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文档简介

1、人所缺乏的不是才干而是志向,不是成功的能力而是勤劳的意志。初中物理-浮力-实验计算题一解答题(共23小题)1水平桌面上放置一底面积为100cm2,重为6N的柱形容器,容器内装有20cm深的某液体将一体积为400cm3的物体A悬挂在弹簧测力计上,弹簧测力计示数为10N,让物体从液面上方逐渐浸入直到浸没在液体中(如图),弹簧测力计示数变为5.2N(柱形容器的厚度忽略不计,筒内液体没有溢出,物体未接触容器底g=10N/kg),求:(1)物体浸没在液体中时受到的浮力;(2)筒内液体密度;(3)物体浸没时,容器对桌面的压强2如图甲所示,一个边长为1m的正方体静止在湖底,上表面离水面深度为h现用一根粗细和

2、重力不计的绳子,将该物体从水底竖直向上拉,直至完全拉出水面,在整个拉动过程中物体始终保持匀速运动,拉力的大小随时间变化的关系如图乙所示(g=10N/kg,水=1.0103kg/m3)求:(1)物体在露出水面前受到水的浮力是多少N?(2)物体在露出水面前受到绳子的拉力是多少N?(3)物体的密度是多少kg/m3?(4)物体在水底时,上表面受到水的压强是多少Pa?3如图所示,放置在水平地面上的平底薄壁容器重10N,底面积0.01m2,内装40N的水,水深0.15m现将重为17.8N的实心铜块系在弹簧测力计挂钩上,并把它完全浸没于容器内的水中(水未溢出,铜块未接触容器底部)求:(1)铜块未放入水中时,

3、容器底部受到水的压力是多少?(2)铜块完全浸没于水中后,弹簧测力计的示数是多少?(3)铜块完全浸没于水中后,容器对水平地面的压强是多少?4如图所示,一边长为10cm的立方体木块,密度是木=0.5103kg/m3在液体中静止时,刚好有二分之一露出液面(g取10N/kg),求:木块漂浮时的浮力?液体的密度是多大?如图,此时容器底受到液体的压强是多大?用手将木块缓慢压入液体中,当木块刚好全部没入液体中时,手对木块的压力是多大?5如图甲所示,石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中,如图乙所示是钢绳拉力随时间t变化的图象,若不计水的阻力(g=10N/kg,水=1.0103kg

4、/m3),求:(1)石料全部没入水中时受到的浮力是多少?(2)石料的体积是多少?(3)石料的密度是多少?6如图甲所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上端连有一边长为0.1m的正方体物块A,当容器中水的深度为20cm时,物块A有的体积露出水面,此时弹簧恰好处于自然伸长状态(水=1.0103kg/m3,g取10N/kg)求:(1)物块A受到的浮力;(2)物块A的密度;(3)往容器缓慢加水(水未溢出)至物块A恰好浸没时水对容器底部压强的增加量p(整个过程中弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量关系如图乙所示)7阿基米德原理告诉我们:“浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力”小刚在

5、学习了该原理后思考:物体受到浮力的大小难道只跟物体排开液体的重力大小有关吗?于是他猜想:物体受到的浮力大小可能还跟物体的密度和浸入液体中的深度有关为了验证猜想,他选取了两块体积和形状都相同的实心铜块和铁块进行了如图所示的实验(1)如果要验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关,小刚应该选取图中的等步骤进行对比小刚已经知道铜的密度大于铁的密度,那么根据他所选择的几个图中弹簧测力计的示数可以知道铜块所受到的浮力(选填“大于”、“等于”或“小于”)铁块所受到的浮力由此得出物体所受的浮力大小与物体的密度(选填“有关”或“无关”)(2)小刚根据图中B、C、D三步进行对比分析,发现随着物体浸入液体中深度

6、的增加,物体所受到的浮力在变大,于是他就得出了物体所受浮力的大小跟浸入液体中的深度有关的结论你认为小刚的结论是的(选填“正确”、“错误”),原因是:8如图甲,质量为0.55kg,边长为10cm的正方体木块漂浮在水面;如图乙,将物体A放置在正方体木块上方,使正方体恰好浸没在水中(g取10N/kg)求:(1)未放物体A时,正方体木块静止时受到的浮力是多少?(2)未放物体A时,正方体木块排开水的体积是多少?(3)物体A质量为多少时,正方体木块恰好浸没在水中?9小明帮爷爷浇菜园他从井中提水时发现盛满水的桶露出水面越多,提桶的力就越大由此他猜想:浮力大小可能与物体排开液体的体积有关于是他找来一个金属圆柱

7、体、弹簧测力计和烧杯等器材进行了如图所示的探究(1)分析图中弹簧测力计示数的变化可知,物体排开液体的体积越大,所受的浮力(2)实验结束后,小明绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入液体深度变化的曲线,如图所示(水=1.0103kg/m3,取g=10N/kg)分析图象可知:曲线(选填“a”或“b”)描述的是金属圆柱体所受浮力的变化情况该金属圆柱体所受的重力为N,金属圆柱体的密度为kg/m310如图所示,有一实心长方体,悬浮在水和水银的界面上,浸在水中和水银中的体积之比为3:1,已知水的密度为1.0103kg/m3,水银的密度为13.6103kg/m3求:(1)该物体在水中和

