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2025年中考科學二輪專題【熱點·重點·難點】專練(浙江專用)--重難點02 壓強與浮力 大小比較與綜合計算(含解析)

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2025年中考科學二輪專題【熱點·重點·難點】專練(浙江專用)--重難點02 壓強與浮力 大小比較與綜合計算(含解析)

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重難點02 壓強與浮力 大小比較與綜合計算
命題趨勢
考點 三年考情分析 2025考向預測
1、壓強 壓力與壓強;增大和減小壓強的方法;液體壓強;大氣壓強 2、浮力 浮力的概念;阿基米德原理物體的浮沉條件;浮力的應用 壓強和浮力的基本概念、阿基米德原理、物體的浮沉條件考查頻率較高。在 2022 - 2024 年浙江多個地區的中考中,幾乎每年都會出現根據阿基米德原理計算浮力大小的題目,考查學生對公式的理解和運用;物體浮沉條件也常被用于分析物體在液體中的狀態變化;液體壓強的特點及計算也是常見考點,像通過給出液體深度和密度,計算液體內部某點的壓強。此外,浮力與壓強知識在實際生活中的應用考查也較為頻繁,如解釋輪船、潛水艇等的工作原理,體現了中考對學生知識應用能力的重視 預計 2025 年浙江中考科學仍會以選擇題、填空題、實驗探究題和計算題的形式考查壓強與浮力內容。選擇題可能會繼續聚焦于基本概念的辨析,如壓力與重力的區別、浮力產生的原因等;填空題或側重簡單的壓強與浮力計算,以及對生活中壓強和浮力現象的定性分析;實驗探究題可能在影響壓強和浮力大小因素的探究上進一步創新;計算題大概率會綜合多個知識點,如將壓強、浮力與力學中的功和功率、簡單機械等相結合,考查學生的綜合分析和計算能力。
重點詮釋
【體系構建】
【重難詮釋】
知識點一、固體壓力 固體壓強的計算
1.重為G的物體在承受面上靜止不動時所受壓力的大小:
分類 直接放置 水平受力 豎直下壓 豎直上拉 頂在頂板 壓在墻上
受力情況
壓力 G G G+F G-F F-G F
多物疊放對地面的壓力等于所有物體的重力:F=G1+G2+…+Gn
容器裝液體+其他物體+外力時對地面的壓力:F=G容+G液+G物-F拉(或 +F壓)
2.壓強公式:;求壓力大小:F=PS;求受力面積:
3.柱體對地面的壓強: P=ρgh (如:圓柱體、正方體、長放體等)
(1)柱體特點:V=Sh(柱體的體積=底面積×高)
(2)柱體對地面的壓強公式推導:
4、壓強的計算類型
類型 分析與計算
切割 類(密 度均 勻的 規則 柱狀 物體) 豎切 p=ρgh,切割后壓強不變
橫切 受力面積S不變,壓力F變化 1.切去質量m時:根據p=求剩余部分對接觸面的壓強。 2.切去體積V時:(1)m=ρV,根據p=求剩余部分對接觸面的壓強。 (2)h切=,根據p=ρg(h-)求剩余部分對接觸面的壓強。 3.切去高度d時:用p=ρg(h-d)求剩余部分對接觸面的壓強
切割 類(密 度均 勻的 規則 柱狀 物體) 斜切 1.切去B:剩余A可看成規則柱狀體1+物體2。1相對原物體豎切,壓強不變,增加物體2,由p= 可知,F變大,S不變,p變大。 2.切去A:剩余B可看成規則柱狀體切掉2。由p= 可知,F變小,S不變,p變小
知識點二、液體壓強的比較
1.液體對容器底的壓力F和液體重力G:的關系
圖甲:柱形,F底=G液
圖乙:上小下大臺形容器,F底>G液
圖丙:上大下小臺形容器,F底<G液
2.容器對水平桌面的壓力:F= G液+G容
知識點三、浮力大小比較的兩種方法
①阿基米德原理法:
F浮=ρ液gV排
②狀態法:
【漂浮:F浮=G物、上浮:F浮>G物、懸浮:F浮=G物、下沉:F浮知識點四、漂球問題
(1)同液體、同體積:A、B、C體積相同→使用阿基米德原理
(2)同液體、同質量:A、B、C質量相同→受力分析
(3)同物體、不同液體→受力分析
知識點五、壓強和浮力的計算
壓力差法 F浮=F向上-F向下(一般應用于計算形狀規則的物體受到的浮力)
稱重法 F浮=G物-F拉(F拉為物體浸在液體中時彈簧測力計的示數)
阿基米德 原理法 F浮=G排=ρ液g V排(注意ρ液為液體的密度;只有當物體浸沒在液體中時,才有 V排=V物)
二力平衡法 F浮=G物(適用于物體漂浮于液體表面或懸浮于液體中)
1.物體浸入液體中,液體對柱形容器底的壓力:F液=G液+F浮。
2.物體浸入液體中,柱形容器對桌面的壓力(將物體、液體、容器作為一個整體):
(1)整體不受其他外力,如圖甲所示,二力平衡:F容=G總=G容+G液+G物。
(2)整體受到其他外力,三力平衡:
如圖乙所示,受豎直向上的拉力:F容=G總-F拉=G容+G液+G物-F拉。
如圖丙所示,受豎直向下的壓力:F容=G總+F壓=G容+G液+G物+F壓。
3.液體對柱形容器底的壓強:p=ρgh,p=。
4.柱形容器對桌面的壓強:p=。
限時提升訓練
1.如圖,水槽中的碗既可漂浮在水面上,也可沉入水底。下列關于碗沉入水底后的說法正確的是
A.所受浮力比漂浮時大
B.排開水的體積與漂浮時相同
C.水對容器底部的壓強比漂浮時小
D.浮力等于碗自身的重力
【答案】C
【知識點】阿基米德原理;物體的浮沉條件及其應用;液體壓強計算公式的應用
【解析】【分析】ABD.根據浮沉條件比較碗受到的浮力大小,根據阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析排開水的體積大小變化;
C.根據液體壓強公式p=ρ液gh分析水對容器底部的壓強變化。
【解答】ABD.碗漂浮時,它受到的浮力等于重力;碗下沉時,它受到的浮力小于重力。而碗的重力不變,則碗受到的浮力變小。根據阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,碗排開水的體積減小,故A、B、D錯誤;
C.碗排開水的體積變小,則容器內水的高度變小。根據液體壓強公式p=ρ液gh可知,水對容器底部的壓強變小,故C正確。
故選C。
2.向一只重力和體積均不計的薄塑料袋內裝入大半袋水,如圖甲所示,用彈簧測力計測出它的重力,再將其逐漸浸入裝有適量水的燒杯中,如圖乙所示,觀察彈簧測力計示數的變化。當袋中的水面與燒杯中的水面相平時,觀察彈簧測力計的示數。關于上述實驗,下列說法中錯誤的是(  )
A.將塑料袋逐漸浸入水中的過程中,彈簧測力計的示數逐漸變小
B.將塑料袋逐漸浸入水中的過程中,燒杯底部受到水的壓強逐漸增大
C.當袋中水面與燒杯中的水面相平時,彈簧測力計示數變為0 N
D.該實驗不能說明浸在液體中的物體所受浮力的大小等于它排開液體所受的重力
【答案】D
【知識點】阿基米德原理;浮力大小的計算
【解析】【分析】浮力在圖中等于重力減去彈簧測力計示數,結合阿基米德原理以及受力平衡進行分析。
【解答】A. 將塑料袋逐漸浸入水中的過程中,排開液體體積越來越大,浮力越來越大,彈簧測力計的示數逐漸變小,A正確;
B. 將塑料袋逐漸浸入水中的過程中,液面越來越高,燒杯底部受到水的壓強逐漸增大,B正確;
C. 當袋中水面與燒杯中的水面相平時,浮力等于重力,彈簧測力計示數變為0 N,C正確;
D. 當袋中水面與燒杯中的水面相平時 ,彈簧測力計示數變為0 N,排開液體重力等于甲圖中液體重力,浮力也等于甲圖中液體重力,可以說明浸在液體中的物體所受浮力的大小等于它排開液體所受的重力,D錯誤;
故答案為:D。
旅游歸來,小科明白了學習的重要性,于是他決定利用自己課堂所學的知識,和小伙伴們一起動手玩轉科學。請根據信息,完成下面小題。
3.針筒是不是還可以做其他的模型呢?小伙伴們經過討論,設計了如圖所示的潛艇模型,下列說法中,正確的是(  )
A.當模型漂浮于水面時,它受到的浮力小于重力
B.向內推注射器活塞,水會被壓入試管中,可實現模型下沉
C.向外拉注射器活塞,模型會下沉,它受到的浮力將變小
D.在較淺處懸浮的模型要下潛至更深處懸浮,活塞應先拉后推
【答案】
8.D
【知識點】常見實驗操作;水的組成和主要性質;溶解時的吸熱或放熱現象;溶質的質量分數及相關計算;過濾的原理、方法、操作及其應用
【解析】【分析】
8.A、當模型漂浮于水面時,它受到的浮力等于重力,故A錯誤;
B、向內推注射器活塞,試管內氣體壓強變大,試管內的水將變少,總重力變小,模型將上浮,故B錯誤;
C、從外拉注射器活塞,試管內氣體壓強變小,試管內的水將變多,總重力變大,模型會下沉;此時它排開水的體積不變,根據阿基米德原理可知它受到的浮力不變,故C錯誤;
D、潛水艇是靠改變自身的重力來實現浮沉的,要讓原本在較淺處懸浮的模型下潛至更深處懸浮,此時應向外抽氣,使試管內氣體減少、氣壓減小,讓水進入試管中,使潛艇受到的重力大于浮力,實現下沉,然后停止抽氣,再適當充氣,通過向外排水使重力等于浮力而懸浮,由此可知,活塞應先拉后推,故D正確。
故答案為:D。
4.兩個邊長相同、材料不同的實心正方體甲和乙,用質量不計的細線連,輕輕放入某液體中,靜止后懸浮,細線處于繃緊伏態,如圖所示。則(  )
A.甲受到的浮力比乙受到的浮力大
B.甲的密度與液體的密度相等
C.如果將細線剪斷,甲、乙再次靜止后,容器底部受到的壓力大小不變
D.如果將細線剪斷,甲、乙再次靜止后,容器底部受到液體的壓強不變
【答案】C
