排10N/kgXIX10-4m3
故答案為:(1)1;(2)丙;(3)l.lX103o
鞏固訓(xùn)練
1.(2023春?秀英區(qū)月考)以下情景中沒(méi)有受到浮力的物體是()
A.遨游太空的“天宮一號(hào)”
B.空中上升的熱氣球
C.海上航行的“遼寧號(hào)”
D.海中下潛的“蛟龍”號(hào)
【答案】A
【解答】解:
A、太空中沒(méi)有空氣,故遨游太空的“天宮一號(hào)”不受到浮力作用,故A符合題意;
B、空中上升的熱氣球排開(kāi)一定體積的氣體,受到空氣的浮力,故B不符合題意;
C、在海上航行的“遼寧號(hào)”航空母艦,漂浮在水面上,受到水的向上托起的力,即受到
浮力,故C不符合題意;
D、下潛的“蛟龍”號(hào)在水中盡管下沉,但仍然受到浮力,故D不符合題意。
故選:Ao
2.(2023春?江油市期中)下列關(guān)于浮力的說(shuō)法正確的是()
A.浮力都是由水產(chǎn)生的
B.在不同的液體中,浮力的方向會(huì)不同
C.只有固體才能受到浮力的作用
D.浮力的方向與重力的方向相反
【答案】D
【解答】解:A、浮力產(chǎn)生的原因是液體對(duì)物體的壓力差產(chǎn)生的,是物體浸入的液體產(chǎn)生
的,物體不一定是浸入水中,其它的液體(如煤油、酒精燈)都可以,故A項(xiàng)說(shuō)法不正
確。
B、浮力是液體對(duì)物體的向上和向下的壓力差,方向總是與物體受到的豎直向上的壓力方
向一致,浮力方向不會(huì)變化,故B項(xiàng)說(shuō)法不正確。
C、浮力是對(duì)浸在液體中的物體產(chǎn)生的,物體不一定只是固體,其它的物體如水面上的油、
水中的水銀也一樣受到浮力的作用,故C項(xiàng)說(shuō)法不正確。
D、浮力是液體對(duì)物體的向上和向下的壓力差,方向與物體受到的向上的壓力方向一致,
總是豎直向上的,這與豎直向下的重力方向相反,故D項(xiàng)說(shuō)法正確。
故選:D。
3.(2023春?思明區(qū)校級(jí)期中)某天,曉琳用細(xì)線綁住一個(gè)近似于長(zhǎng)方形的小石塊,并將它
豎直懸置于一桶水中。當(dāng)小石塊浸沒(méi)在水中時(shí),她發(fā)現(xiàn)手受到的繩子的拉力變小了,這
是因?yàn)椋ǎ?/p>
A.小石塊的質(zhì)量變小了
B.小石塊所受到的重力消失了
C.小石塊的上下表面存在壓力差
D.小石塊對(duì)水有壓力
【答案】C
【解答】解:當(dāng)小石塊浸沒(méi)在水中時(shí),由于小石塊的上下表面存在壓力差即小石塊受到
水的浮力,所以手受到的繩子的拉力變小了。
故選:Co
4.(2023春?西鄉(xiāng)塘區(qū)校級(jí)月考)如圖所示,一個(gè)邊長(zhǎng)為10cm的正方體豎直懸浮在某液體
中,浮力為8N,上表面受到液體的壓力為5N。下列說(shuō)法正確的是()
A.上表面所在深度為5cm
B.下表面受到液體的壓力為13N
C.正方體上下表面受到液體的壓強(qiáng)差一定為零
D.將液體換成水,正方體最終漂浮,其上下表面受到水的壓力差變大
【答案】B
【解答】解:A、因物體懸浮時(shí)排開(kāi)液體的體積和自身的體積相等,所以物體排開(kāi)液體的
體積丫排=丫=1?=(10cm)3=1000cm3=lX103m3,
由F浮=p液gV排可得,液體的密度p液=——=--------------_=0.8X103kg/m3,
gV排10N/kgX1X1。-31rl3
物體上表面受到液體的壓力Fi=5N,正方體的上表面積S=I?=(10cm)2=100cm2=1
X10-2m2,
F
正方體上表面受到的壓強(qiáng)pi=—L=——嗎~-=500Pa,
SlX10-2m2
由p=p濃gh可得,正方體上表面所處的深度hi=-^—=-------------普空----------
P液g0.8X103kg/m3X10N/kg
=0.0625m=6.25cm,故A錯(cuò)誤;
B、根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因可得,物體下表面受到液體的壓力Fi=F./Fi=8N+5N=13N,
故B正確;
C、物體受到了浮力,則正方體上下表面受到壓力的合力一定不為零,則正方體上下表面
受到液體的壓強(qiáng)差一定為零,故C錯(cuò)誤;
D、物體漂浮和懸浮時(shí)受到的浮力都等于其自身重力,也就是說(shuō)兩種情況下物體受到的浮
力相等,故根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因可知,將液體換成水,正方體最終漂浮,其上下表面受
到水的壓力差不變,故D錯(cuò)誤。
故選:Bo
5.(2023春?香坊區(qū)校級(jí)月考)如圖所示,洗手盆底部的出水口寒著橡膠制成的水堵頭,則
正確的是()
洗手盆
A.水堵頭不受水的壓力作用,但受到水的浮力作用
B.水堵頭不受水的壓力作用,也不受水的浮力作用
C.水堵頭受水的壓力作用,不受水的浮力作用
D.此時(shí)水堵頭受到非平衡力的作用
【答案】C
【解答】解:ABC、洗手盆底部的出水口塞著橡膠制成的水堵頭,受到水向下的壓力,
但水堵頭的下表面沒(méi)有水,沒(méi)有受到水向上的壓力,所以水堵頭不受浮力,故AB錯(cuò)誤,
C正確;
D、水堵頭靜止,處于平衡狀態(tài),所以此時(shí)水堵頭受到平衡力的作用,故D錯(cuò)誤。
故選:Co
6.(2023春?臨澧縣期末)如圖所示,同一物體以?xún)煞N方法浸入水中,其向上、向下的壓力
差F甲和F乙的關(guān)系為()