8、水银中所受到浮力之比;(2)该物体在水中所受到浮力与物体重力之比;(3)该物体的密度11小冉在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用到如下器材:分度值为0.1N的弹簧测力计,底面积为5cm2、高度为6cm的实心圆柱体铜块,相同的大烧杯若干,水,密度未知的某种液体,细线等(1)小冉进行了如图所示的实验:A步骤所示弹簧测力计的示数为N;用弹簧测力计挂着铜块缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中:实验步骤BCDEF弹簧测力计示数/N2.62.52.42.42.3(2)在实验步骤B中铜块所受浮力F浮=N(3)分析实验步骤A、B、C、D,可以说

9、明浮力大小跟有关;分析实验步骤A、E、F,可以说明浮力大小跟有关(4)小冉用表格中的数据算出了某种液体的密度是kg/m3(结果保留一位小数),还算出了步骤B中铜块下表面受到水的压强是Pa,并发现步骤B、C、D中铜块下表面受到水的压强随着深度的增加逐渐(选填“增大”或“减小”)(5)小冉在步骤B的基础上继续探究:保持铜块下表面所处的位置不变,把弹簧测力计的拉环固定在铁架台上,缓慢向烧杯内加水,发现弹簧测力计的示数逐渐(选填“增大”或“减小”);当所加水使铜块刚好浸没时(水未溢出),烧杯底部受到水的压强增加了Pa(已知在一定范围内,弹簧受到的拉力每减少0.1N,弹簧的长度就缩短0.1cm)12如图

10、,将含有一空心铝球的冰块投入平底水槽中,冰块内空心铝球的体积V铝=10cm3,当冰块(含空心铝球)悬浮时,排开水的体积V排=45cm3冰全部熔化后,浸没在水中的空心铝球沉入水底,已知冰的密度冰=0.9103kg/m3,求:(1)冰块(含空心铝球)在水中悬浮时的重力;(2)空心铝球最终对水槽底部的压力大小13如图所示,用弹簧秤悬挂一物体,在空气中弹簧秤示数为6N,当物体浸没在水中弹簧秤的示数是4N,g=10N/kg求:(1)物体的重力G;(2)物体浸没在水中受到的浮力F浮;(3)物体浸没时排开水的体积V和物体的密度14水平桌面上放置底面积为80cm2,质量为400g圆筒,筒内装有16cm深的某液

11、体,弹簧测力计悬挂底面积为40cm2、高为8cm的圆柱体,从液面逐渐浸入直到浸没,弹簧测力计示数F与圆柱体浸入液体深度h的关系如图所示(圆筒的厚度忽略不计,筒内液体没有溢出)求:(1)圆柱体浸没在液体中所受浮力是多少?(2)筒内液体的密度是多少?(3)圆柱体浸没时,圆筒对桌面的压强是多少?15如图所示,在容器底部固定乙轻质弹簧,弹簧上端连有一边长为0.1m的正方体物块A,当容器中水的深度为20cm时,物块A的体积露出水面,此时弹簧恰好处于自然伸长状态(水=1.0103kg/m3,g取10N/kg)求:(1)物块A受到的浮力;(2)物块A的密度;(3)往容器缓慢加水,至物块A刚好浸没水中,立即停

12、止加水,弹簧伸长了3cm,此时弹簧对木块A的作用力F16在探究影响浮力大小因素的实验中,同学们提出了下列4种猜想:猜想1:浮力的大小与液体的密度有关猜想2:浮力的大小与物体浸入液体中的体积有关猜想3:浮力的大小与物体的形状有关猜想4:浮力的大小与物体所受的重力有关(1)如图1所示,小明把一个柱状固体挂在弹簧测力计下,使它浸在液体中的体积逐渐增大,观察到弹簧测力计的读数逐渐变小此实验说明了猜想是正确的(2)如图2所示,小明将同一块石头浸没在水和盐水中,此实验是为了验证猜想在实验中,观察到石块浸没在盐水中静止时弹簧测力计的示数小,则说明石块在盐水中所受浮力(选填“大”或“小”)(3)为了验证猜想3

13、,小明将同一个橡皮泥做成不同的形状,先后放入水中,发现有的漂浮在水面上,有的下沉,由此得出结论:浮力的大小与物体的形状有关请你指出他的实验方法的错误:(4)为了验证猜想4,小明将重力相同而体积不相同的铁块和铝块浸没在水中,观察到所受的浮力大小不相等,由此得出结论:浮力大小与物体所受的重力无关请指出他的实验方法的错误:17在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底面接触为止,如图乙是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象求:(1)分析图象可知,圆柱体重力是N(2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是N(3)圆柱体的密