【知識點】阿基米德原理;物體的浮沉條件及其應用;液體壓強計算公式的應用
【解析】【分析】 A.根據F浮=ρ液gV排分析解答;
B.根據物體浮沉條件分析解答;
C.柱形容器中,容器底部受到的壓力大小等于容器內液體和物體的總重力;
D.根據p=ρ液gh分析解答。
【解答】 A.甲和乙兩個正方體棱長相同,則根據體積公式可知其體積相等,兩個正方體都浸沒在同一液體中,則其排開液體的體積相等,根據F浮=ρ液gV排可知,甲受到的浮力等于乙受到的浮力,故A錯誤;
B.把甲和乙作為一個整體,甲和乙在液體中靜止時懸浮,根據物體浮沉條件可知,甲和乙的平均密度等于液體的密度,而甲和乙由不同材料制成,其密度不同,所以甲的密度與液體的密度不相等,故B錯誤;
C.柱形容器中,容器底部受到的壓力大小等于容器內液體和物體的總重力,如果將細線剪斷,甲、乙再次靜止后,容器內液體和物體的總重力不變,則容器底部受到的壓力大小不變,故C正確;
D.根據題意可知,細線處于繃緊狀態,如果將細線剪斷,甲、乙再次靜止后,甲將漂浮在液面上,乙將沉底,則甲和乙排開液體的總體積變小,液體深度變小,根據p=ρ液gh可知,容器底部受到液體的壓強變小,故D錯誤。
故選C。
5.小科在“探究影響浮力大小的因素”實驗中,提出了以下猜想:
猜想一:浮力大小與物體浸入液體中的深度有關;
猜想二:浮力大小與物體排開液體的體積有關;
猜想三:浮力大小與液體的密度有關。
(1)小科先后將該一長方體金屬塊平放、側放和豎放系在彈簧測力計上,使其部分浸入同一杯水中,保證每次水面到達同一標記處,如圖甲所示,比較彈簧測力計示數大小。小科上述操作是想驗證猜想   ;
(2)圖乙中金屬塊在步驟②中所受浮力為   N;
(3)觀察實驗①、③、④可得出金屬塊受到的浮力大小與   有關;
(4)用圖乙中數據可計算出該金屬塊的體積為   cm3。
【答案】(1)猜想一
(2)1.4
(3)液體的密度
(4)200
【知識點】浮力的變化
【解析】【分析】 (1)圖甲中控制排開液體的體積和液體的種類相同,改變長方體金屬塊浸入水中的深度;
(2)在圖乙中金屬塊在步驟②中所受的浮力由稱重法求出;
(3)圖①、③、④中金屬在空氣中的重力已知,浸沒在水中和鹽水中彈簧測量計的示數已知,由稱重法可知受到的浮力,即金屬塊排開液體的體積相同,只改變密度,觀察浮力的大小;
(4)由①、③可知,金屬塊浸沒在水中時受到的浮力,水的密度可知,排開水的體積等于金屬塊的體積。
【解答】 (1)圖甲中控制排開液體的體積和液體的種類相同,只改變長方體金屬塊浸入水中的深度,由此可知探究的是浮力大小與物體浸入液體中的深度的有關,即猜想一;
(2)在圖乙中金屬塊在步驟②中所受的浮力F浮=G-F=4.8N-3.4N=1.4N;
(3)圖①、③、④中金屬在空氣中的重力已知,浸沒在水中和鹽水中彈簧測量計的示數已知,由稱重法可知受到的浮力,即金屬塊排開液體的體積相同,只改變液體密度,物體受到浮力的大小不同,由此可知;金屬塊受到的浮力大小與液體的密度有關;
(4)由①、③可知,金屬塊浸沒在水中時受到的浮力F浮1=G-F1=4.8N-2.8N=2N,
金屬塊的體積等于排開水的體積:。
6.在“探究浮力的大小跟哪些因素有關”的實驗中,小舟同學提出如下猜想:
猜想1:浮力的大小可能與物體浸沒的深度有關。
猜想2:浮力的大小可能與物體的形狀有關。
猜想3:浮力的大小可能與液體的密度有關。
猜想4:浮力的大小可能與排開液體體積有關。
(1)如圖1所示,用手把飲料罐按入水中,飲料罐浸入水中越多,手全感到越吃力。這個事實可以支持猜想   (填序號)。
(2)為了研究猜想1,用彈簧測力計掛著鋁塊,先后將鋁塊完全浸沒在同一杯水中的不同深度,如圖2。比較F1、F2、F3大小關系為   ,從而得出“物體受到的浮力大小與物體在液體中浸沒的深度無關”結論。
(3)為了研究猜想2,小舟同學用3塊相同的橡皮泥分別捏成不同形狀進行如圖3所示的實驗,由此得出結論:浮力的大小與物體的形狀有關。請你對此實驗方案作出評價:    。
(4)為了研究猜想3,請設計實驗方案:   。
【答案】(1)4
(2)
(3)不合理,沒有控制排開液體的體積相同
(4)用彈簧測力計掛著鋁塊,分別使其完全浸沒在水中、酒精中、鹽水中,讀出彈簧測力計的示數并比較大小(控制排開液體的體積相同、改變液體密度、比較示數大小。
【知識點】阿基米德原理;浮力大小的計算
【解析】【分析】這個實驗主要是通過實驗的方法來驗證阿基米德原理,利用二力平衡先求出物體的重力,再利用三力平衡求出物體所受的浮力。采用控制變量的方法去探究浮力的大小與物體浸沒的深度的關系,浮力的大小與液體的密度關系。
【解答】(1)用手把飲料罐按入水中,飲料罐浸入水中越多(即排開液體的體積越大),手會感到越吃力。根據F浮=G-F拉,手越吃力說明浮力越大,所以這個事實表明浮力大小與排開液體體積有關,支持猜想 4。
(2)根據阿基米德原理,當物體完全浸沒在同一液體中時,液體密度不變,排開液體的體積不變(因為是完全浸沒),所以浮力不變。又因為F浮=G-F拉,F浮和G都不變,所以 。
(3)研究浮力大小與物體形狀的關系時,應采用控制變量法。控制液體密度和排開液體的體積相同,改變物體的形狀。
而該實驗中,小舟同學用 3 塊相同的橡皮泥分別捏成不同形狀進行實驗時,沒有控制排開液體的體積相同,所以得出 “浮力的大小與物體的形狀有關” 的結論是不合理的。
(4)研究浮力大小與液體密度的關系時,根據控制變量法,要控制物體排開液體的體積和物體的重力不變,改變液體的密度。用彈簧測力計掛著鋁塊,分別使其完全浸沒在水中、酒精中、鹽水中,讀出彈簧測力計的示數并比較大小(控制排開液體的體積相同、改變液體密度、比較示數大小。
7.小科用裝有沙子的帶蓋塑料瓶探究浮力的影響因素。
(1)小科根據三個常識,分別做出了三個猜想,其中符合常識1的是猜想   (填序號)。
常識 猜想
常識1:木頭漂在水面,鐵釘沉在水底 常識2:輪船從長江駛入大海,船身會上浮一些 常示3:人從泳池淺水區走向深水區,感覺身體變輕 猜想1:與浸入液體的深度有關 猜想2:與液體的密度有關 猜想3:與物體的密度有關
(2)為了驗證上述猜想是否正確,小科依次做了如下實驗:
①根據A、C、D的結果,可得猜想1是   (填“正確”或“錯誤”)的。
②通過   (填字母)實驗對比,可探究浮力與液體密度有關。
③為驗證猜想3,小科將瓶子中的沙子倒掉一些以減小物體密度(瓶子密度仍大于水)。然后重復實驗操作,發現浸入液體前彈簧測力計示數為2.5N,浸沒在水中時彈簧測力計示數為1.5N,則新測得浮力大小為   N。浮力大小與物體密度   (填“有關”或“無關”)。
【答案】(1)3
(2)錯誤;CE;1;無關
【知識點】阿基米德原理;浮力大小的計算
【解析】【分析】(1)木頭漂在水面,是因為木頭的密度小于水的密度;鐵釘沉在水底,是因為鐵的密度大于水的密度,其中符合常識1的是與物體的密度有關;
(2)①A、C、D實驗中,C、D兩次實驗物體在水中深度不同,由稱重法,兩實驗中受到的浮力相同;②CE實驗中排開液體的體積相同,溶液密度不同,測力計示數不同;③將瓶子中的沙子倒掉一些以減小物體密度,由稱重法知,此時受到的浮力為1N,原來沒有倒出沙子密度大時,浸沒后受到的浮力相比較,說明浮力大小與物體的密度是否有關;
【解答】(1)木頭漂在水面,是因為木頭的密度小于水的密度;鐵釘沉在水底,是因為鐵的密度大于水的密度,故符合常識1的是猜想3。
(2)①A、C、D實驗中,C、D兩次實驗物體在水中深度不同,由稱重法,兩實驗中受到的浮力相同,故猜想1:與浸入液體的深度有關是錯誤的;
②CE兩次實驗,物體浸沒在密度不同的液體的深度相同,由稱重法可知,受到的浮力不同,在鹽水受到的浮力大于在水中受到的浮力,故兩次實驗對比,可探究浮力與液體密度有關;
③將瓶子中的沙子倒掉一些以減小物體密度,浸沒在水中,由稱重法可知此時物體受到的浮力F浮1=G1-F1=2.5N-1.5N=1N
由圖可知到瓶子中沒有倒出沙子密度大時,物體浸沒在水中受到的浮力F浮0=G0-F0=2.8N-1.8N=1N
所以F浮1=F浮
由此可知,浮力的大小與物體的密度無關。
(1)木頭漂在水面,是因為木頭的密度小于水的密度;鐵釘沉在水底,是因為鐵的密度大于水的密度,故符合常識1的是猜想3。
(2)[1]①A、C、D實驗中,C、D兩次實驗物體在水中深度不同,由稱重法,兩實驗中受到的浮力相同,故猜想1:與浸入液體的深度有關是錯誤的;
[2]②CE兩次實驗,物體浸沒在密度不同的液體的深度相同,由稱重法可知,受到的浮力不同,在鹽水受到的浮力大于在水中受到的浮力,故兩次實驗對比,可探究浮力與液體密度有關;
[3][4]③將瓶子中的沙子倒掉一些以減小物體密度,浸沒在水中,由稱重法可知此時物體受到的浮力F浮1=G1-F1=2.5N-1.5N=1N
由圖可知到瓶子中沒有倒出沙子密度大時,物體浸沒在水中受到的浮力F浮0=G0-F0=2.8N-1.8N=1N
所以F浮1=F浮0
由此可知,浮力的大小與物體的密度無關。
8.在探究“浮力的大小跟哪些因素有關”的實驗中(如圖所示),小明先用彈簧測力計測出金屬塊的重力,然后將金屬塊緩慢浸入液體中不同深度,步驟如圖B、C、D、E、F所示(液體均未溢出),并將其示數記錄在表中:
實驗步驟 B C D E F
彈簧測力計示數/N 2.2 2.0 1.7 1.7 1.9
(1)分析比較實驗步驟A和   ,可得出:浮力大小與物體浸沒在液體中的深度無關。
