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文檔簡(jiǎn)介
2024年中考物理重難點(diǎn)突破
第n講浮力
【重難點(diǎn)與突破】
一、浮力
1.浮力:浸在液體中的物體受到向上的力。一般用符號(hào)F表示,單位:No
2.浮力的方向:豎直向上。作用點(diǎn):物體上。施力物體:屐體。受力物體:浸在
液體中的物體。浮力大小的測(cè)量方法:重力差法。一般步驟:①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)
出物體在空氣中的重力G;②將物體浸在液體中,測(cè)出此時(shí)的重力F;③用公
式F=G-F計(jì)算浮力的大小。
3.浮務(wù)產(chǎn)生的原因:物體的上下表面受到液體的壓力差。即F=F向上-Fo
浮向下
【例1】(2022株洲)在測(cè)量浮力大小”的實(shí)驗(yàn)中,由圖甲可知金屬塊受到的重
力是N,現(xiàn)將金屬塊完全浸沒到水中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變?yōu)槿鐖D乙所示,
則金屬塊受到水的浮力是
________No
用乙
【分析】由圖甲可知:金屬塊處于空氣中受到的重力G=l.4N;由圖乙可知:金
屬塊浸沒時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F=1.ONo金屬塊受到水的浮力:F=G-F
不浮不
=1.4N-1.0N=0.4No
【答案】0.4N
【突破】1.浸在液體中的物體受到的浮力的施力物體液體。方向是豎直向上。
2.采用重力差法測(cè)浮力,需要先測(cè)出物體在空氣中的重力,再讀出在液體中時(shí)
的重力。若果相反操作,則由于物體上有液體,導(dǎo)致誤差變大。
二、影響浮力大小的因素
1.物體排開液體的體積:物體浸在液體中的體積越大,受到的浮力越大。
2.液體的密度:當(dāng)物體排開液體的體積一定時(shí),液體的密度越大,物體受到的浮
力越大。
3.公式:F=PgV(P一液體的密度,單位:kg/m;V—物體排開液體的
,,_,乂八浮、液排液3排
體V積1,單位:ID3)
【例2】(2022畢節(jié))在“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)時(shí),小麗將
一個(gè)物塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,并逐漸使其浸入水中,實(shí)驗(yàn)過程和對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
如圖甲、乙、丙、丁、戊所示。
(1)由圖甲、丙可知,物體浸沒在水中時(shí),受到的浮力為______N?
(2)分析圖甲、乙、丙可知物體所受浮力大小與(填“排開液體”或“物
體”)的體積有關(guān)。
(3)分析圖可知,物體所受浮力與它浸沒在水中的深度無(wú)關(guān)。
【分析】(1)如圖甲知:物重G=2.7N;如圖丙知:物體浸沒在水中,彈簧測(cè)力
計(jì)的示數(shù)為F=1.7N。物體浸沒在水中受到的浮力:F=G-F=2.7N-L7N
示浮示
=1.ONo
(2)物體的體積、重力不變,物體排開液體的體積越大,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)越小,
由F=G-F知,浮力越大,所以物體在液體中所受浮力大小與物體排開液體的
浮
體積有關(guān)。
(3)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液體的
體積相同而物體浸沒在液體中的深度不同,由圖示實(shí)驗(yàn)可知,圖丙、丁、戊所示
實(shí)驗(yàn)中物體排開液體的密度、物體排開液體的體積相同而物體浸沒在液體中的深
度不同,因此可以選用圖丙、丁、戊所示實(shí)驗(yàn)探究浮力大小與物體浸沒在液體中
的深度有無(wú)關(guān)系。
【答案】(1)1.0(2)排開液體(3)丙、丁、戊
【突破】1.明確影響浮力大小的因素:物體排開液體的體積和液體的密度,與其
它因素?zé)o關(guān)。
2.利用公式F=PgV可以方便的判斷出物體所受浮力大小的變化。若題設(shè)中
浮液排
液體的密度P不變,當(dāng)V變大,F(xiàn)就變大;當(dāng)排開液體的體積V不變時(shí),當(dāng)
“-,排浮排
P變大,F(xiàn)就變大。
三、阿基米德原理
1.原理:浸在液體中的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于它排開的液體所受
到的重力。
2.數(shù)學(xué)表達(dá)式:F=Go
【例3】(2022包賣)賣趣小組利用彈簧測(cè)力計(jì)、物塊、溢水杯、小桶、鐵架臺(tái)
等器材驗(yàn)證阿基米德原理。(細(xì)線的質(zhì)量和體積均忽略不計(jì))
(1)使用彈簧測(cè)力計(jì)前,要將指針調(diào)在_______位置。
(2)實(shí)驗(yàn)中所用物塊的重力為N?