14、度是kg/m3(4)分析图象BC段可得结论:物体浸没液体之前,浸入液体的深度越深,受到的浮力越(选填“大”或“小”)(5)分析图象CD段可得结论18如图所示2012年9月正式交付中国人民解放军海军的“辽宁”号航空母舰,简称“辽宁舰”,是中国人民解放军第一艘可以搭载固定翼飞机的航空母舰飞行甲板长300米,舰宽70.5米,航母吃水深度10.5米,标准排水量57000吨,满载排水量67500吨根据以上数据,求:(1)满载时该舰所受浮力为多少牛?(2)舰底所受海水的压强多大?(3)若飞机领航员2分钟之内飞行甲板从舰头走到舰尾,速度至少为多大?(取海水=1.0103kg/m3,g=10N/kg)19某同

15、学用圆柱形容器制作了一个测量物体质量的装置它的底部较重,可以竖直漂浮在水面,总质量为0.21kg,底面积为3103m2,不放物体时,在与水面所对应位置处标为质量的“0”刻度线,如图请解答下列问题(g取10N/kg)(1)不放物体时该装置所受的浮力是多大?(2)如图所示,在该装置中放入一个体积为1.5105m3的物块A,它的底部在水面下的深度h=0.11m此时,该装置受到的浮力是多大?与水面所对应位置处的刻度线应标为多少克?(3)物块A的密度是多少?20如图甲,底面积为80cm2的圆筒形容器内装有适量的水,放在水平桌面上; 底面积为60cm2、高为12cm的实心圆柱形物体A用细线拴好并悬挂在弹簧

16、测力计下小王要探究圆柱形物体A逐渐浸入圆筒形容器内的水中时( 水没有溢出容器),弹簧测力计的示数F与圆柱形物体A下表面离水面的距离h的关系( 使用刻度尺测量h,不计细线重)(1)小王从圆柱形物体A接触水面至接触容器底之前,分别记下多组F、h,并将测量的结果填写在实验表格中,依据实验表中数据,在图乙中的方格纸中画出了F与h关系的图象由图象乙可知,物体A的重力为N观察图象乙,可以得出结论:在物体A没有浸没之前,当h增大时,弹簧测力计的示数F( 选填“增大”、“减小”或“不变”); 在物体A浸没后,当增大h时,弹簧测力计的示数F ( 选填“增大”、“减小”或“不变”),由此可知浸没在液体中的物体所受

17、浮力与浸入深度 ( 选填“有关”或“无关”)由图象乙可知:当h等于10cm时,物体A受到的浮力为N(2)物体A在容器内浸没后与未放入物体A前比较,水对容器底产生的压强增加了Pa(g取10N/kg)21我们来对物体浮沉现象进行探究把一截圆柱体蜡烛竖直放入水中,发现蜡烛漂浮在水面上(如图所示)(1)若要使蜡烛处于悬浮状态,应该加入适量的食盐还是加入适量的酒精?请说明理由(2)蜡烛漂浮在水中时,测得露出水面的体积为总体积的,求蜡烛的密度是多大22有一泡沫塑料救生圈,质量为4kg,漂浮在水面上时,露出水面部分的体积为救生圈体积的3/4当一小孩躺在上面(未浸入水),恰好使救生圈全部浸入水中g取10N/k

18、g,试求:(1)救生圈的密度;(2)小孩的质量;(3)若有一质量为50kg的学生用此救生圈,是否安全?已知人的上身(约占人体积的2/5)露出水面才安全,人的密度约为1.0103kg/m323如图甲所示,把边长为0.1m的正方体木块放入水中,静止时有的体积露出水面,然后在其上表面放一块底面积为2.0103m2的小柱体,如图乙所示,静止时方木块刚好能全部浸入水中(g=10N/kg)求:(1)甲图中木块受到的浮力?(2)木块的密度?(3)小柱体放在木块上面时对木块的压强?初中物理-浮力-实验计算题参考答案与试题解析一解答题(共23小题)1水平桌面上放置一底面积为100cm2,重为6N的柱形容器,容器

19、内装有20cm深的某液体将一体积为400cm3的物体A悬挂在弹簧测力计上,弹簧测力计示数为10N,让物体从液面上方逐渐浸入直到浸没在液体中(如图),弹簧测力计示数变为5.2N(柱形容器的厚度忽略不计,筒内液体没有溢出,物体未接触容器底g=10N/kg),求:(1)物体浸没在液体中时受到的浮力;(2)筒内液体密度;(3)物体浸没时,容器对桌面的压强【考点】阿基米德原理;密度的计算;压强的大小及其计算菁优网版权所有【专题】其他综合题【分析】(1)根据图象分析出物体的重力和完全浸没时的拉力,根据公式F浮=GF计算出浮力的大小;(2)根据F浮=液gV排的变形公式液=计算出液体的密度;(3)物体浸没时,

20、圆筒对桌面的压力,等于圆筒和液体的总重加物体与拉力的之差(即浮力),根据公式p=计算出压强;也可将圆柱体、圆筒、液体看做一个整体进行受力分析【解答】解:(1)由图象知,圆柱体完全浸没,此时F=2N;所以F浮=GF拉=10N5.2N=4.8N,(2)因为浸没,所以V排=V物=400cm3=4104m3由F浮=液gV排得:液=1.2103kg/m3;(3)液体的体积V液=100cm220cm=2000cm3=2103m3液体的重力G液=m液g=液V液g=1.2103kg/m32103m310N/kg=24N,容器对桌面的压力F=(G液+G容器+G物)F拉=(24N+6N+10N)5.2N=34.8