(2)金屬塊浸沒在水中時受到的浮力大小是   N,金屬塊密度為   kg/m3。
(3)圖D和圖E中,物體上下表面壓力差   (填“D大”“相等”或“E大”)。
(4)小明又通過如圖所示的實驗操作測出了一石塊的密度,他的測量方案如下:首先將裝有適量水的小桶掛在彈簧測力計上讀出測力計的示數為F1(如圖甲所示);然后用細線將物體系好后,掛在測力計的掛鉤上使物體浸沒在水中,讀出測力計的示數為F2(如圖乙所示);再用手提著細線使物體浸沒在水中,且石塊不與杯底接觸,讀出測力計的示數為F3(如圖丙所示),則物體的密度是   (用F1,F2,F3和ρ水表示)
【答案】(1)D、E
(2)1;2.7×103
(3)相等
(4)
【知識點】密度公式的應用;阿基米德原理;浮力大小的計算
【解析】【分析】(1)物體受到的浮力大小與排開液體的體積和液體密度有關,與物體浸沒在液體中的深度無關,探究浮力與它們的關系時需用控制變量法進行探究;
(2)根據稱量法F浮=G-F拉計算出金屬塊浸沒在水中受到的浮力,利用阿基米德原理F浮=ρ液gV排求金屬塊的體積,根據得出金屬塊的密度;
(3)根據浮力產生的原因,物體的浮力等于物體上下表面受到液體的壓力差;
(4)根據圖甲和乙求出石塊的重力,根據圖甲和丙結合力的作用是相互的和力的平衡條件求出石塊浸沒在水中時受到的浮力,根據阿基米德原理求出石塊浸沒時排開水的體積,即為石塊的體積,根據G=mg和密度公式求出石塊的密度。
【解答】(1)研究物體受到的浮力大小與物體浸沒在液體中的深度無關,液體的密度相同時,浸沒深度不同,浮力相同,由此可知選實驗步驟中的A和D、E。
(2)由圖A可知,金屬塊的重力為2.7N,根據稱重法可知:物塊浸沒在水中受到的浮力為
F浮=G-F=2.7N-1.7N=1N
金屬塊的體積
金屬塊的質量
金屬塊的密度
(3)圖D和圖E中,物體都是浸沒在液體中,液體密度和排開液體的體積都相同,物體上、下表面壓力差就等于浮力,浮力大小相同,故物體上、下表面壓力差相等。
(4)圖甲中彈簧測力計測量小桶和水的總重力,圖乙中彈簧測力計測量小桶、水和物體的總重力,則物體的重力
G=F2-F1
則物體的質量
圖丙中彈簧測力計的小桶和水的重力加上物體對水的作用力,則物體對水的作用力
F=F3-F1
由力的作用是相互的可知,物體受到的浮力
F浮=F3-F1
因為物體浸沒在水中,所以,由阿基米德原理可知,物體的體積
則物體的密度

(1)研究物體受到的浮力大小與物體浸沒在液體中的深度無關,液體的密度相同時,浸沒深度不同,浮力相同,由此可知選實驗步驟中的A和D、E。
(2)[1][2]由圖A可知,金屬塊的重力為2.7N,根據稱重法可知:物塊浸沒在水中受到的浮力為
F浮=G-F=2.7N-1.7N=1N
金屬塊的體積
金屬塊的質量
金屬塊的密度
(3)圖D和圖E中,物體都是浸沒在液體中,液體密度和排開液體的體積都相同,物體上、下表面壓力差就等于浮力,浮力大小相同,故物體上、下表面壓力差相等。
(4)圖甲中彈簧測力計測量小桶和水的總重力,圖乙中彈簧測力計測量小桶、水和物體的總重力,則物體的重力
G=F2-F1
則物體的質量
圖丙中彈簧測力計的小桶和水的重力加上物體對水的作用力,則物體對水的作用力
F=F3-F1
由力的作用是相互的可知,物體受到的浮力
F浮=F3-F1
因為物體浸沒在水中,所以,由阿基米德原理可知,物體的體積
則物體的密度
9.如圖所示是探究浸沒在水中的物體受到的浮力的實驗過程及數據。
(1)圖甲中,物體重   N。
(2)如圖乙所示,把物體浸沒在水中時,彈簧測力計的示數為3.2N   N。
(3)分析甲、乙、丙三圖所示實驗數據可得出結論:物體浸沒在水中所受的浮力   、填“大于”、“小于”或“等于”)物體浸沒在酒精中所受的浮力。
(4)若要探究物體所受浮力大小與物體的密度是否有關,應選擇圖丁中   (填字母)兩個物體,并將它們浸沒在同種液體中,測出其所受浮力的大小來進行比較。
【答案】(1)4.2
(2)1
(3)大于
(4)C、D
【知識點】浮力產生的原因;浮力的變化
【解析】【分析】 (1)先確定彈簧測力計的量程和分度值,再根據指針位置讀出彈簧測力計的示數,即為物體的重力;
(2)根據稱重法求出金屬塊在水中受到的浮力;
(3)分析甲、乙、丙兩圖,找出相同量和不同量,根據稱重法測浮力F浮=G-F拉知所受浮力的大小是否相同,據此分析;
(4)要注意控制變量法的應用,知道浮力大小與液體密度和排開液體的體積有關,要想探究物體受到的浮力與物體的密度是否有關,應使物體排開液體的體積相同,因而物體的體積相同且使其浸沒在同種液體中。
【解答】 (1)由圖甲知,彈簧測力計的分度值為0.2N,示數為4.2N,即物體的重力為4.2N;
(2)金屬塊浸沒在水中時,受到的浮力:F浮=G-F拉乙=4.2N-3.2N=1N;
(3)分析甲、乙、丙兩圖知,彈簧測力計的示數不同,根據稱重法測浮力:F浮=G-F拉知,浸沒在酒精中時的拉力較大,因而浮力較小,同一物體浸沒在水中所受的浮力大于物體浸沒在酒精中所受的浮力;
(4)浮力大小與液體密度和排開液體的體積有關,要想探究物體受到的浮力與物體的密度是否有關,應使物體排開液體的體積相同,密度不同,并使其浸沒在同種液體中;C、D兩物體的體積相同,但是由不同物質組成的,所以物體的密度不同,因此選擇C、D。
10.2024年11月17日,由我國自主設計建造的首艘大洋鉆探船“夢想”號在廣州正式入列。“夢想”號排水量42600噸,全球海域無限航行。請回答下列問題:(g取10N/kg,海水的密度ρ取
(1)“夢想”號全速前進時,與其并行的多功能保障船需保持百米以上的安全距離,因為兩船中間的水流速度相對于外側變快,壓強   ,容易造成撞船事故。
(2)“夢想”號漂浮在海面時受到的浮力是多少
(3)“夢想”號漂浮時排開海水的體積多大
(4)返港時,“夢想”號從海水密度較大深海駛回密度較小的科考碼頭時,“夢想”號受到的浮力   (選填“變大”“變小”或“不變”)。
【答案】(1)小
(2)
(3)
(4)不變
【知識點】流體壓強與流速的關系;阿基米德原理;物體的浮沉條件及其應用
【解析】【分析】(1)流體流速越大的位置壓強越小,根據流體壓強和流速的關系解答;
(2)根據漂浮條件 計算“夢想”號漂浮在海面時受到的浮力;
(3)根據阿基米德原理 計算“夢想”好漂浮時排開水的體積;
(4)根據浮沉條件分析解答。
【解答】(1)“夢想”號全速前進時,與其并行的多功能保障船需保持百米以上的安全距離,因為兩船中間的水流速度相對于外側變快,壓強小,容易造成撞船事故。
(4)返港時,“夢想”號從海水密度較大深海駛回密度較小的科考碼頭時,它始終漂浮在水面上,則它受到的浮力始終等于重力,即受到的浮力不變。
11.小寧自制一支能測液體密度的儀器。如圖甲所示,取一根兩端開口、粗細厚薄均勻的勻質塑料管MN,N端用合金塊封口,再通過計算在塑料管外壁標上刻度線和刻度值,儀器就完成制作。如圖乙所示,當儀器豎直漂浮在待測液體中時,液面所對應的刻度值就是待測液體的密度大小。已知塑料管長l1為30cm,質量m1為3g,塑料管橫截面的外圓面積S為1.2cm2;合金塊高l2為2cm,質量m2為18g,該儀器重心0點離N端的距離為d=3cm。請計算:(g取10N/kg)
(1)該儀器的重力為   ;
(2)該儀器豎直漂浮在水中,受到的浮力大小為   ,浸入水中的深度為   。
(3)物體浮力作用點位于物體浸入液體部分的幾何中心,從理論上分析,該儀器豎直漂浮在某種液體中時,如果浮力作用點恰好與該儀器重心重合,則該液體的密度為多少g/cm3(計算結果精確到0.1g/cm3)。(寫出計算過程)
【答案】(1)0.21N
(2)0.21N;17.5CM
(3)2.9g/cm3
【知識點】阿基米德原理;物體的浮沉條件及其應用
【解析】【分析】(1)根據G=mg求出該儀器的重力;
(2)根據漂浮條件求出該儀器豎直漂浮在水中,受到的浮力,根據阿基米德原理求出該儀器排開水的體積,根據體積公式求出該儀器浸入水中的深度;
(3)根據物體浮力作用點位于物體浸入液體部分的幾何中心可知物體浸入液體中的深度,根據體積公式求出該儀器排開液體的體積,根據物體的漂浮條件和阿基米德原理求出液體的密度。
【解答】(1)該儀器的重力:G=mg=(3×10-3kg+18×10-3kg)×10N/kg=0.21N;
(2)該儀器豎直漂浮在水中,由物體的漂浮條件可知:F浮=G=0.21N,
由F浮=ρ水gV排可知,該儀器排開水的體積:,
由V=Sh可知,該儀器浸入水中的深度:;
(3)由題意可知,物體浸入液體中的深度:h=2×3cm=6cm,
則該儀器排開液體的體積:V排液=Sh=1.2cm2×6cm=7.2cm3,
由物體的漂浮條件可知:F浮=G=0.21N,
由F浮=ρ水gV排可知,液體的密度:。
“甌海農商銀行杯” 2024浙江省第四屆國際龍舟公開賽暨溫州第十一屆龍舟系列賽總決賽在溫州龍舟運動中心舉行。龍舟項目是一項充分體現團體合作精神的比賽,考驗運動員爆發力和耐力,請回答(1)-(3)題。
12.龍舟比賽中一般用一排浮球來設置航道,某一時間在水波的影響下,浮球在水中的位置如圖所示,此時浮球所受浮力的方向是(  )
A. B.
C. D.
13.在比賽過程中,當龍舟快速經過賽道浮球時,浮球會向龍舟靠近。若浮球與龍舟之間水的流速為V1,壓強為P1,浮球另一側水的流速為V2,壓強為P2,則它們之間的大小關系正確的是(  )