(3)同學(xué)們發(fā)現(xiàn)溢水杯中未裝滿水,如圖甲所示,這樣實(shí)驗(yàn)會(huì)使測(cè)得的溢出水
的重力(填“偏大”或“偏小”)。
(4)溢水杯裝滿水后,將物塊浸沒在水中,如圖乙所示,物塊受到的浮力為
N,物塊受到的浮力大小與它排開水所受的重力大小o
(5)繼續(xù)實(shí)驗(yàn),將物塊浸沒在裝滿酒精溢水杯中,如圖丙所示,發(fā)現(xiàn)F〉F,
說(shuō)明物塊受到的浮力大小與有關(guān)。換用酒精再次實(shí)驗(yàn)的目的是
(填“減小誤差”或“尋找普遍規(guī)律”)。
【分析】(1)使用彈簧測(cè)力計(jì)前,要對(duì)指針調(diào)零,即要將指針調(diào)到零刻度線處。
(2)由圖甲可知:物體的重力G=F=4N。
(3)若溢水杯中水未裝滿,則溢出的水的重力會(huì)減小,即G會(huì)減小。
排
(4)由圖乙可知:當(dāng)物體浸沒在水中時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F=F=3N。所以物
體在水中受到的浮力F「G-F=4N-3N=1N。物塊排開水所受的重力大小為
F=F-F=1.5N-0.5N=1N,Iff物盛到的浮力大小與它排開水所受的重力大小相等。
42
(5)丙中不同的是液體的密度,所以說(shuō)明物塊受到的浮力大小與密度有關(guān)。換
用酒精再次實(shí)驗(yàn)的目的是為了尋找普遍規(guī)律,避免一次實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的結(jié)論偶然性。
【答案】(1)零刻度線(2)4(3)偏小(4)1相
等
(5)液體密度(液體種類)尋找普遍規(guī)律
【突破】1?本實(shí)驗(yàn)中,溢水杯中的液體一定要裝滿,否則會(huì)導(dǎo)致G偏小,使F
排
與G不相等。
5.要第測(cè)出空小桶的重力,再測(cè)出小桶和排出的液體的總重力,否則會(huì)因?yàn)樾⊥?/p>
上有殘留液體,導(dǎo)致測(cè)量誤差增大。
3.注意區(qū)分F和G的測(cè)量值由哪個(gè)數(shù)據(jù)獲得,不要將G、F、G、G的數(shù)
浮排示桶桶+水
據(jù)搞混淆。F=G-F;G=G-Go
四、物體的容現(xiàn)條侔
物體的浮沉條件
浮沉情況物體的重力與所受浮力的關(guān)系物體的密度與液體密度的關(guān)系
上浮G<Fp<P
物浮物液
漂浮G<Fp<P
懸浮G=Fp=p
下沉G>Fp>P
【例4】(202$__痣_Ha__C_界___逗5____冬____至_____,_____小_____靜____煮_____餃_____子_____時(shí)_____發(fā)____血,枷醫(yī)餃字詼剛剛下鍋會(huì)沉在水底,
此時(shí)餃子所受的浮力重力;在水中煮一會(huì)兒,餃子就會(huì)脹浮在水面上,此
時(shí)餃子所受的浮
力_重力(選填“大于”、“等于”或“小于”)。
【分布當(dāng)餃子剛剛下鍋會(huì)沉在水底,是因?yàn)轱溩铀艿母×π∮谥亓?;在水?/p>
煮一會(huì)兒,餃子受熱膨脹、體積變大,排開水的體積變大,由F,=P,gV可
知,餃子所受浮力變大;
當(dāng)浮力大于餃子的重力時(shí),餃子上浮,直至漂浮在水面上,此時(shí)浮力等于重力。
【答案】小于等于
【突破】1.判斷浮沉情況,根據(jù)題目的已知條件,靈活選用判斷依據(jù):若知道重
力、浮力,用比較二者大小來(lái)判斷較好,這里計(jì)算浮力時(shí),一定要假設(shè)V=v。
若果已知二者的密度,通過比較密度更直接。若果需要判斷是漂浮,還是氯澧
通過比較密度更容易一些,因?yàn)楫?dāng)物體漂浮或懸浮時(shí)都有G=F,不好判斷。
2.比較浮力大小,最好用公式F_=Pgv,分析F.、P、V物三普之間的變化關(guān)
系。判斷液體密度,可以計(jì)算出密度,血可以比較物體的浮點(diǎn)狀態(tài),應(yīng)用浮沉條
件來(lái)判斷。
五、浮沉條件的應(yīng)用
1.輪船;采用“空心”的方法,增加可利用的浮力。輪船的排水量m=m+mo
