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1.3水的浮力(2)學習目錄學習目錄目錄模塊一知識網(wǎng)絡(luò) 1模塊二知識掌握 2知識點一、物體浮沉條件 2知識點二、物體浮沉條件的應(yīng)用 3知識點三、浮力的計算方法 5【鞏固提高】 8知識重點知識重點模塊一知識網(wǎng)絡(luò)模塊二知識掌握知識點一、物體浮沉條件1.物體的浮沉條件:浸沒在液體中的物體的浮沉取決于和的大小。(實心物體浸沒在液體中)F浮<GF浮>GF?。紾(V排液=V物)F浮=G(V排液<V物)ρ液<ρ物ρ液>ρ物ρ液=ρ物ρ液>ρ物注意:①上浮和下沉都是不穩(wěn)定狀態(tài),是動態(tài)過程。上浮的物體最終會浮出液面,而處于漂浮狀態(tài);下沉的物體最終會沉到容器底處于靜止狀態(tài);②漂浮和懸浮時,物體都是受到兩個力而處于平衡狀態(tài),F(xiàn)?。?;③沉到水底時:=G。知識點二、物體浮沉條件的應(yīng)用1.物體浮沉條件的應(yīng)用:(1)航天員水下模擬訓練:時,F(xiàn)浮=G;(2)輪船:將鋼鐵做成空心,增大排開液體的體積,增大浮力使F浮=G;①因為漂浮時,F(xiàn)?。紾,所以同一艘輪船從海洋行駛到江河或從江河行駛到海洋,其受到的浮力;②根據(jù)F?。溅岩篻V排液,同一艘輪船從海洋行駛到江河,因為F浮不變,ρ液減小,所以V排液,即船身稍下沉;(3)潛水艇:它的上浮和下沉是通過對水艙的排水和充水而改變來實現(xiàn)的;(4)密度計:利用物體條件工作的。因為F?。溅岩篻V排液,液體密度不同,;(5)熱氣球和飛艇:采用充密度比空氣的氣體(氫氣、氦氣、熱空氣)的辦法,使它受到的浮力大于重力而升空。(2023?柯橋區(qū)一模)生活中雞蛋放置時間越久越不新鮮,不同新鮮程度的雞蛋在水中的浮沉情況如圖(雞蛋表面有氣孔)下列判斷正確的是()A.新鮮的雞蛋在水中浮力等于重力 B.三個容器中雞蛋的浮力越來越大 C.雞蛋由于呼吸作用導致密度變小而上浮 D.雞蛋在放置過程中、因體積變大而上?。?023?湖州一模)將乒乓球壓入水底放手后,上升時依次經(jīng)過甲、乙、丙圖示位置,若受到的浮力分別是F甲、F乙、F丙,則它們之間的關(guān)系為()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(2023?臨海市模擬)小金將一個雞蛋放入清水中,雞蛋沉入水底,如圖甲,此時雞蛋受到的浮力為F甲;逐漸向水中加鹽,雞蛋懸浮于水中靜止,如圖乙,此時雞蛋所受浮力大小為F乙;繼續(xù)往水中加鹽直到雞蛋上浮至部分露出水面,如圖丙,此時雞蛋受到的浮力為F丙。下列說法正確的是()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(2023?湖州模擬)如圖所示,是南極海洋冰山的美麗景象。冰山實質(zhì)就是海中漂浮的大塊淡水冰。據(jù)科學分析,全球氣候變暖會導致冰山熔化,海平面升高。下列判斷正確的是()A.冰山所受到的浮力一定大于它所受的重力 B.冰山所受的重力小于它排開水所受的重力 C.冰山熔化一部分后仍會漂浮在水面上 D.冰山熔化一部分后排開水的體積不變(2023?西湖區(qū)校級二模)2022年7月28號浙江省青少年皮劃艇錦標賽在龍泉市甌江河畔舉行,在雙人皮劃艇項目中,雙人皮劃艇(沒有載人)浮在水面上時排開水的體積為0.015m3,2名運動員的質(zhì)量總和為150千克。(1)皮劃艇快船滑行時所受浮力方向為。(2)皮劃艇在沒有載人時受到的浮力多大?(3)如圖所示,2名運動員坐在皮劃艇上靜止時,皮劃艇受到的浮力是多少牛?知識點三、浮力的計算方法1.浮力計算的方法(1)二次稱量法:F浮=;(2)阿基米德原理法:F浮=G排==;(3)壓力差法:F=;(4)漂浮或懸浮條件:F浮=。