21、N;受力面积:S=100cm2=102m2,p=3480Pa答:(1)物体浸没在液体中时受到的浮力为4.8N;(2)筒内液体密度为1.2103kg/m3;(3)物体浸没时,容器对桌面的压强为3480Pa【点评】此题是一道有关浮力知识的计算题,同时涉及到了有关固体压强和密度的计算,能够通过图象确定物体的重力和浸没时的浮力是解决此题的关键,(3)问中关键能分析出压力大小,这是此题的难点2如图甲所示,一个边长为1m的正方体静止在湖底,上表面离水面深度为h现用一根粗细和重力不计的绳子,将该物体从水底竖直向上拉,直至完全拉出水面,在整个拉动过程中物体始终保持匀速运动,拉力的大小随时间变化的关系如图乙所示

22、(g=10N/kg,水=1.0103kg/m3)求:(1)物体在露出水面前受到水的浮力是多少N?(2)物体在露出水面前受到绳子的拉力是多少N?(3)物体的密度是多少kg/m3?(4)物体在水底时,上表面受到水的压强是多少Pa?【考点】浮力大小的计算;液体的压强的计算;阿基米德原理菁优网版权所有【专题】压强、液体的压强;浮力【分析】(1)已知正方体的体积,根据阿基米德原理F浮=水gV排计算正方体受到的浮力;(2)当重物未露出水面时,重物受到三个力的作用,即拉力F1、重力G、浮力F浮;三个力的关系为F1=GF浮;(3)根据G=mg计算出物体的质量,再根据密度公式=计算出物体的密度;(4)先根据图象

23、计算物体上升的速度,再根据上升的时间计算据液面的深度,最后根据P=gh计算液体对物体上表面的压强【解答】解:(1)F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg(1m)3=104N;(2)由图象可知露出水面后绳子的拉力即物体的重力G=3104N,当重物未露出水面时,拉力F1=GF浮=3104N104N=2104N;(3)物体的质量m=3103kg,密度=3103kg/m3;(4)从上表面离开水面到下表面离开水面用时10s,所以运动速度:v=0.1m/s,上表面从水底上升至表面用时30s,所以物体据液面深度:h=vt=0.1m/s30s=3m,p=gh=1.0103kg/m310N/kg3m

24、=3104Pa答:(1)物体在露出水面前受到水的浮力是104N;(2)物体在露出水面前受到绳子的拉力是2104N;(3)物体的密度是3103kg/m3;(4)物体在水底时,上表面受到水的压强是3104Pa【点评】此题是一道力学综合题,熟练运用阿基米德原理、液体压强公式、密度公式;准确分析图象中的信息,方可解答此题3如图所示,放置在水平地面上的平底薄壁容器重10N,底面积0.01m2,内装40N的水,水深0.15m现将重为17.8N的实心铜块系在弹簧测力计挂钩上,并把它完全浸没于容器内的水中(水未溢出,铜块未接触容器底部)求:(1)铜块未放入水中时,容器底部受到水的压力是多少?(2)铜块完全浸没

25、于水中后,弹簧测力计的示数是多少?(3)铜块完全浸没于水中后,容器对水平地面的压强是多少?【考点】浮力的利用;压强的大小及其计算菁优网版权所有【专题】压强和浮力【分析】(1)利用液体压强公式p=gh求出压强,再利用p=求压力大小;(2)利用V=求出物体的体积,再利用F浮=gV排求得浮力大小,则F=GF浮;(3)分析地面所受压力和受力面积,利用p=求得压强【解答】解:(1)p=gh=1000kg/m310N/kg0.15m=1500Pap=F=pS=1500Pa0.01m2=15N;(2)G=mgm=1.78kg=V=2104m3F浮=水gV排=1000kg/m310N/kg2104m3=2NF

26、浮=GFF=GF浮=17.8N2N=15.8N(3)F地=(G容+G水+G铜)F=(10N+40N+17.8N)15.8N=52Np=5200Pa答:(1)铜块未放入水中时,容器底部受到水的压力是15N;(2)铜块完全浸没于水中后,弹簧测力计的示数是15.8N;(3)铜块完全浸没于水中后,容器对水平地面的压强是5200Pa【点评】本题也可以把水、容器看成一个整体来研究,做这种大题时要心静,想着把大题变成一个一个的小题来突破4如图所示,一边长为10cm的立方体木块,密度是木=0.5103kg/m3在液体中静止时,刚好有二分之一露出液面(g取10N/kg),求:木块漂浮时的浮力?液体的密度是多大?