排船物
2.潛艇:通過改變自身重力實(shí)現(xiàn)上浮和下沉。
3.密度計(jì):當(dāng)物體漂浮時(shí),有F=G。同一只密度計(jì)的重力一定,由F=G
浮物浮物
pgV,可得:P=壇,G一定,所以p與V成反比,即密度計(jì)的刻度是
液排液gv=物液排
由下至上依次減小的,越靠近下端,刻度值越大,露出液面越多,液體密度越大。
4.飛艇、熱氣球:在內(nèi)部填充密度比空氣密度小的氣體,使其受到的浮力大于或
等于自身的重力。
5.鹽水(泥漿)選種:利用鹽水(泥漿)的密度比水大,使不合要求的種子漂浮,
符合要求的種子沉底,從而選出符合要求的種子。
【例5】(2022德陽(yáng))如圖所示,將同一個(gè)小球分別放入甲、乙、丙三種不同液
體中,靜止時(shí)小球在甲液體中漂浮、在乙液體中懸浮、在丙液體中下沉到底部。
如果用P、P、P分別表示三種液體的密度,則關(guān)于三種液體密度大小的
關(guān)系說(shuō)法正確的息()
甲乙丙
A.>PB.=P
乙丙
C.>PD.<P
【分析4靜止時(shí),小球在甲液體中漂浮,乙液體用懸浮;丙液標(biāo)中沉底,則根據(jù)
堂沉條件可得:p甲,p乙,p-P丙;所以,三種液體的密度關(guān)
>p>P
乙丙
【答案】C
【突破】物體浮沉條件的利用,要根據(jù)實(shí)際的情況靈活分析,不能生搬硬套規(guī)律。
六、浮力的計(jì)算
1.利用F=PgV和F=G計(jì)算浮力
(1)直提求浮另。號(hào)戈出通目吊的已知,統(tǒng)一成國(guó)際單位,代入公式計(jì)算即可。
(2)測(cè)量或計(jì)算物體或液體的密度
當(dāng)物體浸沒在液體中時(shí),由F=PgV變形得V=V=-^oP=%=當(dāng)萼
浮液排物排pi5目物s*G^-F-
P=--
液gv=
2.幾種主要題型
題型1.已知漂浮物體排開(或露出)液體部分的比值,求液體或物體的密度。
一般解法是:利用漂浮時(shí),有F=G,變形得PgV=PgV,根據(jù)此公
式變形,可求物體或液體的密度,還奇以隸比值等。
題型2.比例問題
這類問題,要綜合運(yùn)用密度計(jì)算、浮沉條件的判斷分析綜合求解。注意結(jié)合
已知的比值,聯(lián)系公式F『PgV和當(dāng)漂浮或懸浮時(shí)有F『G,變形公式為
P.gV=PgV,分析何嫌。水排物
題蒯3?壓成與潭力的綜合
浮力的產(chǎn)生歸根揭底是由于物體受到液體的壓強(qiáng)差,從而產(chǎn)生壓力差。所以
壓強(qiáng)與浮力之間存在著必然聯(lián)系。在確定的液體中,壓強(qiáng)的變化,原因是物體浸
入液體的深度的變化,浮力的變化也是由此引起(浸入的越多,V就越大,浮
力就越大)。解這類題目時(shí),計(jì)算壓強(qiáng)的變化,一般通過計(jì)算浮力曲變化,找出
V的變化,通過液體體積的變化和容器底面積,求得深度的變化,再利用液體
威雖公式計(jì)算。
【例6】(2022德陽(yáng))如圖所示,盛有2kg水的柱形容器置于水平地面上,重為
6N不吸水的正方體,靜止時(shí)有五分之三的體積浸入水中,物體下表面與水面相
平,則物體的密度
為kg/m3,物體下表面所受水的壓力為No若物體在壓力的作用下剛
好寢段永中,不接觸容器底,水不溢出,此時(shí)永對(duì)容器底部的壓力為No
(g取10N/kg,P=1.OX10skg/m3)
水
【分析】由于物體處于漂浮,則\=G,根據(jù)阿基米德原理可知:
F「水g*=P物gV物,P物=5。水嚏XlX103kg/m3=0.6X103kg/*
(2)木塊漂浮,受到的浮力為:F=G=6N;根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因可知,水對(duì)
物體下表面的壓力與物體受到的浮為相等,所以下表面受到的壓力為6No
(3)水的重力為:G(=mg=2kgX10N/kg=20N;若物體在壓力的作用下剛好浸
沒水中,此時(shí)物塊多屏開了2V/5的體積的水;由于F=PgX3V/5=6N,
?,物浮水物
則
△F=PgX2V/5=4N;所以物體受到的浮力為:F'=F+AF=6N+4N