A. B.
C. D.
14.龍舟的船型呈細長、流線型,船身側身示意如圖所示,比賽開始前運動員陸續登舟,此過程中龍舟所受的浮力F與龍舟底部離河面距離h的關系,下列圖像正確的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】12.D
13.D
14.B
【知識點】流體壓強與流速的關系;浮力產生的原因
【解析】【分析】(1)浮力方向的判斷:浮力的方向豎直向上。
(2)壓強大小與流速有關,流速大、壓強小。
(3)物體漂浮時,浮力等于重力,龍舟的船型呈細長、流線型,由可知,浮力與龍舟底部離河面距離h的關系圖像是一條曲線。
12.浮力的方向始終豎直向上。
故答案為:D。
13.流體流速大壓強小,浮球會向龍舟靠近,說明龍舟這一側的壓強更小,即,則說明龍舟這一側水的流速更快,即。
故答案為:D。
14.龍舟處于漂浮狀態,浮力等于重力,比賽開始前運動員陸續登舟,總重力變大,所以浮力變大。因為龍舟的船型呈細長、流線型,所以在浮力變化量與龍舟底部離河面距離h的關系不成正比,所以圖像是一條曲線。
故答案為:B。
15.學習了項目化課程后,小寧自制一支能測液體密度的儀器。如圖甲所示,取一根兩端開口、粗細厚薄均勻的勻質塑料管MN,N端用合金塊封口,再通過計算在塑料管外壁標上刻度線和刻度值,儀器就完成制作。如圖乙所示,當儀器豎直漂浮在待測液體中時,液面所對應的刻度值就是待測液體的密度大小。已知塑料管長l1為30 cm,質量m1為3g,塑料管橫截面的外圓面積S為1.2cm ;合金塊高l2為2cm,質量m2為18g。請計算:
(1) 該儀器的重力;
(2) 求該儀器豎直漂浮在水中,受到的浮力大小及浸入水中的深度;
(3)求該儀器豎直漂浮在水中,水對該儀器底部的壓強大小;
(4)為了找出該儀器的重心,小寧用細線將它懸掛起來,使其水平平衡,如圖丙所示,求出重心O點離N端的距離d;
(5)物體浮力作用點位于物體浸入液體部分的幾何中心,該儀器的浮力作用點位于重心及以下時,將會在液體中傾倒,難以測量;從理論上分析,該儀器豎直漂浮在某種液體中時,如果浮力作用點恰好與該儀器重心重合,求該液體的密度(計算結果精確到0.1 g/cm )。
【答案】(1)G總=m總g=0.021kg×10N/kg=0.21N
(2)該儀器正常工作時處于漂浮狀態,漂浮時,物體受到浮力等于物體重F=G總=0.21N
=2.1×10-5m 則物體浸入水中的深度
(3)
(4)用細線將它懸掛起來,使其水平平衡,則重心O為支點,塑料管長l1為30 cm,塑料管的重心為O1, 則 NO1長為15 cm, 合金塊高為2 cm, 合金塊的重心為O2,則NO2長為1cm, 設金屬塊右端距離O點長為L, 則OO1長為13 cm-L,OO2長為1 cm+L, 由杠桿平衡條件條件可得
0.018kg×10N/kg×(0.01m+L)=0.003kg×10N/kg×(0.13m-L)
解得 L=0.01m=1cm 所以重心O點離N端的距離為:2 cm+1cm=3cm
(5)由于物體浮力作用點位于物體浸入液體部分 的幾何中心,浮力作用點恰好與該儀器重心重合,則儀器浸在液體中的深度 h1=2×3 cm=6cm
則該液體的密度
【知識點】浮力大小的計算;液體壓強計算公式的應用
【解析】【分析】 (1)先求出總質量,再根據G=mg求出該儀器的重力。
(2)根據漂浮條件求出該儀器豎直漂浮在水中,受到的浮力,根據阿基米德原理求出該儀器排開水的體積,根據體積公式求出該儀器浸入水中的深度。
(3)根據求水對該儀器底部的壓強。
(4)根據杠桿平衡條件求出重心O點離N端的距離d。
(5)根據物體浮力作用點位于物體浸入液體部分的幾何中心可知物體浸入液體中的深度,根據體積公式求出該儀器排開液體的體積,根據物體的漂浮條件和阿基米德原理求出液體的密度。
16.如圖為我國自主研制的全球最大水陸兩棲飛機“鯤龍-600”,可用于森林滅火和水上救援,其最大特點是既能在陸地起降,又能在水面起降,在執行滅火任務時,可在水面汲水后起飛,到達火場后噴水滅火。最大起飛質量是53.5噸,最大巡航速度為500千米/小時。根據上述材料,完成下列問題:
(1)以最大巡航速度由機場前往火災地點,來回用時3小時,則火災地點離機場直線距離最多不超過多少千米?
(2)若飛機起落架輪子與地面總接觸面積為1.07米2,以最大起飛質量停在飛機場,對機場地面壓強是多少?
(3)“鯤龍-600”在機翼兩側下方各裝有一個浮筒,設計要求每個浮筒的三分之一浸沒在水中,每個浮筒至少要產生4.5×104牛的浮力才能防止側翻,機翼才不會被巨浪卷入水中,則每個浮筒的體積至少是多少?
【答案】(1)解:火災地點離機場的最大直線距離
答:火災地點離機場的最大直線距離為750km。
(2)解: 最大起飛質量停在飛機場,對機場地面壓強為
答: 最大起飛質量停在飛機場,對機場地面壓強為。
(3)解: 每個浮筒的體積至少為
答: 每個浮筒的體積至少。
【知識點】速度公式及其應用;壓強的大小及其計算;阿基米德原理;浮力大小的計算
【解析】【分析】(1)由速度公式可知,路程等于速度乘以時間。
(2)在水平面上,壓力等于重力。
(3)由阿基米德原理可知,排開液體的體積等于物體在水下的體積。
17.如圖為我國自主研制的全球最大水陸兩棲飛機“鯤龍-600”,可用于森林滅火和水上救援,其最大特點是既能在陸地起降,又能在水面起降,在執行滅火任務時,可在水面汲水后起飛,到達火場后噴水滅火。最大起飛質量是53.5噸,最大巡航速度為500千米/小時。根據上述材料,完成下列問題:
(1)以最大巡航速度由機場前往火災地點,來回用時3小時,則火災地點離機場直線距離最多不超過多少千米
(2)若飛機起落架輪子與地面總接觸面積為1.07米2,以最大起飛質量停在飛機場,對機場地面壓強是多少?
(3)”鯤龍-500”在機翼兩側下方各裝有一個浮筒,設計要求每個浮筒的三分之一浸沒在水中,每個浮筒至少要產生4.5x104牛的浮力才能防止側翻,機翼才不會被巨浪卷入水中,則每個浮筒的體積至少是多少
【答案】(1)3 小時飛行總距離:S 總=vt=500km/h×3h=1500 千米
火災地點離機場距離:S=1500 千米/2=750 千米
(2)m=53.5 噸=53.5×10 3Kg=5.35×10 4Kg F=G=mg=5.35×10 4Kg×10N/Kg=5.35×10 5N …… P=F/s=5.35×10 5N/1.07m2=5×10 5Pa
(3)根據 F 浮=ρ液 gV 排知單個浮筒排開水的體積: V 排=F 浮/ρ液 g=4.5×10 4N/1.0×10 3Kg/m3×1010N/Kg=4.5m3 單側浮筒的體積為:V'=3V 排=3×4.5m3=13.5m3每個浮筒的體積至少是 13.5m3 ;
【知識點】速度公式及其應用;壓強的大小及其計算;阿基米德原理
【解析】【分析】(1)首先根據s總=vt計算出飛機飛行的總距離,再根據“飛行距離等于機場到火災地點距離的2倍”計算火災地點到機場的直線距離;
(2)首先根據F=G=mg計算出最大起飛質量時飛機對機場的壓力,再根據計算飛機對機場的壓強;
(3)首先根據阿基米德原理計算單個浮筒排開水的體積,再根據V'=3V排 計算單側浮筒的體積即可。
18.如圖甲所示,水平桌面上放置一個底面積為100厘米2的容器,容器內裝有5厘米深的水。將一底面積為80厘米2,高為10厘米的物體A用細線懸掛,并浸沒在水中,物體A的上表面和水面恰好相平,如圖乙所示。(柱形容器的厚度忽略不計,容器內液體沒有溢出,物體未接觸容器壁和容器底)求:
(1)放入物體后,水對容器底部的壓強會   ;
(2)圖乙中物體A所受水的浮力的大小;
(3)有人說1牛的水可以產生超過1牛的浮力,請你結合本題說明,你是否同意這種說法,并通過計算說明理由。
【答案】(1)增大
(2)解:F浮=G排液=ρgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.0008m3=8N
(3)解:同意,容器中水的重力G=mg=ρVg=1.0×103kg/m3×5×10-4m3×10N/kg =5 N<8N
【知識點】阿基米德原理;液體壓強計算公式的應用
【解析】【分析】(1)根據液體壓強公式p=ρ液gh分析水對容器底部壓強的變化;
(2)首先根據V=Sh計算出物體A的體積,再根據阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排計算出A浸沒在水中受到的浮力;
(3)根據公式G=mg=ρVg計算出容器中水的重力,然后與物體A受到的浮力進行比較即可。
【解答】(1)放入物體后,水面的高度會增大,根據液體壓強公式p=ρ液gh可知,水對容器底部的壓強會增大。
19.小陽把家里景觀水池底部的鵝卵石取出清洗。他先將一個重為12N的空桶漂浮在水面上,然后將池底的鵝卵石撈出放置在桶內時,桶仍漂浮在水面。(g值取10N/kg,不考慮撈出過程中帶出的水,水的密度1g/cm3)
(1)請判斷,鵝卵石在空桶內與鵝卵石在池底時相比,水池水面高度   (選填“上升”、“下降”或“不變”)。