27、如图,此时容器底受到液体的压强是多大?用手将木块缓慢压入液体中,当木块刚好全部没入液体中时,手对木块的压力是多大?【考点】阿基米德原理;液体的压强的计算菁优网版权所有【专题】压强和浮力【分析】已知正方体的边长,可以得到其体积;又知木块的密度,利用密度公式变形m=V可求得其质量,然后利用重力公式G=mg求得其重力,再利用物体浮沉条件求得其漂浮时的浮力;浮力已经求出,然后由木块的体积和木块在液体中静止时刚好有二分之一露出液面可求得木块排开水的体积,再利用F浮=液gV排可求得液体的密度;已知深度和液体的密度,利用p=液gh可求得此时容器底受到液体的压强;木块浸没时,排开液体的体积等于总体积;已知木块

28、排开水的体积和液体的密度,利用阿基米德原理可以得到此时木块受到的浮力;已知木块受到的浮力和重力,两者之差就是手的压力【解答】解:正方体体积为V=a3=(0.1m)3=1103m3,由=得,木块的质量为:m=V=0.5103kg/m3在1103m3=0.5kg,木块的重力G=mg=0.5kg10N/kg=5N,木块漂浮,F浮=G=5N;正方体排开水的体积为V排=1103m3=0.5103m3,F浮=液gV排,液=1103kg/m3;由图可知,液体的深度h=15cm=0.15m,此时容器底受到液体的压强:p=液gh=1103kg/m310N/kg0.15m=1500Pa;木块完全浸没时受到的浮力为

29、F浮=液gV=1.0103kg/m310N/kg1103m3=10N,手对木块的压力为F=F浮G=10N5N=5N答:木块受到的浮力为5N;液体的密度为1103kg/m3;此时容器底受到液体的压强是1500Pa;手对木块的压力为5N【点评】此题涉及到重力公式、体积公式、密度公式、浮力公式,以及液体压强公式的应用,是一道综合性很强的题目,物体受到的浮力与液体密度和排开液体的体积大小有关在此题中,前后两种情况物体排开水的体积不同,所以受到的浮力不同5如图甲所示,石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中,如图乙所示是钢绳拉力随时间t变化的图象,若不计水的阻力(g=10N/k

30、g,水=1.0103kg/m3),求:(1)石料全部没入水中时受到的浮力是多少?(2)石料的体积是多少?(3)石料的密度是多少?【考点】浮力大小的计算;密度的计算;阿基米德原理菁优网版权所有【专题】密度及其应用;浮力【分析】(1)分析钢绳拉力随时间t变化的图象,石料以恒定的速度下降,当石块没有浸入水中时,拉力等于重力,据此求出小石料的质量;当石块完全浸入后,浮力等于重力减去拉力,据此求出石料受到的浮力;(2)根据阿基米德原理求石料排开水的体积(石料的体积);(3)知道石料重,利用重力公式求石料的质量,最后利用密度公式求石料的密度【解答】解:(1)由图乙所示图形学可知,当石块没有浸入水中时,拉力

31、等于重力,即:F=G=1400N,石料的质量:m石=140kg,当石块完全浸入后,拉力等于重力减去浮力,F浮=GF=1400N900N=500N;(2)根据阿基米德原理,F浮=水gV排,得:V排=5102m3,因为石料完全浸没,石料的体积:V石=V排=5102m3;(3)石料的密度:石=2.8103kgm3答:(1)石料浸没水中时受到的浮力为500N;(2)石料的体积为5102m3;(3)石料的密度是2.8103kgm3【点评】解决本题的关键是通过图乙确定石料的重力及钢丝绳受到的拉力,并会利用称重法计算出石料受到的浮力6如图甲所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上端连有一边长为0.1m的正方体

32、物块A,当容器中水的深度为20cm时,物块A有的体积露出水面,此时弹簧恰好处于自然伸长状态(水=1.0103kg/m3,g取10N/kg)求:(1)物块A受到的浮力;(2)物块A的密度;(3)往容器缓慢加水(水未溢出)至物块A恰好浸没时水对容器底部压强的增加量p(整个过程中弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量关系如图乙所示)【考点】浮力大小的计算;密度的计算;液体的压强的计算菁优网版权所有【专题】密度及其应用;压强、液体的压强;浮力【分析】(1)根据物体边长和物块A体积露出水面的比例,求出排开水的体积,根据公式F浮=水gV排求出浮力(2)利用物体的沉浮条件,此时物块漂浮F浮=G,根据公式水gV排=物g

33、V求出木块的密度;(3)因物块A刚好完全浸没水中,此时弹簧对物块A的作用力为F=F浮G,求出F,由图乙可知弹簧的伸长量,因物块A恰好浸没时,由此可知水面升高的高度根据液体压强公式P=gh求出水对容器底部压强的增加量【解答】解:(1)物块A体积为V=(0.1m)3=0.001m3,则V排=VV露=VV=V=0.001m3=6104m3,F浮=水gV排=1103kg/m310N/kg6104m3=6N; (2)弹簧恰好处于自然状态时没有发生形变F浮=G,水gV排=物gV,物=水=1103kg/m3=0.6103kg/m3;(3)物块A刚好完全浸没水中F1=F浮G=水gV物gV=1103kg/m31

34、0N/kg103m30.6103kg/m310N/kg103m3=4N; 由图乙可知:此时弹簧伸长了4cm,当容器中水的深度为20cm时,物块A有的体积露出水面,此时弹簧恰好处于自然伸长状态,则弹簧原长L0=h水hA浸=20cm(1)10cm=14cm,物块A刚好完全浸没水中弹簧长度L=L0+L=14cm+4cm=18cm;则水面的高度为h2=L+LA=18cm+10cm=28cm,水面升高的高度h=h2h水=28cm20cm=8cm=0.08mp=水gh=1103kg/m310N/kg0.08m=800Pa答:(1)物块A受到的浮力为6N;(2)物块A的密度为0.6103kg/m3;(3)往