=10N;物卷受到嚏直向下的重力、豎直向上的浮力、豎置向f的壓先所以壓
力的大小為:
F=F'-G=10N-6N=4N;
對(duì)水和物體整體分析:整體受到豎直向下的重力、豎直向下的壓力、容器底面豎
直向上的支持力的大小,所以容器底面豎直向上的支持力的大小為:『=G
水
+G+F=20N+6N+4N=30N;
由于物體間力的作用是相互的,所以水對(duì)容器底部的壓力為30No
【答案】0.6X103630
【例7】(2022湘潭)用浮筒打撈海底沉船時(shí),將充滿海水的浮筒豎直下沉至沉
船位置與沉船綁定,向筒內(nèi)充氣將海水全部排出,浮筒所受浮力大于重力,浮筒
對(duì)沉船提供向上的力。為探測(cè)沉船的深度,打撈前,在海面豎直向沉船發(fā)射超聲
波,如圖所示,測(cè)得聲波從發(fā)射至回到海面的時(shí)間是0.2s??崭⊥搀w積(含空
腔部分)為900m3,質(zhì)量為2X105kg。已知海水中的聲速為1500m/s,海水的密
度是P=1.0X103kg/m3。忽略浮筒體積變化,問:
(1)海水中的聲速比空氣中的聲速,沉船在海面下m深的位置,
此位置海水產(chǎn)生的壓強(qiáng)為_________Pa;
(2)空浮筒的重力為N,浸沒的浮筒充滿氣后所受的浮力為______N,
浮筒對(duì)沉船提供的力為N;
(3)打撈時(shí),用6個(gè)這樣充滿氣的浮筒,恰能使重為5X107N的沉船勻速上升,
則這艘沉船受到的浮力為多少?(浮筒和沉船均未露出水面,不計(jì)海水阻力)
【分析】(1)海水中的聲速比空氣中的聲速快,沉船在海面下的深度為:h=vt
=1500m/sX1/2X0.2s=150m,此位置海水產(chǎn)生的壓強(qiáng)為:p=Pgh=l.OX
,,海水
lOskg/msX10N/kgX150m=l.5XlOePao
(2)空浮筒的重力為:G=mg=2X105kgX10N/kg=2X106N,浸沒的浮筒充滿氣
后所受的浮力為:F=p3gV=p/gV=l.OXlOskg/msX10N/kgX900m3=9
X106N;浮筒對(duì)沉船賽供襁為「F=F'":-G=9X10eN-2X106N=7XlOeNo
(3)用6個(gè)這樣充滿氣的浮筒對(duì)沉船碣拉力為:F'=6X7X106N=4.2X107N,
恰能使重為5X10TN的沉船勻速上升,則這艘沉船受到的浮力為:
FJ=G'-F'=5X10TN-4.2X107N=8X106NO
1簪案】(1)快1501.5X10e(2)2X10e9X10e7X10e
(3)這艘沉船受到的浮力為8X106N
【突破】1.根據(jù)已知條件,靈活選擇求浮力的公式,并對(duì)其進(jìn)行正確的變形。
2.做好受力分析是解題的關(guān)鍵。
【針對(duì)練習(xí)精編】
1.(2022永州)將實(shí)心小鉛球輕輕放入水中,鉛球?qū)ⅲǎ?/p>
A.漂浮在水面上B.懸浮在水中
C.沉在水底D.以上三種情況都有可能
【解析】將實(shí)心小鉛球輕輕放入水中,實(shí)心小鉛球的密度大于水的密度,在水中
是下沉的。
【答案】C
2.(2022丹東)052D型導(dǎo)彈驅(qū)逐艦是我國(guó)海防和遠(yuǎn)洋護(hù)航的主力艦種之一。關(guān)
于驅(qū)逐艦在海上執(zhí)行護(hù)航任務(wù)的過程中,下列說(shuō)法正確的是()
A.驅(qū)逐艦所受浮力的方向總是豎直向上的
B.艦載直升機(jī)離艦后,驅(qū)逐艦所受浮力變大
C.艦載直升機(jī)加速升空過程中,它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變
D.艦載直升機(jī)離艦后,驅(qū)逐艦艦底所受海水壓強(qiáng)變大
【解析】A.浮力方向是豎直向上的,A正確。
B.驅(qū)逐艦處于漂浮狀態(tài),浮力等于重力,艦載直升機(jī)離艦后,驅(qū)逐艦重力變小,
所以浮力變小,B錯(cuò)。
C.艦載直升機(jī)加速升空過程中,速度變大,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化,C正確。
D.艦載直升機(jī)離艦后,浮力變小,排開液體體積變小,所以驅(qū)逐艦浸入水的深