(2023?慈溪市校級模擬)如圖甲所示,長方體金屬塊在細繩豎直向上拉力作用下,從水中開始一直豎直向上做勻速直線運動。上升到離水面一定的高度處,圖乙是繩子拉力F隨時間t變化的圖象。根據(jù)圖象信息,下列判斷正確的是()A.該金屬塊重力的大小為136N B.浸沒在水中的金屬塊受到的浮力大小是136N C.該金屬塊的密度是7.8×103kg/m3 D.在t1至t2時間段金屬塊在水中受到的浮力逐漸增大(2022秋?余姚市校級期中)彈簧測力計下掛一長方體物體,將物體從盛有適量水的燒杯上方離水面某一高度處緩緩下降,然后將其逐漸浸入水中如圖(甲);圖(乙)是彈簧測力計示數(shù)F與物體下降高度h變化關(guān)系的圖象。物體受到的最大浮力是物體的密度是。(2022秋?鎮(zhèn)海區(qū)校級期中)如圖所示,一金屬塊受到的重力為28N,用彈簧測力計掛著金屬塊,使其一半沒入水中,此時測力計的示數(shù)為23.4N,那么此時金屬塊受到的浮力為N。現(xiàn)將金屬塊全部浸沒到水中,彈簧測力計的示數(shù)變?yōu)镹。若此時金屬塊受到水對它向下的壓力為20牛,則此時水對金屬塊向上的壓力為N。(2022?溫州模擬)如圖所示,柱形容器內(nèi)裝有深度大于10cm的某種液體,物體C是一個體積為1000cm3的均勻正方體,質(zhì)量為480g。在液體中靜止時,有25(1)圖中物體C靜止時所受的浮力為多少?(2)液體的密度為多少?(3)若在C上表面放置一個物體A,使C恰好完全浸沒于液體中,則物體A的質(zhì)量應(yīng)為多少?(2022秋?濱江區(qū)校級期中)在彈簧測力計下掛一圓柱體,從盛水的燒杯上方某一高度緩慢下降,圓柱體浸沒后繼續(xù)下降,直到圓柱體底面與燒杯底部接觸為止。如圖所示是圓柱體下降過程中彈簧測力計讀數(shù)F隨圓柱體下降高度h變化的圖象。求:(g取值10N/kg,在此過程中水面上升高度可忽略不計)(1)完全浸沒時,圓柱體受到的浮力?(2)圓柱體的密度是多少?(3)該圓柱體的底面積為多少?【鞏固提高】(2023春?義烏市期中)海中斷崖是指海水上層密度大,下層密度小形成的密度躍層。潛艇在水下航行到海中斷崖,會急劇掉向海底,發(fā)生“掉深”事故,以下分析正確的是()A.潛艇遭遇“海中斷崖”前后所受的浮力不變 B.向潛艇中的水柜充氣可以增大潛艇受到的浮力 C.向潛艇中的水柜充氣可以減小潛艇的重力 D.下沉中的潛艇浮力大于重力,就可以馬上上?。?023?鹿城區(qū)模擬)如圖,甲、乙、丙分別是形狀不同的鋁塊、鐵塊、銅塊浸沒在水里,受到的浮力相同,由此可知它們的()A.體積相同 B.質(zhì)量相同 C.密度相同 D.重力相同(2023?溫州一模)小明將金魚裝入有水的塑料袋中,扎緊塑料袋,再放入盛水的玻璃缸中,忽略塑料袋質(zhì)量和體積,將會看到()A. B. C. D.(2022秋?余姚市校級期末)小明洗碗時發(fā)現(xiàn),同一只碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,如圖所示。下列說法正確的是()A.碗漂浮時所受的浮力大于它所受的重力 B.碗漂浮時所受的浮力等于它排開的水所受的重力 C.碗沉底時所受的浮力大于它漂浮時所受的浮力 D.碗沉底時排開水的體積等于它漂浮時排開水的體積(2022秋?鄞州區(qū)校級期末)如圖是中國海軍092級戰(zhàn)略核潛艇接受檢閱時的情景。它的最大排水量是8000t,關(guān)于核潛艇的下列說法正確的是()A.漂浮在海面上時,它所受的浮力大小為80000N B.漂浮在海面上時,它只受到重力、浮力和海水對它向上的壓力 C.在海面下勻速下潛時,它受到的浮力不變 D.在海面下勻速上浮時,它受到的浮力逐漸減?。?022秋?