35、容器缓慢加水(水未溢出)至物块A恰好浸没时水对容器底部压强的增加量p为800Pa【点评】此题考查了学生对液体压强的大小及其计算,密度的计算,浮力的计算等,此题中还有弹簧对木块的拉力,总之,此题比较复杂,稍有疏忽,就可能出错,因此是一道易错题要求同学们审题时要认真、仔细7阿基米德原理告诉我们:“浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力”小刚在学习了该原理后思考:物体受到浮力的大小难道只跟物体排开液体的重力大小有关吗?于是他猜想:物体受到的浮力大小可能还跟物体的密度和浸入液体中的深度有关为了验证猜想,他选取了两块体积和形状都相同的实心铜块和铁块进行了如图所示的实验(1)

36、如果要验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关,小刚应该选取图中的A、B、D、E等步骤进行对比小刚已经知道铜的密度大于铁的密度,那么根据他所选择的几个图中弹簧测力计的示数可以知道铜块所受到的浮力等于(选填“大于”、“等于”或“小于”)铁块所受到的浮力由此得出物体所受的浮力大小与物体的密度无关(选填“有关”或“无关”)(2)小刚根据图中B、C、D三步进行对比分析,发现随着物体浸入液体中深度的增加,物体所受到的浮力在变大,于是他就得出了物体所受浮力的大小跟浸入液体中的深度有关的结论你认为小刚的结论是错误的(选填“正确”、“错误”),原因是:过程不完整,没有探究物体浸没后受到浮力与深度的关系【考点

37、】探究浮力大小的实验菁优网版权所有【专题】简答题;实验探究题;控制变量法【分析】本题目就是考查学生对影响浮力大小因素的掌握,关键是学生要利用称重法分别求出铁块与铜块所受浮力的大小,然后判断浮力的大小与物体密度的关系第二问中,观察物体所受浮力大小与物体密度的关系时,一定要控制变量,保证其他条件不变【解答】解:(1)要验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关,就必须控制除密度以外其他物理量相同,要算出最后的数据就得前后对比,所以我们选择A、B、D、E这几组来验证,由称重法得,F浮铁=G1F1=4.0N3.5N=0.5N,F浮铜=GF2=4.4N3.9N=0.5N;得出浮力相同,说明浮力大小与物体

38、密度无关(2)而在B、C、D三步的对比分析中,小刚得出的结论是不对的,物体没有浸没时,深度变化的同时,排开液体的体积也在变化所以应该将物体完全浸没后,再探究浮力与深度是否有关故答案为:(1)A、B、D、E;等于;无关;(2)错误;过程不完整,没有探究物体浸没后受到浮力与深度的关系【点评】本题目考查了学生对浮力的掌握程度,并且考查学生能否灵活应用控制变量法8如图甲,质量为0.55kg,边长为10cm的正方体木块漂浮在水面;如图乙,将物体A放置在正方体木块上方,使正方体恰好浸没在水中(g取10N/kg)求:(1)未放物体A时,正方体木块静止时受到的浮力是多少?(2)未放物体A时,正方体木块排开水的

39、体积是多少?(3)物体A质量为多少时,正方体木块恰好浸没在水中?【考点】阿基米德原理菁优网版权所有【专题】浮力【分析】(1)根据漂浮时浮力与重力相等,得出浮力的大小;(2)根据V排=得出V排的大小;(3)物体A放置在正方体木块上方,使正方体恰好浸没在水中,则物体A的重力应等于木块完全浸没时增大的浮力【解答】解:(1)未放物体A时,木块漂浮,所以:F浮=G木=mg=0.55kg10N/kg=5.5N;(2)由F浮=液gV排得,木块排开水的体积:V排=5.5104m3;(3)木块A恰好浸没在水中,此时受到的浮力应等于木块重力与物体A重力之和,则物体A的重力:GA=F浮=水gV露=1.0103kg/

40、m310N/kg(0.1m0.1m0.1m5.5104m3)=4.5N;则mA=0.45kg答:(1)未放物体A时,正方体木块静止时受到的浮力是5.5N;(2)未放物体A时,正方体木块排开水的体积是5.5104m3;(3)物体A质量为0.45kg时,正方体木块恰好浸没在水中【点评】本题为力学综合题,考查了学生对密度公式、重力公式、阿基米德原理、漂浮条件的掌握和运用,计算时注意单位统一,1cm3=1106m39小明帮爷爷浇菜园他从井中提水时发现盛满水的桶露出水面越多,提桶的力就越大由此他猜想:浮力大小可能与物体排开液体的体积有关于是他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计和烧杯等器材进行了如图所示的探究