度變小,液體密度不變,所以液體壓強(qiáng)減小,D錯(cuò)。
【答案】AC
3.(2022阜新)(多選)如圖所示,甲、乙兩個(gè)完全相同的杯子,倒入相同體積
的水和濃鹽水。將同一個(gè)雞蛋,先后放入兩杯液體中靜止時(shí),雞蛋在甲杯中下沉,
在乙杯中懸浮。()
甲Z
A.雞蛋的密度大于甲杯中液體的密度
B.乙杯中雞蛋受到的浮力大于重力
C.甲杯底部受到的壓強(qiáng)小于乙杯底部受到的壓強(qiáng)
D.乙杯中雞蛋受到的浮力大于甲杯中雞蛋受到的浮力
【解析】A.因?yàn)殡u蛋在甲杯中下沉,所以雞蛋的密度大于甲杯中液體的密度,
即p<p;,A正確。
B.因野雞蛋彩杯中懸浮,所以乙杯中雞蛋受到的浮力等于重力,B錯(cuò)。
C.因?yàn)殡u蛋在乙杯中懸浮,則雞蛋的密度等于乙杯中液體的密度,即P=P
,乙雞
,所以
蛋
p<p,又因?yàn)榧?、乙兩個(gè)完全相同的杯子,倒入相同體積的水和濃鹽水,
且雞蛋均覆沒在液體中,則兩杯子中液體的深度相同,根據(jù)p=pgh可知,乙杯
底部所受液體的壓強(qiáng)較大,c正確。
D.雞蛋在甲杯中下沉,則F<G,在乙杯中懸浮,則F=G,F<F
一人浮甲雞蛋浮乙雞蛋浮甲浮
乙,D正確。
乙【答案】ACD
4.(2022德陽(yáng))如圖所示,底面積、質(zhì)量均相同的甲、乙、丙三個(gè)容器置于水
平桌面上,容器內(nèi)的液面相平,容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)相等?,F(xiàn)將三個(gè)相同小球(球
的密度與乙中液體密度相同)分別放入甲、乙、丙容器中,小球不吸液體,液體
不溢出。下列判斷正確的是(
A.放入小球前,容器內(nèi)的液體質(zhì)量關(guān)系:m>m>m
甲乙丙
B.放入小球前,液體對(duì)容器底部的壓力關(guān)系:F=F=F
甲乙丙
C.放入小球后,液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)關(guān)系:p<p<p
甲乙丙
D.放入小球后,小球所受浮力關(guān)系:F一VF.VF一
【解析】A.甲、乙、丙三個(gè)容器的底面就甲質(zhì)嬴相商:容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)相等,
根據(jù)F=pS知容器對(duì)桌面的壓力相同,又因?yàn)樵谒矫嫔先萜鲗?duì)水平面的壓力等
于容器的總重力,根據(jù)G=mg可知,三個(gè)容器的總質(zhì)量是相同的,由于容器的質(zhì)
量相同,所以液體的質(zhì)量相同,即m=m=m,A正確。
B.甲容器上寬下窄、乙容器上下粗癡相貳丙舞器上窄下寬,所以甲容器底部
受到的壓力小于液體的重力,乙容器底部受到的壓力等于液體的重力,丙容器底
部受到的壓力大于液體的重力,液體的重力相同,所以F<F<F,B錯(cuò)。
甲乙丙
C.放入小球后,液面都會(huì)升高,根據(jù)容器的形狀可知,容器底部受到的液體壓
力的大小關(guān)系為:F'VF'VF',容器的底面積相同,F(xiàn)<F<F,根據(jù)p
甲乙丙甲乙丙
=F/S可知,液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)關(guān)系:p<p<p|r/C正確。
D.由圖可知,甲液體的體積最大,丙液體的抹積盤小,丙液體的質(zhì)量相同,根據(jù)
P=m/v可知,PVP<P;球的密度與乙中液體密度相同,所以小球在甲
甲乙丙
中下沉,浮力小于小球的重力;小球在乙中懸浮,浮力等于自身的重力;小球在
丙中漂浮,浮力等于自身的重力,所以小球所受浮力關(guān)系:FVF=F,D
A立浮甲浮乙浮丙
錯(cuò)。
【答案】C
5.:2022濟(jì)寧)小明利用托盤天平、量筒和水測(cè)量一顆新鮮杏的密度,收集的
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在下表中,則杏的密度P=g/cm3,杏在水中受到的浮力F
--------浮
=_____No(g取10N/kg)
岳甫①用托盤天平測(cè)杏②向量筒中倒入適③將杏放入量筒