(2)空桶漂浮在水面上時受到的浮力大小   N。
(3)若此時桶排開水的體積為6.0×10﹣3m3,求桶內鵝卵石的質量。(寫出計算過程)
【答案】(1)上升
(2)12N
(3)4.8kg
【知識點】浮力大小的計算;物體的浮沉條件及其應用
【解析】【分析】根據物體的沉浮情況可以判斷物體的受力情況
【解答】(1)鵝卵石在池底時,桶所受重力等于所受浮力,鵝卵石所受重力大于所受浮力,即G桶+G石>F浮;鵝卵石在桶內時,G桶+G石=F浮。浮力變大,排開水的體積變大,水面高度升高。
(2)空桶漂浮在水面,浮力等于重力等于12N。
(3)由排開水的體積,可求出總體所受浮力為60N,因為是漂浮,總重力等于浮力等于60N,則鵝卵石的重力等于總重力減去桶重等于48N,根據m=G/g,可求得鵝卵石的質量為4.8kg。
鞏固訓練
1.兩個完全相同的燒杯中,分別盛有不同密度的液體,將同一物體先后放入甲、乙兩杯中,當物體靜止時,兩個燒杯的液面相平,物體所處的位置如圖所示,下列說法正確的是(  )
A.甲杯液體密度比乙杯液體密度大
B.甲杯液體對容器底的壓強與乙杯液體對容器底的壓強大小相等
C.甲杯中物體受到的浮力與乙杯中物體受到的浮力大小相等
D.甲杯中物體受到的浮力比乙杯中物體受到的浮力小
【答案】C
【知識點】液體壓強計算公式的應用;物體的浮沉條件及其應用
2.小明自制了一個簡易密度計,它是在木棒的一端纏繞一些細銅絲做成的。將它依次分別放入盛有不同液體的甲、乙兩個燒杯中,下列正確的說法是(  )
A.甲杯中的液體密度較乙杯液體大
B.甲杯中的液體密度較乙杯液體小
C.甲、乙兩杯底所受液體的壓強大小相等
D.密度計在甲圖中受的浮力比乙圖要大
【答案】B
【知識點】浮力的利用;物體的浮沉條件及其應用
3.水平桌面上放有一容器,容器內裝有一定質量的水,將物體A、B疊放后一起放入水中,靜止時如圖甲所示,再將A從B上拿下放入水中,B靜止時漂浮,如圖乙所示。下列說法不正確的是(  )
A.物體A的密度大于物體B的密度
B.與甲圖相比,乙圖中水對容器底的壓強變小
C.與甲圖相比,乙圖中桌面受到的壓力變大
D.甲、乙兩圖中物體A所受的浮力大小相等
【答案】C
【知識點】浮力的利用
【解析】【解答】A.由圖乙可知,A物體沉底,B物體漂浮,根據物體的浮沉條件可知,A物體的密度大于水的密度,B物體的小于水的密度,所以A物體的密度大于B物體的密度,故A正確,不符合題意;
B.由圖可知,甲圖中,A、B排開水的體積等于A、B的體積之和,乙圖中,A、B排開水的體積小于A、B的體積之和,所以甲圖中A、B排開水的體積大于乙圖中A、B排開水的體積,則甲圖中水的深度大于乙圖中水的深度,根據p=ρgh可知,與甲圖相比,乙圖中水對容器底的壓強變小,故B正確,不符合題意;
C.甲、乙圖中,容器對桌面的壓力都等于容器、物體A、B和容器內水的重力之和,所以與甲圖相比,乙圖中桌面受到的壓力不變,故C錯誤,符合題意;
D.由圖可知,甲、乙兩圖中物體A排開水的體積相等,根據F浮=ρ液gV排可知,甲、乙兩圖中物體A所受的浮力大小相等,故D正確,不符合題意。
故選C。
【分析】(1)當物體的密度大于液體密度時,物體下沉;當物體的密度等于液體密度時,物體懸浮;當物體的密度小于液體密度時,物體漂浮;
(2)由圖甲、圖乙可知物體排開液體體積的關系,據此可知容器液體的深度關系,根據p=ρgh可知容器底部受到水的壓強關系;
(3)容器對桌面的壓力等于容器、物體A、B和容器內水的重力之和;
(4)根據F浮=ρ液gV排可知甲、乙兩圖中物體A所受的浮力大小關系。
4.同一個長方體物塊(不易吸水),甲圖用細線系住沒入水中,乙圖是該物塊漂浮在水面上,且一半的體積露出水面,下列說法正確的是(  )
A.甲圖浮力大于乙圖浮力
B.甲圖中容器對水平桌面的壓力小于乙圖中容器對水平桌面的壓力
C.甲圖中細線對木塊拉力與木塊所受浮力之比是2:1
D.甲、乙兩圖中,水對容器底部壓強大小相等
【答案】A
【知識點】壓力及重力與壓力的區別;液體壓強計算公式的應用;阿基米德原理
5.如圖1所示,測量液體密度的儀器叫做密度計,將其插入被測液體中(在木棒的一端纏繞一些銅絲做成),先后被放入盛有不同液體的兩個燒杯中、下列說法正確的是(  )
A.密度計的工作原理是
B.密度計在圖2中受到的浮力大于圖3中受到的浮力
C.圖2與圖3中液體對密度計下表面的壓強相等
D.圖2中液體的密度比圖3中液體的密度大
【答案】C
【知識點】浮力的利用
6.將體積相同的A、B實心小球用細線系好,按如圖所示的方式浸沒在液體中,細線對小球的拉力相等(不為零)。下列說法正確的是(  )
A.若將細線剪斷,當兩球靜止時,受到的浮力相等
B.A球的密度可能小于B球的密度
C.若將細線剪斷,當小球靜止時,液體對容器底的壓強與圖中相比不變
D.若將細線剪斷,當小球靜止時,容器對水平桌面的壓強與圖中相比變大
【答案】D
【知識點】浮力的利用
7.小明同學利用礦泉水瓶和薄壁小圓柱形玻璃瓶制作了“浮沉子”,玻璃瓶在礦泉水瓶中的情況如圖所示(玻璃瓶口開著并倒置),玻璃瓶的橫截面積為S=1.5cm2,此時玻璃瓶內外水面高度差h1=2cm,礦泉水瓶內水面到玻璃瓶口高度差h2=8cm,礦泉水瓶內水面到玻璃瓶底部高度差h3=4cm。(ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)“浮沉子”所受的浮力。
(2)空玻璃瓶的質量。
(3)擠壓礦泉水瓶,肖“浮沉子”恰好在水中懸浮,與漂浮時相比較,小玻璃瓶內水對瓶口處壓強的變化量。
【答案】(1)解:“浮沉子”所受的浮力為
(2)解:瓶子和水都漂浮, 浮力等于重力, 即
整理得
(3)解:當“浮沉子”由漂浮變為懸浮時,有水進人到小瓶內,小瓶中水增加的重力等于小瓶子增加的浮力, 即
小玻璃瓶內水對瓶口處壓強的變化量
【知識點】密度公式及其應用;壓強的大小及其計算;浮力大小的計算
【解析】【分析】(1)根據F浮=ρ液gV排,計算物體受到的浮力;
(2)利用m=ρV,計算物體的質量;
(3)根據,計算柱形固體壓強的大小。
8. 如圖所示,小明利用一個水槽、一個長方體空盒A、一個正方體金屬塊B研究浮力問題。已知水槽的底面積為,盒A底面積為,金屬塊B邊長為5cm。他先把金屬塊B放入水槽中沉底,當空盒A漂浮在水面上時,盒底浸入水中2cm深。整個實驗中,水槽里的水未溢出。(已知,取g=10N/kg)求:
(1)空盒A漂浮在水面上時,盒底部受到水的壓強大小;
(2)空盒A漂浮在水面上時所受浮力的大小;
(3)若小明把金屬塊B從水中撈起后放進盒A,并漂浮在水面上,問水槽里的水位與之前相比會上升還是下降?請算出水槽里水位變化的高度。
【答案】(1)解:空盒A漂浮在水面上時,盒底部受到水的壓強為
(2)解:空盒A漂浮在水面上時排開水的體積為
空盒A漂浮在水面上時受到的浮力為
(3)解:B沉底時,B排開水的體積為
將B撈出來,放入A中后,相比于未放入A中時,浮力增加量等于B的重力,將B放入A中后,放之后比放之前多排開水的體積為
,所以水位會上升;兩次排開液體體積之差為
水位上升的高度為
【知識點】液體壓強計算公式的應用;阿基米德原理
【解析】【分析】(1) 根據計算空盒A漂浮在水面上時,盒底部受到水的壓強;
(2) 根據計算空盒A漂浮在水面上時排開水的體積,再根據計算空盒A漂浮在水面上時受到的浮力;
(3) B沉底時,根據計算B排開水的體積。將B撈出來,放入A中后,相比于未放入A中時,浮力增加量等于B的重力,將B放入A中后,根據計算放之后比放之前多排開水的體積,據此分析水位的變化;
根據計算兩次排開液體體積之差,根據計算水位上升的高度。
9. 如圖所示,重為的實心合金球被輕細線懸掛于彈簧測力計下端,并浸沒在水中處于靜止狀態,此時彈簧測力計的示數為。已知圖中盛水容器的底面積為。求:已知水的密度,取
(1)該合金球所受浮力的大小?
(2)該合金球的密度是多大?
(3)與球未放入水中時相比,合金球浸沒后水對容器底部的壓強增大多少?
【答案】(1)解:合金球浸沒水中受到的浮力:;
答:鐵球所受浮力的大小為;
(2)解:由可得合金球的體積:,
合金球的質量,
合金球的密度:。
答:合金球的密度為;
(3)解:水對實心合金球的浮力為,
水對容器底部的壓力增大值:,
水對容器底部的壓強增大量:。
答:與鐵球未放入水中時相比,鐵球浸沒后水對容器底部的壓強增大。
【知識點】阿基米德原理;浮力大小的計算
【解析】【分析】(1)利用稱重法可求出浮力大小。
(2)根據浮力求出合金球的體積,然后從彈簧測力計上讀出合金球的重力,進而求出合金球的質量,最后求出合金球的密度。
(3)力的作用是相互的,金屬球受到水的浮力與金屬球對水的壓力時一對相互作用力,大小相等,放入合金球后,水對容器底部增大的壓力等于金屬球受到的浮力,利用壓強公式可以算出增大的壓強。
10.如圖所示,一底面積為足夠高的輕質圓柱形容器裝入適量的水,將密度為的木塊放入水中漂浮時,水面深度為20cm,木塊浸入水中部分的體積為,則
(1)木塊在水中受到的浮力為多大?
(2)木塊的質量為多大?