鄞州區(qū)期末)一圓柱體先后放入密度為ρ1和ρ2的兩種液體中,均處于漂浮狀態(tài),如圖所示,圓柱體在兩液體中所受浮力依次是F1和F2,則()A.ρ1<ρ2F1<F2 B.ρ1>ρ2F1>F2 C.ρ1<ρ2F1=F2 D.ρ1>ρ2F1=F2(2022秋?諸暨市期中)如圖所示,水平桌面上三個完全相同的容器內(nèi)裝有適量的水,將A、B、C三個體積相同的小球分別放入容器內(nèi),待小球靜止后,A漂浮、B懸浮、C沉底,此時三個容器內(nèi)水面高度相同。下列判斷正確的是()A.容器底部受到水的壓強關(guān)系:p甲=p乙=p丙 B.小球受到的浮力關(guān)系:FA>FB>FC C.容器對桌面的壓力關(guān)系:F甲<F乙<F丙 D.小球的質(zhì)量關(guān)系:mA=mB<mC(2021秋?西湖區(qū)校級月考)掛在彈簧秤上的物體浸沒在煤油中,彈簧秤的示數(shù)等于()A.物體受到的浮力 B.物體受到的重力 C.物體受到的重力減去它受到的浮力 D.物體受到的浮力減去它受到的重力(2021秋?紹興期中)用彈簧測力計稱得容器和水的總重為5N(如圖甲)。將體積為100cm3的物體A全部投入水中,彈簧測力計的示數(shù)T1為1N(如圖乙)。若將容器、水和浸沒水中的物體A用彈簧測力計一起稱量(如圖丙),彈簧測力計的示數(shù)為T2。則()A.浸沒水中的物體A所受浮力為5N B.浸沒水中的物體A所受浮力為4N C.彈簧測力計的示數(shù)T2為7N D.彈簧測力計的示數(shù)T2為4N(2022?拱墅區(qū)二模)如圖所示為“獨竹漂”的表演場景,表演者手持竹竿立于楠竹之上,用竹竿劃水前行。若表演者腳下楠竹的質(zhì)量為12kg,此時排開水的體積為0.07m3。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)(1)表演者用竹竿向后劃水,楠竹與人便向前行,這是因為。(2)楠竹受到的浮力為多少?(3)表演者和手中竹竿受到的總重力為多少?(2021秋?新昌縣期末)已知雞蛋的質(zhì)量為55克,體積為50厘米3。將雞蛋放在盛有清水的玻璃杯里,雞蛋沉入杯底,如圖甲所示。逐漸將食鹽溶解在水中,直至雞蛋漂浮如圖乙所示。(1)求圖甲狀態(tài)時,雞蛋所受的浮力。(2)請在丙圖中畫出雞蛋所受浮力大小變化的大致圖象并說明理由。(2021秋?海曙區(qū)月考)將邊長為0.1m均勻、實心的正方體木塊投入水中。木塊靜止時有14的體積露出水面,如圖所示。(取g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3(1)木塊靜止時,受到水的浮力是多少?(2)該木塊的密度是多少?(3)木塊靜止時,木塊底部受到水的壓強是多少?
1.3水的浮力(2)學習目錄學習目錄目錄模塊一知識網(wǎng)絡(luò) 1模塊二知識掌握 2知識點一、物體浮沉條件 2知識點二、物體浮沉條件的應(yīng)用 3知識點三、浮力的計算方法 6【鞏固提高】 11知識重點知識重點模塊一知識網(wǎng)絡(luò)模塊二知識掌握知識點一、物體浮沉條件1.物體的浮沉條件:浸沒在液體中的物體的浮沉取決于F浮和G的大小。(實心物體浸沒在液體中)F浮<GF浮>GF?。紾(V排液=V物)F?。紾(V排液<V物)ρ液<ρ物ρ液>ρ物ρ液=ρ物ρ液>ρ物下沉上浮懸浮漂浮注意:①上浮和下沉都是不穩(wěn)定狀態(tài),是動態(tài)過程。上浮的物體最終會浮出液面,而處于漂浮狀態(tài);下沉的物體最終會沉到容器底處于靜止狀態(tài);②漂浮和懸浮時,物體都是受到兩個力而處于平衡狀態(tài),F(xiàn)?。紾;③沉到水底時:F?。獸支=G。知識點二、物體浮沉條件的應(yīng)用1.