的質(zhì)量量水,讀示數(shù)中,讀示數(shù)
數(shù)據(jù)21.2g40mL60mL
【解析】根據(jù)題意可知,杏的體積為:V=60mL-40mL=20mL=20cm3,杏的密度
P=£=簫=L°6g/cm,,杏在水中受到的浮力:
F=PgV=1.OXlOskg/msX10N/kgX20X10-em3=0.2NO.
r答案】%.。為o.2
6.(2022襄陽(yáng))一質(zhì)地均勻的長(zhǎng)方體放在水中(小部分露出水面,大部分沒入
水中),現(xiàn)在將它露出水面的部分截取走,剩余部分靜止時(shí)仍漂浮于水面上。若
第二次漂浮時(shí)露出水面的體積是物體原體積的4/25,則此長(zhǎng)方體的密度為
g/cmso(p=1.Og/cms)
【解析】長(zhǎng)為體放在水中小部分露出水面,大部分沒入水中,說(shuō)明長(zhǎng)方體處于漂
浮狀態(tài),且長(zhǎng)方體的密度與水的密度比較接近;漂浮時(shí)長(zhǎng)方體受到的浮力等于重
力,即F=G,根據(jù)
浮
F=PgV和G=mg=PVg可得:PgV=PVg,整理可得:工=2=--_
浮液排水排Vl.Og/cm3
則
①丫排=小義丫,將它露出水面的部分截取走,剩余部分的體積為V排,
同理可得第二次漂浮時(shí):V=2=—?jiǎng)t
V三P花1.0S/CTC3
②V'=-XV=—―JXV,
排1.0g/cm3排1.0g/cm31.05/cm2
第二次漂浮時(shí)露出水面的體積是物體原體積的4/25,即③曾=胃&=2
將①②代入③,化簡(jiǎn)解得P=0.2g/cm3(不符合題意,舍去)或0.8g/cm3,即此
長(zhǎng)方體的密度為0.8g/cm3。
【答案】0.8
7.(2022鄂州)小華同學(xué)學(xué)習(xí)了密度知識(shí)后,想知道家里的一個(gè)白色金屬擺件
是用什么材料制成的,他進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):
(1)如圖所示,用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出擺件的重力G=_____N;
(2)將擺件完全浸沒在水中(不接觸容器底),讀出?;蓽y(cè)力計(jì)的讀數(shù)F=2.9N,
則擺件的體積是ma;
(3)依據(jù)上述數(shù)據(jù)算出工藝品的密度為_____g/cm3(結(jié)果保留一位小數(shù))。
(4)根據(jù)如表幾種金屬的密度值,在測(cè)量震范圍內(nèi),小華同學(xué)家里的擺件最
有可能是
用制成的。
金屬銀鋼、鐵鋁
密度(g/cm3)10.57.92.7
【解析】(1)由圖可知,彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N,其示數(shù)為3.2N,由二力
平衡條件可知,擺件的重力G=F=3.2No
(2)將擺件完全浸沒在水中后彈譽(yù)測(cè)力計(jì)的示數(shù)F=2.9N,則擺件受到的浮力F
=G-F=3.2N-2.9N=0.3N,因物體浸沒時(shí)排開液體的體積和自身的體積相等,
浮
由F=PgV可得,擺件的體積:V=V=」工=----~——=3X10-5m3。
浮液排排i.oxio3ks/ni3xioNA&
(3)由6』且可得’擺件的質(zhì)量:『十贏=0.32kg,擺件的密度:
「=7=7^7^10-7*103kg/m3=10,7g/cm3。
(4)由表中幾種金屬的密度值可知,擺件的密度10.7g/cm3與銀的密度10.5g/cm3
相差不大,
所以,在測(cè)量誤差范圍內(nèi),小華同學(xué)家里的擺件最有可能是用銀制成的。
【答案】(1)3.2(2)3X10-5(3)10.7(4)銀
8.(2022蘇州)洗水果時(shí),發(fā)現(xiàn)芒果比油桃大,放入水中后芒果沉底、油桃漂
浮,如圖甲所示。它們受到的浮力大小關(guān)系為F—F;用天平正確測(cè)量油
桃的質(zhì)量,所放祛碼及游碼位置如圖乙所示,則播版的虎量是g;芒果的體
積一定(>/</=)82.4cm3o
fifia
【解析】芒果比油桃體積大,放入水中后芒果沉底、油桃漂浮,則芒果排開水的