(3)若將木塊浸入水中的這部分體積切去后,將剩余部分再投入水中,水對容器底部的壓強變化了多少?(與木塊未切時比較)
【答案】(1)解:木塊排開水的體積為,
則受到的浮力為:;
(2)解:木塊漂浮在水面上,浮力等于重力,則木塊的重力,
根據得木塊的質量為:;
(3)解:由得木塊的體積為:
切去木塊的重力為:;
由于木塊的密度小于水的密度,切去一部分后,剩余部分仍將漂浮,漂浮時浮力等于重力,則切去一部分后受到的浮力比未切之前減少了2.4N;由阿基米德原理可知,切去后,物體少排開了2.4N的水,則少排開水的體積為:,
則水面下降的高度為,
則變化的壓強為:。
【知識點】密度公式及其應用;液體壓強計算公式的應用;阿基米德原理
【解析】【分析】(1)根據阿基米德原理 計算木塊受到的浮力;
(2)首先根據漂浮條件F浮=G計算木塊的重力,再根據 計算木塊的質量;
(3)首先根據計算切去木塊的重力,然后與原來的狀態比較,從而確定切去后木塊受到浮力的減小量,接下來根據 計算排開水的體積的減小量,根據 計算水面下降的高度,最后根據p=ρ液體gh計算變化的壓強。
11.如圖所示,水平地面上放置一個底面積為0.03m2薄壁圓柱形容器,容器側面靠近底部有一控制出水的閥門K。邊長為0.1m的正方體木塊A體積的浸入水中,下方用細線TB系有重為3N的合金球B,B的體積是A體積的0.1倍。木塊A上方的懸線TA能承受的最大拉力為5N,此時懸線TA處于松弛狀態。(容器內的水足夠深,不計細線的體積和質量,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)木塊A受到的浮力大小;
(2)細線TB對合金球B的拉力大小;
(3)打開閥門K使水緩慢流出,當懸線TA斷裂的一瞬間關閉閥門K,此時木塊A排開水的體積為多少?
(4)若在懸線TA斷裂的一瞬間關閉閥門K同時剪斷細線TB,待木塊A再次靜止漂浮時,與懸線TA斷裂的瞬間相比,容器底受到水的壓強改變了多少?
【答案】(1)解:由題意知A物體的體積為
此時A物體浸沒在水中的體積為
根據阿基米德原理可知此時物體A受到浮力為
答:木塊A受到的浮力大小為9N
(2)解:物體B的重力為,B物體的體積為A物體體積的0.1倍
由于物體B完全浸沒在水中故
根據阿基米德原理可得B物體在水中受到的浮力為
對物體B進行受力分析,受到一個向上TB對合金球B的拉力,一個自身的重力3N,還有一個向上的浮力1N,在這3個力的作用下物體B處于平衡,故有以下關系
所以
答:細線TB對合金球B的拉力大小為;
(3)解:由于B受到一個向上TB的拉力,所以B對A也有一個向下大小為TB的拉力2N。對A進行分析,A受到一個向上大小為9N的浮力,受到一個自身的重力GA,還受到一個向下的大小為2N的拉力,此時A處于平衡狀態,故有關系式
所以,當懸線TA斷裂的一瞬間時,對A進行分析,此時A受到自身重力7N,受到B對A的拉力2N,受到向上的拉力TA(由題意知繩子斷掉時,TA為5N),受到向上浮力,故有如下關系式
故此時
根據阿基米德原理

答:打開閥門K使水緩慢流出,當懸線TA斷裂的一瞬間關閉閥門K,此時木塊A排開水的體積為
(4)解:若懸線TA斷裂的一瞬間關閉閥門K同時剪斷細線TB,對A進行分析,此時A受到豎直向下重力7N,豎直向上浮力7N,故根據阿基米德原理有下式

由于容器底面積,根據液面高度變化量

所以壓強的變化量為
答:容器底受到水的壓強改變了。
【知識點】力的合成與應用;液體壓強的計算;浮力大小的計算
【解析】【分析】(1)根據液體密度和排開液體的體積,計算浮力;
(2)根據液體密度和排開的體積,計算浮力,結合物體的重力和浮力,可以計算拉力;
(3)根據物體受到的力,計算合力大小;
(4)根據物體受到的浮力和液體密度,計算排開液體的體積;結合底面積計算深度變化;利用液體密度和深度,可以計算液體壓強。
12.如圖所示,水平地面上放有兩個完全相同的柱形容器,中間通過很細的導管相連,此時閥門K處于關閉狀態,容器底面積均為200cm 、高均為40cm。左側容器中盛滿水,且放有底面積為100cm 、高為30cm、密度為4.0×103kg/m3的圓柱體A,A已沉底但未與容器底緊密接觸。右側容器內懸吊有底面積為140cm2、高為20cm、重36N的圓柱體B,它的下表面到容器底部的距離為10cm。A和B通過質量可忽略的細繩分別懸吊在輕質杠桿MN的兩端,已知ON=2OM,杠桿MN始終保持水平平衡。求:
(1)物塊A受到的浮力大小;
(2)容器底部對物塊A的支持力大小;
(3)打開閥門,待液面靜止后,與閥門打開前相比,圓柱體A對容器底部壓強的變化量。
【答案】(1)解:物塊A的體積
物塊A受到的浮力
答:物塊A受到的浮力為 ;
(2)解:設繩子對A的拉力為F,根據杠桿平衡條件得
解得
物塊A的重力
根據力的平衡,有
解得,容器底部對物塊A的支持力為
答:容器底部對物塊A的支持力為
(3)解:力的作用是相互的,圓柱體A對容器底部壓力為
圓柱體A對容器底部壓強
打開閥門,待液面靜止后,兩容器液面相平,即深度相同,設深度為h,則有
代入數據(其中h0為B到容器底的距離),解得
圓柱體A排開水的體積
圓柱體A受到的浮力
圓柱體B排開水的體積
圓柱體B受到的浮力
圓柱體B對上方繩子的拉力
根據杠桿平衡條件,繩子對A的拉力
圓柱體A對容器底的壓力
圓柱體A對容器底的壓強
圓柱體A對容器底部壓強的變化量為
答:打開閥門,待液面靜止后,與閥門打開前相比,圓柱體A對容器底部壓強的變化量為
【知識點】重力及其大小的計算;壓強的大小及其計算;浮力大小的計算;杠桿的平衡分析法及其應用
【解析】【分析】(1)根據物體的密度和體積,計算浮力的大小;
(2)根據杠桿平衡條件,計算杠桿對物體的拉力,結合物體的重力,計算物體對地面的壓力大小;
(3)根據壓力和受力面積的比值計算壓強;利用液體密度和排開液體的體積計算受到的浮力。
13.如圖所示,重為50N的正方體木塊A,在水中處于靜止狀態,此時繩子的拉力為30N,水深為50cm。g取10N/kg。要求:畫出受力分析圖。求:
(1)物體A所受浮力的大小。
(2)水對容器底的壓強。
(3)若繩子斷了,物塊最終露出水面的體積與總體積之比。
【答案】(1)解:受力分析圖如圖。
物體A所受浮力F浮=G+F=50N+30N=80N
答:物體A所受浮力的大小80N;
(2)解:水對容器底的壓強
答:水對容器底的壓強5000Pa;
(3)解:物體體積為
木塊密度
若繩子斷了,物體最終漂浮,浮力等于重力,即
解得
答:若繩子斷了,物塊最終露出水面的體積與總體積之比 。
【知識點】重力示意圖;阿基米德原理;浮力大小的計算;浮力的示意圖
【解析】【分析】(1)作重力的示意圖,力的作用點在物體幾何中心上,方向豎直向下,重力用字母G表示。
作浮力的示意圖,力的作用點在物體幾何中心上,方向豎直向上,用字母F浮表示浮力;
(2)求解液體內部的壓強,利用公式p=ρgh,其中ρ是液體的密度,h是深度;
(3)結合物體受到的浮力,結合物體受到的浮力,利用阿基米德原理的變形公式求解物體排開水的體積。
14.如圖所示,底面積為50cm2的大燒杯中裝有適量的水,杠桿CD可繞支點O在豎直平面內轉動,CO=3DO,鉤碼A的質量為100g,物體B的體積為750cm3,杠桿CD在水平位置平衡時,物體B有的體積露出水面;當在A的下方加掛1個相同的鉤碼時,物體B有的體積露出水面,杠桿CD仍在水平位置平衡,g取10N/kg,杠桿、懸掛物體的細繩的質量可忽略不計,求:
(1)物體B浸沒在水中受到浮力的大小;
(2)物體B的密度;
(3)掛兩個鉤碼與掛一個鉤碼相比,燒杯底部受到水的壓強減小了多少。
【答案】(1)解:物體B浸沒在水中受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gVB=1.0×103kg/m3×10N/kg×750×10-6m3=7.5N
答:物體B浸沒在水中受到浮力7.5N;
(2)解:當掛一個質量為100g的鉤碼時,杠桿D端向下的拉力等于重力減去此時的浮力,根據杠桿的平衡條件有OD×(GB﹣F浮')=OC×GA
所以有OD×(ρBVBg﹣ρ水gVB)=OC×mAg
解得ρB=+ρ水=+×1.0×103kg/m3=1.2×103kg/m3
答:物體B的密度1.2×103kg/m3
(3)解:由題意可知,掛兩個鉤碼與掛一個鉤碼相比,B排開水的體積減小量V排=VB﹣VB=VB
則液面下降的高度
所以燒杯底部受到水的壓強減小量p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa
答:掛兩個鉤碼與掛一個鉤碼相比,燒杯底部受到水的壓強減小了600Pa。
【知識點】液體壓強計算公式的應用;阿基米德原理
【解析】【分析】(1)利用F浮=ρ水gV排求物體B浸沒在水中受到浮力。
(2)當掛一個質量為100g的鉤碼,杠桿CD在水平位置平衡時,物體B有的體積露出水面;結合杠桿平衡條件和阿基米德原理可求物體B的密度。
(3)由題意求出掛兩個鉤碼與掛一個鉤碼相比,B排開水的體積減小量,利用體積公式求出液面下降的高度,根據液體壓強公式可求出燒杯底部受到水的壓強的減小量。
15.水平桌面上放置一輕質圓筒,筒內裝有米深的某液體,如圖所示.彈簧測力計懸掛底面積為、高為米的圓柱體,從液面逐漸浸入直到浸沒,彈簧測力計示數與圓柱體浸入液體深度的關系如圖所示.圓筒的厚度忽略不計,筒內液體沒有溢出,圓柱體不碰到筒底.
(1)若牛,牛,求圓柱體浸沒時所受浮力;筒內液體的密度.
(2)圓柱體未浸入時筒底受到的液體壓強.
(3)若輕質圓筒的底面積為,高度為筒內液體深度為,液體密度為,圓柱體底面積為、高為,求圓柱體浸沒時,通過計算說明液體對圓筒底部的壓強與圓筒對桌面的壓強的大小關系用字母表示.
【答案】(1)解:由圖象知,當時,此時測力計的示數等于圓柱體的重力,所以;
當深度為時,測力計的示數不變,說明圓柱體完全浸沒;,
所以;
物體排開液體的體積,
由得,;
(2)解:圓柱體未浸入時,
筒底受到的液體壓強:;
(3)解:圓柱體浸沒時,排開液體的體積,
總體積,
液體深度:,
對容器底的壓強:
圓柱體浸沒時,受到的浮力:,
圓柱體對液體的壓力:,
輕質容器對桌面的壓力:
輕質容器對桌面的壓強:,
所以,
即:液體對圓筒底部的壓強與圓筒對桌面的壓強相等.