物體浮沉條件的應(yīng)用:(1)航天員水下模擬訓練:懸浮時,F(xiàn)浮=G;(2)輪船:將鋼鐵做成空心,增大排開液體的體積,增大浮力使F?。紾;①因為漂浮時,F(xiàn)?。紾,所以同一艘輪船從海洋行駛到江河或從江河行駛到海洋,其受到的浮力不變;②根據(jù)F?。溅岩篻V排液,同一艘輪船從海洋行駛到江河,因為F浮不變,ρ液減小,所以V排液變大,即船身稍下沉;(3)潛水艇:它的上浮和下沉是通過對水艙的排水和充水而改變自身重力來實現(xiàn)的;(4)密度計:利用物體浮沉條件工作的。因為F?。溅岩篻V排液,液體密度不同,密度計排開液體的體積就不同;(5)熱氣球和飛艇:采用充密度比空氣小的氣體(氫氣、氦氣、熱空氣)的辦法,使它受到的浮力大于重力而升空。(2023?柯橋區(qū)一模)生活中雞蛋放置時間越久越不新鮮,不同新鮮程度的雞蛋在水中的浮沉情況如圖(雞蛋表面有氣孔)下列判斷正確的是()A.新鮮的雞蛋在水中浮力等于重力 B.三個容器中雞蛋的浮力越來越大 C.雞蛋由于呼吸作用導致密度變小而上浮 D.雞蛋在放置過程中、因體積變大而上浮【解答】解:A、新鮮的雞蛋在水中沉入水底,浮力小于重力,故A錯誤;B、1、2兩圖中,雞蛋排開水的體積相同,3圖中,雞蛋排開水的體積最小,根據(jù)阿基米德原理可知,1、2兩圖中,雞蛋受到浮力大小相同,3圖中,雞蛋受到浮力最小,故B錯誤;CD、雞蛋下沉時密度大于水的密度,雞蛋漂浮時,密度小于水的密度,雞蛋由于呼吸作用導致密度變小而上浮,故C正確、D錯誤。故選:C。(2023?湖州一模)將乒乓球壓入水底放手后,上升時依次經(jīng)過甲、乙、丙圖示位置,若受到的浮力分別是F甲、F乙、F丙,則它們之間的關(guān)系為()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【解答】解:根據(jù)圖示可知,乒乓球在甲、乙中排開的水的體積相同,都大于乒乓球在丙中排開的水的體積,根據(jù)由F?。溅阉甮V排可知,F(xiàn)甲=F乙>F丙。故選:A。(2023?臨海市模擬)小金將一個雞蛋放入清水中,雞蛋沉入水底,如圖甲,此時雞蛋受到的浮力為F甲;逐漸向水中加鹽,雞蛋懸浮于水中靜止,如圖乙,此時雞蛋所受浮力大小為F乙;繼續(xù)往水中加鹽直到雞蛋上浮至部分露出水面,如圖丙,此時雞蛋受到的浮力為F丙。下列說法正確的是()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【解答】解:由于圖中使用的是同一個雞蛋,則雞蛋的重力不變,圖甲中雞蛋處于沉底狀態(tài),則浮力F甲<G;圖乙中雞蛋懸浮在液體中時,則F乙=G;圖丙中雞蛋漂浮,則F丙=G;所以三種狀態(tài)下浮力的大小關(guān)系是:F甲<F乙=F丙,故D正確。故選:D。(2023?湖州模擬)如圖所示,是南極海洋冰山的美麗景象。冰山實質(zhì)就是海中漂浮的大塊淡水冰。據(jù)科學分析,全球氣候變暖會導致冰山熔化,海平面升高。下列判斷正確的是()A.冰山所受到的浮力一定大于它所受的重力 B.冰山所受的重力小于它排開水所受的重力 C.冰山熔化一部分后仍會漂浮在水面上 D.冰山熔化一部分后排開水的體積不變【解答】解:AB、冰山漂浮在水面上,根據(jù)物體的浮沉條件可知,冰山所受到的浮力一定等于它所受的重力;根據(jù)阿基米德原理可知,冰山受到的浮力等于其排開的水的重力,所以冰山所受的重力等于它排開水所受的重力,故AB錯誤;C、冰山熔化一部分后,冰山的密度不變,冰山的密度小于水的密度,所以冰山仍會漂浮在水面上,故C正確;D、冰山熔化一部分后,冰山的重力減小,冰山漂浮,浮力等于自身的重力,所以冰山受到的浮力變小,根據(jù)F?。溅岩篻V排可知,冰山排開水的體積變小,故D錯誤。故選:C。(2023?