體積比油桃大,由F=PgV可知,芒果受到的浮力大于油桃受到的浮力。
天平標(biāo)尺的分度值為力.2g:讀藪時(shí)祛碼質(zhì)量數(shù)和游碼所對(duì)的刻度值之和為油桃
的質(zhì)量,則油桃的質(zhì)量m=50g+20g+10g+2.4g=82.4g。因油桃在水中漂浮,則油
桃的密度小于水的密度,由P=m/v可知,油桃的體積大于82.4ciB3,而芒果的體
積比油桃大,則芒果的體積一定大于82.4cni3。
【答案】>82.4>
9.(2022德陽(yáng))某物理興趣小組利用彈簧測(cè)力計(jì)、水、小石塊(不吸水)、溢水
杯、小桶、細(xì)線等實(shí)驗(yàn)器材探究浮力的大小與排開液體所受到的重力的關(guān)系。
(1)如圖所示的甲、乙、丙、丁四個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟,最科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)順序
是O
(2)根據(jù)圖中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可求出石塊的密度為kg/m3(g取10N/kg,P
,------------水
=1.OX103kg/ms)o
(3)興趣小組的同學(xué)換用不同的物體(不吸液體)或液體按科學(xué)合理的順序進(jìn)
行了多次實(shí)驗(yàn),由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出FG(選填或"="),從而
驗(yàn)證了阿基米德原理的正確性。
(4)圖丁步驟中,小石塊逐漸浸入液體過程中(未接觸溢水杯),液體對(duì)杯底的
壓強(qiáng)_(選填“逐漸變大”“一直不變”或“逐漸變小”)。
(5)痂巢換用密度小于液體密度的物體(不吸液體)來(lái)進(jìn)行該實(shí)驗(yàn),則圖步
驟中可不使用彈簧測(cè)力計(jì)。
(6)其中一個(gè)同學(xué)每次進(jìn)行圖甲步驟時(shí),都忘記將溢水杯中液體裝滿,其他步
驟無(wú)誤,因而他會(huì)得出FG(小桶中液體所受重力)的結(jié)論。(選填
“..................浮--------排
V"或“=”)
【解析】(1)為了使小桶在接水之后可直接計(jì)算水的重力,應(yīng)先測(cè)量空桶的重,
然后再測(cè)出石塊的重力,并直接浸入水中觀察測(cè)力計(jì)的示數(shù),最后測(cè)排出的水和
小桶的總重,求排出的水的重力.因此,最合理的順序應(yīng)為:丙、甲、丁、乙。
(2)由甲、丁根據(jù)稱重法,石塊浸沒在水中受到的浮力大小為:F=G-F=2.8N
浮
-1.8N=1N;根據(jù)G=mg,物體的質(zhì)量為:m=-=2SK-=0.28kg,根據(jù)阿基米德
g10N/kg
原理,物體的體積:v=v=lX10-4m3;石塊的密度為:
排1.0xi-o3kg/m2xioN/kg
(3)因G_-G=2N-1N=1N,F=1N;由以上步驟可初步得出結(jié)論:浸在水
中的物體臍受威的大小等于它排棄液體的重力。
(4)小石塊逐漸浸入液體過程中(未接觸溢水杯),溢水杯中水的深度不變,根
據(jù)公式p=Pgh可知,水對(duì)溢水杯底的壓強(qiáng)不變。
(5)如果換用密度小于液體密度的物體(不吸液體)來(lái)進(jìn)行該實(shí)驗(yàn),此物體會(huì)
漂浮在液面上,物體受到的浮力等于物體的重力,則圖丁步驟中可不使用彈簧測(cè)
力計(jì)。
(6)其中一個(gè)同學(xué)每次進(jìn)行圖甲步驟時(shí),都忘記將溢水杯中液體裝滿,則G排
偏小,實(shí)驗(yàn)時(shí)認(rèn)為G*=G“,因而他會(huì)得出F,>G/的結(jié)論。
【答案】(1)丙、甲:丁、"'乙(2)2.8X103/(3)排=(4)一直不變(5)丁
(6)>
10.(2022棗莊)小李同學(xué)想探究“浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系”。