___\左一_-_-.
一一畝一…/…
A.F甲VF乙B.F甲>尸乙
C.F甲=Fz,D.條件不足,無(wú)法確定
【答案】C
【解答】解:同一物體以?xún)煞N方法浸入水中,丫排=丫,根據(jù)F浮=p^V排得,受到的浮
力相等,根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因,浮力等于物體上下表面所受液體的壓力差,所以同一物
體以?xún)煞N方法浸入水中,受到水向上和向下的壓力差相等。
故選:Co
7.(2023春?橋西區(qū)校級(jí)期中)如圖所示,A、B是能自由移動(dòng)的物體,C、D是容器自身凸
起的一部分?,F(xiàn)往容器里注入一些水,則下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()
A.A物體一定受浮力的作用
B.B物體一定受浮力的作用
C.C物體一定不受浮力的作用
D.D物體一定不受浮力的作用
【答案】D
【解答】解:A、由圖可知,水對(duì)A物體上下表面產(chǎn)生了向上的壓力差,故A物體一定
受浮力的作用,故A正確;
B、B物體上表面沒(méi)有受到水的壓力,但下表面受到水的壓力,因此水對(duì)B物體上下表面
產(chǎn)生了向上的壓力差,故B物體也受浮力的作用,故B正確;
C、C物體上表面受到水的壓力,但下表面沒(méi)有受到水的壓力,因此水對(duì)C物體上下表面
沒(méi)有產(chǎn)生壓力差,故C物體不受浮力的作用。故C正確;
D、由圖可知,水對(duì)D物體上下表面產(chǎn)生了向上的壓力差,故D物體受浮力的作用,故
D錯(cuò)誤。
故選:D。
8.(2023春?啟東市月考)小雨用器材探究“圓錐形物體所受浮力大小與哪些因素有關(guān)”實(shí)
驗(yàn)中,如圖F,用彈簧測(cè)力計(jì)拉著圓錐形物體從其底部剛好接觸水面,開(kāi)始緩慢沒(méi)入水
中描繪的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F與圓錐形物體的浸入水中深度h的變化關(guān)系圖像與圖乙中相
符合的是(己知物體高2cm)()
4N
2cm
F/N
3
2
1
h/cm
A.01234
F/N
4-[―:
2.::
h/cm
——!——!——i-f
D.01234
【答案】C
【解答】解:當(dāng)物體在水中的深度hv2cm時(shí),物體浸入水的過(guò)程中,其排開(kāi)水的體積V
排增大,且由于物體為圓錐體,V排增大迅速,由F浮=p液gV排知,其在水中受到的浮力
增大且增加量變大,物體緩慢浸入,物體處于平衡狀態(tài),物體的重力不變,由G物=F拉
+F浮可知,測(cè)力計(jì)的拉力F拉減小,且減小的越來(lái)越快;
當(dāng)物體在水中的深度h22cm時(shí),物體浸入水的過(guò)程中,其排開(kāi)水的體積V排不變,F(xiàn)拉
不變,物體的重力不變,由F浮=p液gV排知,其在水中受到的浮力不變,物體緩慢浸入,
物體處于平衡狀態(tài),由G物=尸拉+尸浮可知,測(cè)力計(jì)的拉力F拉不變,故C正確,ABD錯(cuò)
誤。
故選:Co
9.(2023春?光澤縣期中)浸入液體中的物體,通常要受到液體對(duì)它豎直向上的力,浮力的
施力物體是液體,浮力的方向是豎直向上。
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】解:物體浸在液體中,由于物體上、下表面所處的深度不同,下表面所處的深
度大于上表面的深度,下表面受到的壓強(qiáng)大于上表面受到的壓強(qiáng),因此液體對(duì)物體產(chǎn)生
的向上的壓力與向下的壓力不相等,實(shí)際上,這兩個(gè)壓力的合力就是液體對(duì)物體施加的
向上托的作用,這個(gè)力習(xí)慣上稱(chēng)為浮力。方向與物體受到的向上的壓力方向一致,總是
豎直向上的。
故答案為:液體;豎直向上。
10.(2023春?喀什地區(qū)期末)如圖所示,當(dāng)向兩端開(kāi)口的容器內(nèi)注水時(shí),乒乓球不會(huì)(填