西湖區(qū)校級二模)2022年7月28號浙江省青少年皮劃艇錦標賽在龍泉市甌江河畔舉行,在雙人皮劃艇項目中,雙人皮劃艇(沒有載人)浮在水面上時排開水的體積為0.015m3,2名運動員的質(zhì)量總和為150千克。(1)皮劃艇快船滑行時所受浮力方向為。(2)皮劃艇在沒有載人時受到的浮力多大?(3)如圖所示,2名運動員坐在皮劃艇上靜止時,皮劃艇受到的浮力是多少牛?【解答】解:(1)皮劃艇快船滑行時所受浮力方向是豎直向上的;(2)皮劃艇在沒有載人時受到的浮力為:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.015m3=150N;(3)皮劃艇浮在水面上,所以皮劃艇的重力為:G艇=F?。?50N,兩名運動員的重力為;G人=m人g=150kg×10N/kg=1500N,兩名運動員坐在皮劃艇上靜止時,皮劃艇受到的浮力為:F浮′=G艇+G人=150N+1500N=1650N。答:(1)豎直向上;(2)皮劃艇在沒有載人時受到的浮力為150N;(3)2名運動員坐在皮劃艇上靜止時,皮劃艇受到的浮力是1650N。知識點三、浮力的計算方法1.浮力計算的方法(1)二次稱量法:F浮=G物-F;(2)阿基米德原理法:F浮=G排=m排g=ρ液gV排;(3)壓力差法:F=F向上-F向下;(4)漂浮或懸浮條件:F浮=G排。(2023?慈溪市校級模擬)如圖甲所示,長方體金屬塊在細繩豎直向上拉力作用下,從水中開始一直豎直向上做勻速直線運動。上升到離水面一定的高度處,圖乙是繩子拉力F隨時間t變化的圖象。根據(jù)圖象信息,下列判斷正確的是()A.該金屬塊重力的大小為136N B.浸沒在水中的金屬塊受到的浮力大小是136N C.該金屬塊的密度是7.8×103kg/m3 D.在t1至t2時間段金屬塊在水中受到的浮力逐漸增大【解答】解:A、當金屬塊完全露出液面,沒有浸入水中時,金屬塊不受浮力,此時拉力等于重力,即為圖中的CD段,則由圖可知,該金屬塊重力為:G=F拉=156N,故A錯誤。B、當金屬塊未露出液面時,即為圖中的AB段,從圖可知,此時繩子的拉力為136N,則浸沒在水中的金屬塊受到的浮力大小為:F浮=G﹣F拉=156N﹣136N=20N,故B錯誤;C、因為F?。溅阉甐排g,所以金屬塊排開水的體積(金屬塊的體積):V金=V排=F浮ρ由G=mg可得金屬塊的質(zhì)量為:m=G金屬塊的密度為:ρ金=mV=D、從圖可知,在t1至t2時間段內(nèi)繩子的拉力逐漸變大,由公式F?。紾﹣F拉可知,金屬塊受到的浮力逐漸變小,故D錯誤。故選:C。(2022秋?余姚市校級期中)彈簧測力計下掛一長方體物體,將物體從盛有適量水的燒杯上方離水面某一高度處緩緩下降,然后將其逐漸浸入水中如圖(甲);圖(乙)是彈簧測力計示數(shù)F與物體下降高度h變化關(guān)系的圖象。物體受到的最大浮力是物體的密度是?!窘獯稹拷猓何矬w在浸入水中之前,受到重力和拉力的作用,并且這兩個力是一對平衡力,由圖象知,G=F示=9N;當物體完全浸沒時,拉力F=3N,則完全浸沒時的浮力為F?。紾﹣F=9N﹣3N=6N,此時物體完全浸沒,所以浮力最大;由F浮=ρ液gV排得,物體的體積:V=V排=F浮ρ水g物體的質(zhì)量m=G物體的密度:ρ=mV=0.6kg6×1故答案為:6N;1.5×103kg/m3。(2022秋?鎮(zhèn)海區(qū)校級期中)如圖所示,一金屬塊受到的重力為28N,用彈簧測力計掛著金屬塊,使其一半沒入水中,此時測力計的示數(shù)為23.4N,那么此時金屬塊受到的浮力為N。現(xiàn)將金屬塊全部浸沒到水中,彈簧測力計的示數(shù)變?yōu)镹。若此時金屬塊受到水對它向下的壓力為20牛,則此時水對金屬塊向上的壓力為N。【解答】解:(1)根據(jù)稱重法知金屬塊受到的浮力為:F?。紾﹣F=28N﹣23.4N=4.6N;(2)設(shè)金屬塊的體積是V,金屬塊一半浸入水中時受到的浮力為:F浮=ρ水gV2金屬塊全部浸入水中時受到的浮力為:F浮′=ρ水gV=2F?。?