【知識點】液體壓強的計算;阿基米德原理;浮力大小的計算;物體的浮沉條件及其應用
【解析】【分析】(1)由力的平衡法,可知浮力與彈簧測力計的拉力之和等于物體的重力,進而求出物體所受浮力的大小;由求出液體的密度。
(2)由液體壓強公式算出液體壓強的大小。
(3)利用 計算出液體對容器底部的壓強,用計算出容器對桌面的壓強,進而比較出大小關系。
16.
(1)如圖1是小亮同學用壓強計“探究影響液體內部壓強大小的因素”的實驗裝置。
①比較圖乙和圖丙,可以得出結論:同種液體,深度越深,液體的壓強越    (填“小”或“大”)。
②比較圖乙和圖丁,得出“液體密度越大,液體的壓強越大”的結論,你認為小亮的判斷是    (填“合理”或“不合理”)。
(2)小亮還通過如圖2的步驟進行了“浮力的大小可能與哪些因素有關”的實驗。
①對A、C、D三圖中的實驗現象和數據進行分析,得出下列結論:物體浸沒后,浮力的大小與深度    (填“有關”或“無關”)。
②分析D、E兩圖中的實驗現象和數據,可得出結論:物體受到的浮力大小還與液體的    有關。
③根據圖中的數據計算出物體的密度為    kg/m3,如考慮物體具有吸水性,則計算的結果比物體的真實密度偏    (填“小”或“大”)。
【答案】(1)大;不合理
(2)無關;密度;4×103;大
【知識點】探究液體壓強的特點實驗;探究浮力大小的實驗
【解析】【解答】 (1)①比較圖乙和圖丙,可以得出結論:同種液體,深度越深,液體的壓強越大。②在研究液體壓強與密度的關系時,需要控制液體的深度相同,所以比較圖乙和圖丁,是因為沒有控制深度相同,得出“液體密度越大,液體的壓強越大”的結論不合理。
(2)①由稱重法測浮力F浮=G-F示,對A、C、D三圖中的實驗現象和數據進行分析,C、D中物體受到浮力相同,所以得出物體浸沒后,浮力的大小與深度無關;
②由稱重法可知D E中物體受到的浮力分別為:F浮D=G- F示D=4N - 3N = 1N,F浮E=G-F示E=4N-3.2N= 0.8N,由F浮= ρ液9V排知道,物體的體積為:,所以
【分析】 (1 ) 液體內部壓強的大小與液體密度,液體深度有關。 液體密度越大,深度越大,液體內部壓強越大 。
(2) 稱重計原理是指通過各種測量方法,將物體的質量轉換為數字或電信號的過程。 稱重法求浮力的公式是:F浮=G-F。
17.如圖所示是“探究影響浮力大小的因素”的實驗過程及數據。
(1)圖a中,彈簧測力計的示數為8N;圖b中,物體受到的浮力為   N;
(2)比較圖a、b、c中彈簧測力計的示數,可探究浮力的大小與   有關;
(3)圖c、d中,物體上、下表面受到液體的壓力差   (選填“相等”“圖c大”或“圖d大”);
(4)比較圖   中彈簧測力計的示數,可探究浮力的大小與液體的密度有關,若向d中加入一定量的鹽,并攪拌均勻,彈簧測力計的示數將   (選填“變大”“變小”或“不變”);
(5)比較圖a、c、d中彈簧測力計的示數,可探究浮力的大小與物體浸沒在液體中的   無關。
【答案】(1)0.4
(2)排開液體的體積
(3)相等
(4)a、d、e;變小
(5)深度
【知識點】探究浮力大小的實驗
18.在進行“探究浮力的大小跟哪些因素有關”的實驗中,同學們提出如下猜想:
A.可能與物體浸沒在液體中的深度有關 B.可能與物體的密度有關
C.可能與液體的密度有關 D.可能與物體浸在液體中的體積有關
為了驗證上述猜想,小明選用了物塊甲和乙(甲和乙的體積相等但密度不同)、彈簧測力計、一杯水、一杯鹽水、細繩等器材,做了如圖所示的實驗。
(1)分析比較實驗①⑤,可以知道甲浸沒在水中時所受到的浮力是   N。
(2)小明認為分析比較實驗①③④,不可以驗證猜想A是錯誤的,原因是   。應分析比較實驗   ,才可以驗證猜想A是錯誤的。
(3)分析比較實驗①⑤與②⑥,可以驗證猜想   是錯誤的。
(4)分析比較實驗   ,可以驗證猜想D是正確的。
(5)分析比較實驗②⑥⑦可得:浸在液體中的物體所受浮力的大小與   有關。
(6)綜合以上分析,得出最后的實驗結論:浸在液體中的物體所受浮力的大小與   和   有關。
【答案】(1)2
(2)未控制物體浸在液體中的體積相同;①④⑤
(3)B
(4)①③④
(5)液體的密度
(6)液體的密度;物體浸在液體中的體積
【知識點】浮力大小的計算;探究浮力大小的實驗;物理學方法
19.如下圖所示是“探究影響浮力大小的因素”的實驗過程及數據。
(1)圖A中,彈簧測力計的示數為8N;圖B中,物體受到的浮力為    N;
(2)比較圖A、B、C中彈簧測力計的示數,可探究浮力的大小與   有關;
(3)比較圖   中彈簧測力計的示數,可探究浮力的大小與液體的密度有關,并能計算出濃鹽水的密度是   kg/m3;(g=10N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
(4)比較圖、、中彈簧測力計的示數,可探究浮力的大小與物體浸沒在液體中的   無關。
【答案】(1)1
(2)排開液體體積/浸入液體體積
(3)ADE;1.1×103
(4)深度
【知識點】浮力及其產生原因
【解析】【解答】(1) 圖A中, 彈簧測力計測量物體的重力,即物體的重力G=8N,根據稱重法可知,圖B中,物體有一部分浸在水中,受到的浮力:F浮=G-F=8N-7=1N;
(2) B、C 兩次實驗中選擇的液體密度相同,而物體浸在液體中的體積不同,根據控制變量法可知,a、b、c是探究浮力的大小與物體排開液體的體積的關系;
(3)根據控制變量法可知,要探究浮力的大小與液體的密度的關系,應控制物體浸在液體中的體積相同,使液體的密度不同,所以,應選擇A、D、E;根據題意可知,物體在水中和濃鹽水中都處于浸沒狀態,所以V排水=V排鹽水=V,由圖A、D可知,物體浸沒在水中受到的浮力:F浮水=G-F1=8N-6N=2N,根據阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,物體的體積,由圖A、E可知,物體浸沒在鹽水中受到的浮力:F浮鹽水=G-F2=8N-5.8N=2.2N,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,鹽水的密度:ρ鹽水=%0D%0AF浮鹽水%0D%0AgV排鹽水%0D%0A=%0D%0A1.1N%0D%0A10N/kg×1×10 4m3%0D%0A=1.1×103kg/m3;%0D%0A若向c中加入鹽,并攪拌均勻,鹽水的密度會變大,物體浸在液體中的體積相同時,密度越大,浮力越大,根據稱重法可知,彈簧測力計示數會變小;%0D%0A(5)c、d中物體都是浸沒在液體中,液體密度也相同,根據控制變量法可知,a、c、d可探究浮力的大小與物體浸在液體中的深度無關。
【分析】(1)根據圖(a)中彈簧的示數可知物體的重力;根據稱重法求出圖(b)中物體受到的浮力;%0D%0A(2)(b)(c)中液體密度相同,物體浸在液體中的體積不同,據此分析;%0D%0A(3)根據浮力產生的原因可知物體受到的浮力等于物體上、下表面的受到的壓力差;%0D%0A(4)要探究浮力的大小與液體的密度有關,應控制物體浸在液體中的體積相同,改變液體的密度;%0D%0A根據圖(a)(d)可知物體浸沒在水中受到的浮力,根據阿基米德原理求出物體的體積;%0D%0A根據圖(a)(e)可知物體浸沒在鹽水中受到的浮力,根據阿基米德原理求出鹽水的密度;%0D%0A浮力的大小與液體的密度有關,密度越大,浮力越大,則彈簧測力計的示數越小;%0D%0A(5)(c)(d)中物體都是浸沒在液體中,液體密度也相同,深度不同,是探究浮力的大小與物體浸在液體中的深度的關系;%0D%0A【解答】解:
20.小敏在“探究浮力的大小與哪些因素有關”的實驗中,用到如下器材:彈簧測力計,實心圓柱體銅塊,相同的圓柱形容器若干,水和密度未知的某種液體,細線等。
(1)分析圖A、B、C、D可知:浮力的大小與   有關。
(2)圖C中,銅塊下表面受到的壓力為   N。
(3)小敏用圖中的數據算出了液體的密度為   kg/m3;如果在實驗F中不小心使物體接觸到了容器底且與容器有力的作用,則此時計算出的液體密度值將   (選填“偏大”或“偏小”)。
(4)若圖E與圖F的液面相平,則圖   (選填“E”或“F”)中液體對容器底部的壓強較大。
(5)利用“等浮力”方法比較液體的密度:
①小明在兩個相同的燒杯中分別裝入c、d兩種等體積的不同液體,并將裝有石塊的小盒放在液體c中漂浮,此時杯內液面高度做標記1,如圖G;
②再將裝有石塊的小盒放在液體d中漂浮,此時杯內液面高度做標記2;
③若標記1的位置在標記2的下方,則pc   pd(選填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)物體排開液體的體積
(2)0.2
(3)2×103;偏大
(4)F
(5)>
【知識點】阿基米德原理
【解析】【解答】(1)實驗步驟A、B、C、D中,變量為排開液體的體積,其余因素相同,可以說明浮力大小與排開液體的體積有關。
綜上 第1空、 物體排開液體的體積。
(2)步驟C中銅塊下表面受到的浮力等于水的壓力,根據稱重法可計算

綜上 第1空、 0.2;
(3)根據實驗步驟AE結合稱重法可計算物體受到的浮力為F浮水=G F示E=2.7N 2.4N=0.3N
實驗步驟F中,物體受到的浮力為F浮液=G F示F=2.7N 2.1N=0.6N;根據阿基米德原理可得
;代入數據解得;
物體接觸到了容器底部,導致彈簧測力計的讀數減小,所以導致浮力變大。由計算出的液體密度會偏大。
綜上 第1空、2×103; 第2空、 偏大;