“會(huì)”或“不會(huì)”)浮起來(lái),因?yàn)榍虻纳舷卤砻娌皇埽ㄌ睢笆堋被颉安皇堋保┑揭后w
向上的壓力差。
乒乓球
礦泉水瓶
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】解:圖中,乒乓球下部沒(méi)有水,它的底部不受水的向上的壓力,也就沒(méi)有壓力
差,所以,乒乓球不受浮力,球不會(huì)浮起來(lái)。
故答案為:不會(huì);不受。
11.(2023春?滄州期末)如圖所示的圓柱體浸沒(méi)在液體中時(shí),它的側(cè)面受到的各個(gè)方向液
體的壓力相互平衡,其下表面受到液體向上的壓力比上表面受到液體向下的壓力
大,這就是浸沒(méi)在液體中的物體受到浮力的原因。
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】解:據(jù)相同深度處液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等的特點(diǎn)可知,圓柱體浸沒(méi)在液體
中時(shí),它的側(cè)面受到的各個(gè)方向液體的壓力相互平衡,即可以相互抵消;
而圓柱體上、下表面所受的液體壓力是不同的,
設(shè)上表面所處的深度為hl,下表面所處的深度為h2。
則上表面受到的壓強(qiáng)為p向下=p?ghi,受到的壓力為F向下=p向下S=psghiS;
下表面受到的壓強(qiáng)為p向上=p浪gh2,受到的壓力為F向上=P向上S=p?gh2So
因?yàn)閔i<h2,
所以F向上>F向下,
則液體對(duì)物體產(chǎn)生向上的壓力和向下的壓力不相等,壓力差就產(chǎn)生了浮力,即F浮=F向
上-F向下。
故答案為:平衡;大。
12.(2023春?渾南區(qū)月考)如圖所示,用細(xì)繩將一個(gè)重為5N的長(zhǎng)方體系在容器底部,若長(zhǎng)
方體所受浮力為8N,則繩對(duì)長(zhǎng)方體的拉力為3N,如果長(zhǎng)方體上表面受到水的壓力
為7N,則長(zhǎng)方體下表面受到水的壓力為15N。
【答案】3;15o
【解答】解:物體處于靜止?fàn)顟B(tài),受力平衡,受到豎直向下的重力、豎直向下的拉力、
豎直向上的浮力,則拉力的大小為F=F浮-G=8N-5N=3N;
根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因可知,長(zhǎng)方體下表面受到水的壓力F下表面=F上表面+F浮=7N+8N=15N。
故答案為:3;15。
13.(2023春?廣水市期中)為探究浮力大小與哪些因素有關(guān),小高設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn),
請(qǐng)回答:
abcd
(1)物塊a完全浸沒(méi)水中受到的浮力是2N;
(2)比較b、c兩圖可知,物體浸在水中的體積越大,受到的浮力越大;
(3)比較圖d和圖e可知,物體所受浮力的大小與液體的密度有關(guān);
(4)分析c、d兩次實(shí)驗(yàn),說(shuō)明浸在同種液體中的物體所受浮力大小跟深度無(wú)關(guān)。
【答案】(1)2;(2)越大;(3)d;(4)深度。
【解答】解:(1)根據(jù)稱(chēng)重法測(cè)浮力,由ad知道,物體浸沒(méi)在水中受到的浮力為F浮1
=G-Fi=8N-6N=2N;
(2)比較b,c兩圖知道,c中物體浸在水中的體積大,而測(cè)力計(jì)示數(shù)小,由稱(chēng)重法測(cè)浮
力知道,c中物體受到的浮力大,所以,物體浸在水中的體積越大,受到的浮力越大。
(3)研究物體所受浮力的大小與液體的密度有關(guān),要控制排開(kāi)排開(kāi)液體的體積相同,故
比較圖e和圖d知道,物體所受浮力的大小與液體的密度有關(guān)。
(4)分析c、d兩次實(shí)驗(yàn)知道,物體浸沒(méi)在水中,物體浸入水的深度不同,彈簧測(cè)力計(jì)
的示數(shù)相同,物體
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