×4.6N=9.2N,此時彈簧秤的示數(shù)為:F′=G﹣F浮′=28N﹣9.2N=18.8N;(3)根據(jù)F?。紽向上﹣F向下知水對金屬塊向上的壓力為:F向上=F浮+F向下=9.2N+20N=29.2N。故答案為:4.6;18.8;29.2。(2022?溫州模擬)如圖所示,柱形容器內(nèi)裝有深度大于10cm的某種液體,物體C是一個體積為1000cm3的均勻正方體,質(zhì)量為480g。在液體中靜止時,有25(1)圖中物體C靜止時所受的浮力為多少?(2)液體的密度為多少?(3)若在C上表面放置一個物體A,使C恰好完全浸沒于液體中,則物體A的質(zhì)量應(yīng)為多少?【解答】解:(1)物體C受到的重力:GC=mCg=0.48kg×10N/kg=4.8N;物體C漂浮在液面上,物體受到的浮力:F?。紾C=4.8N;(2)根據(jù)阿基米德原理可知,F(xiàn)?。溅岩篻V排,4.8N=ρ液×10N/kg×(1?25)×1000×10﹣6m解得,液體密度為:ρ液=0.8×103kg/m3;(3)物塊C全部浸沒水中時排開水的體積:V排=V=10﹣3m3,此時物塊受到的浮力:F浮′=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3=10N,此時AC漂浮,G總=F浮′=10N,物體A的重力GA=10N﹣4.8NN=5.2N,mA=GA答:(1)物體C靜止時所受的浮力為是4.8N;(2)液體的密度是0.8×103kg/m3;(3)在C上表面放置一個物體A,使C恰好完全浸沒于液體中,則物體A的質(zhì)量應(yīng)為520g。(2022秋?濱江區(qū)校級期中)在彈簧測力計下掛一圓柱體,從盛水的燒杯上方某一高度緩慢下降,圓柱體浸沒后繼續(xù)下降,直到圓柱體底面與燒杯底部接觸為止。如圖所示是圓柱體下降過程中彈簧測力計讀數(shù)F隨圓柱體下降高度h變化的圖象。求:(g取值10N/kg,在此過程中水面上升高度可忽略不計)(1)完全浸沒時,圓柱體受到的浮力?(2)圓柱體的密度是多少?(3)該圓柱體的底面積為多少?【解答】解:(1)由圖象可知,當h=0時,彈簧測力計示數(shù)為12N,此時圓柱體處于空氣中,根據(jù)二力平衡條件可知,G=F拉=12N;從h=7cm開始,彈簧測力計示數(shù)不變,說明此時圓柱體已經(jīng)浸沒在水中,對圓柱體受力分析,根據(jù)平衡關(guān)系可知,F(xiàn)?。紾﹣F拉=12N﹣4N=8N;(2)由阿基米德原理F浮=ρ液gV排得:V排=F浮ρ水g=因為物體全部浸沒,所以物體的體積等于排開液體的體積,即V物=V排=8×10﹣4m3物體的質(zhì)量:m=G圓柱體的密度:ρ=mV物=1.2kg(3)由圖知BC段為物體慢慢浸入液體,至到浸沒的過程,BC段的距離就是物體的高度,所以h=7cm﹣3cm=4cm=0.04m,根據(jù)V=Sh知,該圓柱體的底面積:S=V?=答:(1)完全浸沒時,圓柱體受到的浮力為8N;(2)圓柱體的密度是1.5×103kg/m3;(3)該圓柱體的底面積為0.02m2?!眷柟烫岣摺浚?023春?義烏市期中)海中斷崖是指海水上層密度大,下層密度小形成的密度躍層。潛艇在水下航行到海中斷崖,會急劇掉向海底,發(fā)生“掉深”事故,以下分析正確的是()A.潛艇遭遇“海中斷崖”前后所受的浮力不變 B.向潛艇中的水柜充氣可以增大潛艇受到的浮力 C.向潛艇中的水柜充氣可以減小潛艇的重力 D.