41、(1)分析图中弹簧测力计示数的变化可知,物体排开液体的体积越大,所受的浮力越大(2)实验结束后,小明绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入液体深度变化的曲线,如图所示(水=1.0103kg/m3,取g=10N/kg)分析图象可知:曲线a(选填“a”或“b”)描述的是金属圆柱体所受浮力的变化情况该金属圆柱体所受的重力为2.7N,金属圆柱体的密度为2.7103kg/m3【考点】探究浮力大小的实验菁优网版权所有【专题】探究型实验综合题【分析】(1)根据图中物体浸入到液体中的体积和弹簧测力计示数的变化,结合F浮=GF拉分析浮力大小和排开液体体积之间的关系;(2)根据浮力大小和排开

42、液体体积之间的关系判断出哪一条图象是浮力变化的图象,哪一条是拉力变化的图象;根据拉力变化的图象可知,物体没有浸入到水中前的拉力即为物体的重力G;根据浮力变化的图象可得物体完全浸没时的浮力,根据F浮=水gV排求出物体的体积,再根据G=mg=gV求出物体的密度【解答】解:(1)根据图中物体浸入到液体中的体积和弹簧测力计示数的变化,物体进入到液体中的体积越大,即排开液体的体积越大,弹簧测力计的拉力越小,根据F浮=GF拉可知,物体重力不变,物体受的浮力会越大;(2)因为在物体全部浸没前,物体进入到液体中的深度越深排开液体的体积越大,浮力越大;物体全部浸没后,排开液体的体积不变,根据F浮=gV排可知,浮

43、力不再变化;所以图象a符合金属圆柱体所受浮力和浸入深度的关系;图象b是弹簧测力计对金属圆柱体的拉力变化图象,物体没有浸入到水中前的拉力即为物体的重力G=F=2.7N;由图象a可知,圆柱体完全浸没后,圆柱体受的浮力为F浮=1.0N,F浮=水gV排物体的体积V=V排=1104m3,G=mg=gV,物体的密度:物=2.7103kg/m3故答案为:(1)越大;(2)a;2.7;2.7103【点评】此题主要考查的是学生对浮力大小与物体排开液体的体积的关系的理解和掌握,读懂图象是解决此题的关键10如图所示,有一实心长方体,悬浮在水和水银的界面上,浸在水中和水银中的体积之比为3:1,已知水的密度为1.010

44、3kg/m3,水银的密度为13.6103kg/m3求:(1)该物体在水中和水银中所受到浮力之比;(2)该物体在水中所受到浮力与物体重力之比;(3)该物体的密度【考点】浮力大小的计算;阿基米德原理菁优网版权所有【专题】浮力【分析】(1)利用阿基米德原理表示出在水和水银中所受的浮力;(2)对物体受力分析,利用力的平衡表示出力的关系;(3)利用平衡力和重力公式求出密度【解答】解:(1)根据阿基米德原理,该物体在水中和水银中所受到浮力之比为:=15:68;(2)该物体受到重力和在水中和水银中受到的浮力的作用:F1+F2=G;=在水中所受到浮力与物体重力之比为:=;(3)F1+F2=G+=物gV物;该物

45、体的密度为:物=103kg/m3+13.6103kg/m3=4.15103kg/m3;答:(1)该物体在水中和水银中所受到浮力之比为;(2)该物体在水中所受到浮力与物体重力之比为;(3)该物体的密度为4.15103kg/m3【点评】本题考查了阿基米德原理以、力的平衡以及重力公式的应用,综合性较强,难度挺大11小冉在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用到如下器材:分度值为0.1N的弹簧测力计,底面积为5cm2、高度为6cm的实心圆柱体铜块,相同的大烧杯若干,水,密度未知的某种液体,细线等(1)小冉进行了如图所示的实验:A步骤所示弹簧测力计的示数为2.7N;用弹簧测力计挂着铜块缓慢地浸入液体

46、中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中:实验步骤BCDEF弹簧测力计示数/N2.62.52.42.42.3(2)在实验步骤B中铜块所受浮力F浮=0.1N(3)分析实验步骤A、B、C、D,可以说明浮力大小跟排开液体的体积有关;分析实验步骤A、E、F,可以说明浮力大小跟液体的密度有关(4)小冉用表格中的数据算出了某种液体的密度是1.3103kg/m3(结果保留一位小数),还算出了步骤B中铜块下表面受到水的压强是200Pa,并发现步骤B、C、D中铜块下表面受到水的压强随着深度的增加逐渐增大(选填“增大”或“减小”)(5)小冉在步骤B的基础上继续探究:保持铜块

47、下表面所处的位置不变,把弹簧测力计的拉环固定在铁架台上,缓慢向烧杯内加水,发现弹簧测力计的示数逐渐减小(选填“增大”或“减小”);当所加水使铜块刚好浸没时(水未溢出),烧杯底部受到水的压强增加了420Pa(已知在一定范围内,弹簧受到的拉力每减少0.1N,弹簧的长度就缩短0.1cm)【考点】探究浮力大小的实验菁优网版权所有【专题】压轴题;探究型实验综合题【分析】(1)首先看清测力计的分度值,然后再读数;(2)根据F浮=GF拉可求得浮力;(3)应用控制变量法分析图示实验,根据实验控制的变量与实验现象分析答题,然后得出结论;(4)已知圆柱体铜块的底面积和高,可求得其体积,浸没时,V排=V,根据F浮=