(1)實(shí)驗(yàn)步驟如圖(a)所示,甲、乙、丙、丁中的彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為
F、F、F、F,物體受到的浮力F=;
(2)2小零利南三個(gè)不同物體a、b:'c進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:
物體浸沒在水中空桶排開水
物物重浮力桶與排開水
測(cè)力計(jì)的示數(shù)重重
體G/NF/N的總重G/N
F/N浮G/N1G/N
0排
a1.20.70.50.61.10.5
b21.40.60.61.20.6
c2.41.70.70.61.20.6
分析表中物體a、b的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),小李得出的結(jié)論是:
(3)小李在探究物體c所受浮力的實(shí)驗(yàn)中,排除各種測(cè)量誤差因素的影響,發(fā)
現(xiàn)物體c排開水的重力明顯小于它所受浮力,請(qǐng)分析實(shí)驗(yàn)操作中造成這種結(jié)果的
原因:;
(4)小張利用身邊的器材對(duì)小李的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn):兩個(gè)相同的彈簧測(cè)力計(jì)A和
B、重物、溢水杯(由飲料瓶和吸管組成)、薄塑料杯(質(zhì)量忽略不計(jì))等器材,
裝置如圖(b)所示。實(shí)驗(yàn)時(shí)小張逐漸向下移動(dòng)水平橫桿,使重物緩慢浸入盛滿
水的溢水杯中,觀察到彈簧測(cè)力計(jì)A的示數(shù)逐漸,彈簧測(cè)力計(jì)B的示數(shù)逐
漸,若彈簧測(cè)力計(jì)A的示數(shù)變化量為
AF,彈簧測(cè)力計(jì)B的示數(shù)變化量為△F,則它們的大小關(guān)系是AFAF
(速填“〉”、"二”或"〈”);
(5)針對(duì)兩種實(shí)驗(yàn)方案,小張實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)點(diǎn)是(填答案標(biāo)號(hào))。
A.彈簧測(cè)力計(jì)A的示數(shù)就是物體所受浮力的大小
B.實(shí)驗(yàn)器材生活化,實(shí)驗(yàn)中能同步觀察彈簧測(cè)力計(jì)A、B示數(shù)的變化
【解析】(1)重力差法測(cè)浮力中F=G-Fo由a圖可知:物體的重力G=F,浸
沒在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F"=F,所以物體受到的浮力F=F-Fo
(2)比較表中a、b兩組數(shù)據(jù),發(fā)頊:3物體浸沒在水中時(shí)物體受的浮3力等于物
體排開的水受到的重力,即F=Go
(3)排除各種測(cè)量誤差因素礙影碣后,發(fā)現(xiàn)物體c排開水的重力仍然明顯小于
它所受浮力,造成這種結(jié)果的原因主要是在物體進(jìn)入前,溢水杯中的水未裝滿,
導(dǎo)致溢出的水少于物體排開的水造成的。
(4)由圖可以看出:A彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)的是物體浸在液體中時(shí)的示數(shù),B測(cè)的是物
體排開水的重力。當(dāng)物體浸沒液體越多,物體受到的浮力越大,A的示數(shù)越小,
B的示數(shù)越大。根據(jù)阿基米德原理可知:F=G,所以A減小的量等于B增大的
且浮排
里。
(5)比較兩種實(shí)驗(yàn)方案,小張實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)點(diǎn)是:實(shí)驗(yàn)器材生活化,示數(shù)的變
化直觀的反應(yīng)了F與G的對(duì)應(yīng)關(guān)系,便于觀察。所以B正確。
【答案】(1)F-F*排(2)物體
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