下沉中的潛艇浮力大于重力,就可以馬上上浮【解答】解:A、“掉深”是由于潛艇遇到密度突然減小的海水,由于潛艇排開海水的體積不變,根據(jù)阿基米德原理可知,潛艇受到的浮力減少;故A不正確;BC、根據(jù)物體的浮沉條件可知;為了上浮,應(yīng)使重力小于浮力,所以應(yīng)迅速打開供氣閥門,排出水艙內(nèi)的水,使重力減小,當浮力大于重力潛艇上??;由此可知,向潛艇中的水柜充氣可以減小潛艇自身的重力,故B不正確,C正確;D、下沉中的潛艇浮力大于重力,潛艇掉深有所減緩,但不會立即停止,這是因為潛艇具有慣性,要繼續(xù)保持原來的運動狀態(tài)。故D不正確。故選:C。(2023?鹿城區(qū)模擬)如圖,甲、乙、丙分別是形狀不同的鋁塊、鐵塊、銅塊浸沒在水里,受到的浮力相同,由此可知它們的()A.體積相同 B.質(zhì)量相同 C.密度相同 D.重力相同【解答】解:已知受到的浮力相同,液體密度一定,根據(jù)公式F?。溅裧V排可知,排開的水的體積相同,因為形狀不同的鋁塊、鐵塊、銅塊浸沒在水里,所以排開的水的體積與物體的體積相等。則由此可知它們的體積相同。故選:A。(2023?溫州一模)小明將金魚裝入有水的塑料袋中,扎緊塑料袋,再放入盛水的玻璃缸中,忽略塑料袋質(zhì)量和體積,將會看到()A. B. C. D.【解答】解:由圖知,金魚懸浮在袋內(nèi)的水中,金魚的密度等于水的密度,不計塑料袋質(zhì)量和體積時,只有當袋中水和魚的總體積等于排開水的體積V排時,袋內(nèi)水和金魚的總重力才等于受到的浮力,才能處于靜止狀態(tài)(漂浮狀態(tài)),即此時袋內(nèi)外液面應(yīng)相平,故B正確。故選:B。(2022秋?余姚市校級期末)小明洗碗時發(fā)現(xiàn),同一只碗可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,如圖所示。下列說法正確的是()A.碗漂浮時所受的浮力大于它所受的重力 B.碗漂浮時所受的浮力等于它排開的水所受的重力 C.碗沉底時所受的浮力大于它漂浮時所受的浮力 D.碗沉底時排開水的體積等于它漂浮時排開水的體積【解答】解:A、碗漂浮時,碗受到的浮力等于自身的重力,故A錯誤;B、根據(jù)阿基米德原理知碗漂浮時所受的浮力等于它排開的水所受的重力,故B正確;CD、碗沉入水底時,受到的浮力小于它的重力,碗漂浮時,浮力等于自身的重力,由于重力不變,所以漂浮時的浮力大于下沉時的浮力,根據(jù)F浮=ρ水gV排知碗沉底時排開水的體積小于它漂浮時排開水的體積,故C、D錯誤。故選:B。(2022秋?鄞州區(qū)校級期末)如圖是中國海軍092級戰(zhàn)略核潛艇接受檢閱時的情景。它的最大排水量是8000t,關(guān)于核潛艇的下列說法正確的是()A.漂浮在海面上時,它所受的浮力大小為80000N B.漂浮在海面上時,它只受到重力、浮力和海水對它向上的壓力 C.在海面下勻速下潛時,它受到的浮力不變 D.在海面下勻速上浮時,它受到的浮力逐漸減小【解答】解:A、潛艇懸浮時排水量m排=8000t=8×106kg,則潛艇受到的浮力為:F浮=G排=m排g=8×106kg×10N/kg=8×107N,故A錯誤;B、漂浮在海面上時,潛水艇受力平衡,它受到重力、浮力的共同作用,故B錯誤;CD、潛水艇在海面下勻速下潛或勻速上浮時,排開液體的體積不變,水的密度不變,根據(jù)F浮=ρ液gV排可知受到的浮力不變,故C正確、D錯誤。故選:C。(2022秋?鄞州區(qū)期末)一圓柱體先后放入密度為ρ1和ρ2的兩種液體中,均處于漂浮狀態(tài),如圖所示,圓柱體在兩液體中所受浮力依次是F1和F2,則()A.ρ1<ρ2F1<F2 B.ρ1>ρ2F1>F2 C.ρ1<ρ2F1=F2 D.ρ1>ρ2F1=F2【解答】解:(1)由圖可知,同一圓柱體在兩種液體中都處于漂浮狀態(tài),由于物體漂浮時,受到的浮力和自身的重力相等,所以,同一圓柱體在兩液體中所受浮力相等,都等于圓柱體的重力;(2)圓柱體在兩液體中所受浮力F1=F2,由圖可知:V排1<V排2,根據(jù)ρ液=F浮gV排可知:ρ故選:D。