48、GF拉可求得浮力,再利用F浮=液gV排可求得液体的密度;由浮力产生的原因可知,步骤B中铜块下表面受到水的压力,然后利用p=可求得下表面受到水的压强;根据B、C、D中数据分析下表面受到水的压强随着深度的增加是如何变化的(5)根据F浮=GF拉可判断弹簧测力计的示数变化,然后利用F浮=液gV排求得在B步骤时排开水的体积,由h=可知此时浸入水的深度,由此当所加水使铜块刚好浸没时(水未溢出),所加水的深度,再利用p=gh求得烧杯底部受到水的压强增加值【解答】解:(1)测力计的分度值为0,1N,由指针位置可知,A步骤所示弹簧测力计的示数为2.7N;(2)由表格数据可知,在实验步骤B中拉力为2.6N,则步骤

49、B中铜块所受浮力F浮=GF拉=2.7N2.6N=0.1N,由A、B、C、D所示实验可知物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大,由此可知:浸在同种液体中的物体所受浮力大小跟物体排开液体的体积有关由A、E、F,实验可知,物体排开液体体积相同而液体密度不同,物体受到的浮力不同,这说明物体排开相同体积的液体时,所受浮力大小根液体密度有关(3)V=5cm26cm=30cm3=3105m3,浸没时,V排=V,在F图中,F浮=G=2.7N2.3N=0.4N,由F浮=液gV排可得:液=1.3103kg/m3;由浮力产生的原因可知,骤B中铜块下表面受到水的压力F=F浮=0.1N下表面受到水的压强p=200P

50、a,由B、C、D中数据可知,F拉逐渐减小,根据F浮=GF拉可知,浮力增大,即下表面受到水的压力增大,受力面积不变,由p=可知,p逐渐增大,即铜块下表面受到水的压强随着深度的增加逐渐增大;(5)缓慢向烧杯内加水,排开水的体积增大,根据F浮=GF拉可知,弹簧测力计的示数逐渐减小;由F浮=液gV排可得:=1105m3,此时铜块浸入水的深度:h1=0.02m=2cm,由此当所加水使铜块刚好浸没时(水未溢出),所加水的深度,h=6cm2cm=4cm=0.04m,烧杯底部受到水的压强增加了p1=水gh1=1.0103kg/m310N/kg0.04m=400Pa,但由于在一定范围内,弹簧受到的拉力每减少0.

51、1N,弹簧的长度就缩短0.1cm,因此当所加水使铜块刚好浸没时(水未溢出),此时拉力减小0.2N,则弹簧的长度缩短0.2cm=0.002m,因此还应该倒入0.02m高度的水,故p2=水gh2=1.0103kg/m310N/kg0.002m=20Pa,因此烧杯底部受到水的压强增加值p=p1+p2=400Pa+20Pa=420Pa故答案为:(1)2.7;(2)0.1;(3)排开液体的体积;液体的密度;(4)1.3103;200;增大;(5)减小;420【点评】本题是较典型的用控制变量法分析实验得出结论的题型在分析问题时,要明确哪些量是相同的,哪些量是变化的或不同的,正是这些变化的或不同的量导致了实

52、验结果的不同此题的难点在(5),烧杯底部受到水的压强增加值p=p1+p212如图,将含有一空心铝球的冰块投入平底水槽中,冰块内空心铝球的体积V铝=10cm3,当冰块(含空心铝球)悬浮时,排开水的体积V排=45cm3冰全部熔化后,浸没在水中的空心铝球沉入水底,已知冰的密度冰=0.9103kg/m3,求:(1)冰块(含空心铝球)在水中悬浮时的重力;(2)空心铝球最终对水槽底部的压力大小【考点】物体的浮沉条件及其应用;浮力大小的计算菁优网版权所有【专题】浮力;浮沉的应用【分析】(1)利用阿基米德原理可求冰块(含空心铝球)在水中的浮力,根据悬浮条件即可知道冰块(含空心铝球)在水中悬浮时的重力;(2)已

53、知空心铝球的体积,即可求出冰的体积,利用G=mg=Vg求出冰的重力,然后求出空心铝球的重力;利用阿基米德原理求出空心铝球在水中的浮力,最后根据力的平衡可知对水槽底部的压力【解答】解:(1)冰块(含空心铝球)完全浸没时受到的浮力:F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg45106m3=0.45N;由于冰块(含空心铝球)处于悬浮,则冰块(含空心铝球)重力G=F浮=0.45N;(2)冰的体积V=V排V铝=45cm310cm3=35cm3=35106m3,由=和G=mg得冰的重力:G=mg=冰Vg=0.9103kg/m310N/kg35106m3=0.315N;空心铝球的重力:G球=GG冰=0.45N0.315N=0.135N;由于空心铝球沉在底部,则受到的浮力:F浮=水gV排=水gV铝=1.0103kg/m310N/kg10106m3=0.1N;对水槽底部的压力:F=GF浮=0.135N0.1N=0.035N答:(1)冰块(含空心铝球)在水中悬浮时的重力为0.45N;(2)空心铝球最终对水槽底部的压力大小

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