(2022秋?諸暨市期中)如圖所示,水平桌面上三個完全相同的容器內(nèi)裝有適量的水,將A、B、C三個體積相同的小球分別放入容器內(nèi),待小球靜止后,A漂浮、B懸浮、C沉底,此時三個容器內(nèi)水面高度相同。下列判斷正確的是()A.容器底部受到水的壓強關(guān)系:p甲=p乙=p丙 B.小球受到的浮力關(guān)系:FA>FB>FC C.容器對桌面的壓力關(guān)系:F甲<F乙<F丙 D.小球的質(zhì)量關(guān)系:mA=mB<mC【解答】解:由題知,A、B、C三個小球的體積相同;A、小球靜止時,三個容器內(nèi)水面高度相同,即h相同,水的密度一定,根據(jù)p=ρgh可知,容器底受到水的壓強關(guān)系為p甲=p乙=p丙,故A正確;B、由圖可知,A、B、C三個小球排開水的體積關(guān)系為VA排<VB排=VC排,根據(jù)F?。溅岩篻V排可知,浮力的大小關(guān)系為:FA<FB=FC,故B錯誤;C、A球在甲容器中漂浮,所以FA=GA;根據(jù)阿基米德原理有FA=GA排,所以GA=GA排(即A球的重等于A排開水的重);B球在乙容器中懸浮,所以FB=GB;根據(jù)阿基米德原理有FB=GB排,所以GB=GB排(即B球的重等于B排開水的重);上面的關(guān)系式可理解為AB兩球的重分別補充了所缺少水的重,由于甲乙容器內(nèi)水面相平,則甲乙容器內(nèi)水和小球的總重相等;甲、乙兩容器完全相同,則兩容器的重相等,故甲乙容器的總重相等,甲容器對桌面的壓力等于乙容器對桌面的壓力,即F甲=F乙;而C球在丙容器中沉底,所以GC>FC,根據(jù)阿基米德原理有FC=GC排,所以GC>GC排,即C球的重大于C排開水的重;故丙容器對桌面的壓力大于乙容器對桌面的壓力,即F乙<F丙。綜上分析可知,三個容器對桌面壓力關(guān)系為F甲=F乙<F丙,故C錯誤;D、由圖可知,A漂浮,B懸浮,C下沉,則由浮沉條件可知:GA=FA,GB=FB,GC>FC,由于FA<FB=FC,則GA<GB<GC;所以,mA<mB<mC,故D錯誤。故選:A。(2021秋?西湖區(qū)校級月考)掛在彈簧秤上的物體浸沒在煤油中,彈簧秤的示數(shù)等于()A.物體受到的浮力 B.物體受到的重力 C.物體受到的重力減去它受到的浮力 D.物體受到的浮力減去它受到的重力【解答】解:此時物體受三個力的作用,豎直向下的重力,豎直向上的浮力和彈簧秤的拉力。在這三個力的作用下,物體處于靜止狀態(tài)。所以彈簧秤的示數(shù)等于物體受到的重力減去它受到的浮力。故選:C。(2021秋?紹興期中)用彈簧測力計稱得容器和水的總重為5N(如圖甲)。將體積為100cm3的物體A全部投入水中,彈簧測力計的示數(shù)T1為1N(如圖乙)。若將容器、水和浸沒水中的物體A用彈簧測力計一起稱量(如圖丙),彈簧測力計的示數(shù)為T2。則()A.浸沒水中的物體A所受浮力為5N B.浸沒水中的物體A所受浮力為4N C.彈簧測力計的示數(shù)T2為7N D.彈簧測力計的示數(shù)T2為4N【解答】解:AB、物體全部浸沒在水中,則物體排開水的體積:V排=V=100cm3=1×10﹣4m3,由阿基米德原理得物體受到的浮力為:F?。溅阉甮V排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3=1N;物體A全部浸入水中時,彈簧測力計的示數(shù)T1=1N,故AB錯誤;CD、由稱重法測浮力可得F浮=G﹣T1,物體的重力:G=F浮+T1=1N+1N=2N。圖甲中容器和水的總重為5N,即G總=5N,圖丙中彈簧測力計的示數(shù)為容器、水和物體
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