(4)圖E與圖F相比,F圖液體密度大,深度相同,根據P=ρgh計算可知F圖液體對容器底部的壓強較大。
綜上 第1空、 F。
(5)裝有石塊的小盒始終漂浮,浮力等于重力,根據,標記位置較高的,說明液體密度大,所以若標記1的位置在標記2的下方,則液體c的密度大于液體d的密度,即pc>pd。
綜上 第1空、 >;
【分析】1、浮力的本質為上下表面產生的壓力差,計算公式為F浮=ρ液gV排,所以物體所受浮力和物體所處的深度無關,與排開水的體積有關,當排開水的體積越小時,浮力越小,排開水的體積越大時,浮力越大;
2、阿基米德原理:物體排開水的重力等于物體所受浮力;
3、物體沉浮條件:物體懸浮時的浮力等于重力(排開水的體積等于物體體積),物體的密度等于液體的密度,物體漂浮表明浮力等于重力(排開水的體積小于物體體積),物體的密度小于液體的密度,物體下沉時重力大于浮力(排開水的體積等于物體體積),物體的密度大于液體的密度;
4、稱重法測量物體浮力:先測出物體的重力,然后將物體浸入水中,彈簧測力計的示數就會減小,減小的示數就是物體受到的浮力。
(1)實驗步驟A、B、C、D中,物體排開液體的密度不變,排開液體的體積變化,可以說明浮力大小與排開液體的體積有關。
(2)根據浮力產生的原因,步驟C中銅塊下表面受到的浮力等于水的壓力,根據稱重法得
(3)[1]實驗步驟E中,物體受到的浮力為
F浮水=G F示E=2.7N 2.4N=0.3N
實驗步驟F中,物體受到的浮力為
F浮液=G F示F=2.7N 2.1N=0.6N
因物體均浸沒,所以,根據阿基米德原理可得
所以
[2]如果物體接觸到了容器底部,物體會受到來自容器底部的支持力,這會導致彈簧測力計的讀數減小,由式子
可得在液體中的浮力偏大。由
可知計算出的液體密度會偏大。
(4)圖E與圖F相比,液體深度相同,F圖液體密度大,所以F圖液體對容器底部的壓強較大。
(5)通過比較燒杯外壁的標記位置可比較兩種液體密度的大小。裝有石塊的小盒始終漂浮,浮力等于重力,重力不變,則浮力不變,根據,標記位置較高的,說明較大排開液體的體積較小,則說明液體密度大,所以若標記1的位置在標記2的下方,則說明在c液體中排開液體的體積較大,則液體c的密度大于液體d的密度,即pc>pd。
21.如圖為某小組同學“探究影響浮力大小因素”的實驗裝置及過程。
(1)分析實驗步驟    (填序號)可知,在同種液體中,物體所受浮力大小與物體浸沒在液體中的深度無關;步驟④中,若金屬塊上表面受到水向下的壓力為1N,則金屬塊下表面受到水向上的壓力為    N;
(2)分析實驗步驟①②③可知,在同種液體中,物體排開液體的體積越大,物體受到的浮力越   (選填“大”或“小”);
(3)根據圖中數據可計算出未知液體的密度為    kg/m3。小明提出若在計算過程中g取9.8N/kg會使測量結果更準確,而小敏認為無影響,你認為    。(選填“小明”或“小敏”)的說法正確。
【答案】(1)①③④;3
(2)大
(3)1.2×103;小敏
【知識點】阿基米德原理;探究浮力大小的實驗
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重難點02 壓強與浮力 大小比較與綜合計算
命題趨勢
考點 三年考情分析 2025考向預測
1、壓強 壓力與壓強;增大和減小壓強的方法;液體壓強;大氣壓強 2、浮力 浮力的概念;阿基米德原理物體的浮沉條件;浮力的應用 壓強和浮力的基本概念、阿基米德原理、物體的浮沉條件考查頻率較高。在 2022 - 2024 年浙江多個地區的中考中,幾乎每年都會出現根據阿基米德原理計算浮力大小的題目,考查學生對公式的理解和運用;物體浮沉條件也常被用于分析物體在液體中的狀態變化;液體壓強的特點及計算也是常見考點,像通過給出液體深度和密度,計算液體內部某點的壓強。此外,浮力與壓強知識在實際生活中的應用考查也較為頻繁,如解釋輪船、潛水艇等的工作原理,體現了中考對學生知識應用能力的重視 預計 2025 年浙江中考科學仍會以選擇題、填空題、實驗探究題和計算題的形式考查壓強與浮力內容。選擇題可能會繼續聚焦于基本概念的辨析,如壓力與重力的區別、浮力產生的原因等;填空題或側重簡單的壓強與浮力計算,以及對生活中壓強和浮力現象的定性分析;實驗探究題可能在影響壓強和浮力大小因素的探究上進一步創新;計算題大概率會綜合多個知識點,如將壓強、浮力與力學中的功和功率、簡單機械等相結合,考查學生的綜合分析和計算能力。
重點詮釋
【體系構建】
【重難詮釋】
知識點一、固體壓力 固體壓強的計算
1.重為G的物體在承受面上靜止不動時所受壓力的大小:
分類 直接放置 水平受力 豎直下壓 豎直上拉 頂在頂板 壓在墻上
受力情況
壓力 G G G+F G-F F-G F
多物疊放對地面的壓力等于所有物體的重力:F=G1+G2+…+Gn
容器裝液體+其他物體+外力時對地面的壓力:F=G容+G液+G物-F拉(或 +F壓)
2.壓強公式:;求壓力大小:F=PS;求受力面積:
3.柱體對地面的壓強: P=ρgh (如:圓柱體、正方體、長放體等)
(1)柱體特點:V=Sh(柱體的體積=底面積×高)
(2)柱體對地面的壓強公式推導:
4、壓強的計算類型
類型 分析與計算
切割 類(密 度均 勻的 規則 柱狀 物體) 豎切 p=ρgh,切割后壓強不變
橫切 受力面積S不變,壓力F變化 1.切去質量m時:根據p=求剩余部分對接觸面的壓強。 2.切去體積V時:(1)m=ρV,根據p=求剩余部分對接觸面的壓強。 (2)h切=,根據p=ρg(h-)求剩余部分對接觸面的壓強。 3.切去高度d時:用p=ρg(h-d)求剩余部分對接觸面的壓強
切割 類(密 度均 勻的 規則 柱狀 物體) 斜切 1.切去B:剩余A可看成規則柱狀體1+物體2。1相對原物體豎切,壓強不變,增加物體2,由p= 可知,F變大,S不變,p變大。 2.切去A:剩余B可看成規則柱狀體切掉2。由p= 可知,F變小,S不變,p變小
知識點二、液體壓強的比較
1.液體對容器底的壓力F和液體重力G:的關系
圖甲:柱形,F底=G液
圖乙:上小下大臺形容器,F底>G液
圖丙:上大下小臺形容器,F底<G液
2.容器對水平桌面的壓力:F= G液+G容
知識點三、浮力大小比較的兩種方法
①阿基米德原理法:
F浮=ρ液gV排
②狀態法:
【漂浮:F浮=G物、上浮:F浮>G物、懸浮:F浮=G物、下沉:F浮知識點四、漂球問題
(1)同液體、同體積:A、B、C體積相同→使用阿基米德原理
(2)同液體、同質量:A、B、C質量相同→受力分析
(3)同物體、不同液體→受力分析
知識點五、壓強和浮力的計算
壓力差法 F浮=F向上-F向下(一般應用于計算形狀規則的物體受到的浮力)
稱重法 F浮=G物-F拉(F拉為物體浸在液體中時彈簧測力計的示數)
阿基米德 原理法 F浮=G排=ρ液g V排(注意ρ液為液體的密度;只有當物體浸沒在液體中時,才有 V排=V物)
二力平衡法 F浮=G物(適用于物體漂浮于液體表面或懸浮于液體中)
1.物體浸入液體中,液體對柱形容器底的壓力:F液=G液+F浮。
2.物體浸入液體中,柱形容器對桌面的壓力(將物體、液體、容器作為一個整體):
(1)整體不受其他外力,如圖甲所示,二力平衡:F容=G總=G容+G液+G物。
(2)整體受到其他外力,三力平衡:
如圖乙所示,受豎直向上的拉力:F容=G總-F拉=G容+G液+G物-F拉。
如圖丙所示,受豎直向下的壓力:F容=G總+F壓=G容+G液+G物+F壓。
3.液體對柱形容器底的壓強:p=ρgh,p=。
4.柱形容器對桌面的壓強:p=。
限時提升訓練
1.如圖,水槽中的碗既可漂浮在水面上,也可沉入水底。下列關于碗沉入水底后的說法正確的是
A.所受浮力比漂浮時大
B.排開水的體積與漂浮時相同
C.水對容器底部的壓強比漂浮時小
D.浮力等于碗自身的重力
2.向一只重力和體積均不計的薄塑料袋內裝入大半袋水,如圖甲所示,用彈簧測力計測出它的重力,再將其逐漸浸入裝有適量水的燒杯中,如圖乙所示,觀察彈簧測力計示數的變化。當袋中的水面與燒杯中的水面相平時,觀察彈簧測力計的示數。關于上述實驗,下列說法中錯誤的是(  )
A.將塑料袋逐漸浸入水中的過程中,彈簧測力計的示數逐漸變小
B.將塑料袋逐漸浸入水中的過程中,燒杯底部受到水的壓強逐漸增大
C.當袋中水面與燒杯中的水面相平時,彈簧測力計示數變為0 N
D.該實驗不能說明浸在液體中的物體所受浮力的大小等于它排開液體所受的重力
旅游歸來,小科明白了學習的重要性,于是他決定利用自己課堂所學的知識,和小伙伴們一起動手玩轉科學。請根據信息,完成下面小題。
3.針筒是不是還可以做其他的模型呢?小伙伴們經過討論,設計了如圖所示的潛艇模型,下列說法中,正確的是(  )
A.當模型漂浮于水面時,它受到的浮力小于重力
B.向內推注射器活塞,水會被壓入試管中,可實現模型下沉
C.向外拉注射器活塞,模型會下沉,它受到的浮力將變小
D.在較淺處懸浮的模型要下潛至更深處懸浮,活塞應先拉后推
4.兩個邊長相同、材料不同的實心正方體甲和乙,用質量不計的細線連,輕輕放入某液體中,靜止后懸浮,細線處于繃緊伏態,如圖所示。則(  )
A.甲受到的浮力比乙受到的浮力大
B.甲的密度與液體的密度相等
C.如果將細線剪斷,甲、乙再次靜止后,容器底部受到的壓力大小不變
D.如果將細線剪斷,甲、乙再次靜止后,容器底部受到液體的壓強不變
5.小科在“探究影響浮力大小的因素”實驗中,提出了以下猜想:
猜想一:浮力大小與物體浸入液體中的深度有關;
猜想二:浮力大小與物體排開液體的體積有關;
猜想三:浮力大小與液體的密度有關。
(1)小科先后將該一長方體金屬塊平放、側放和豎放系在彈簧測力計上,使其部分浸入同一杯水中,保證每次水面到達同一標記處,如圖甲所示,比較彈簧測力計示數大小。小科上述操作是想驗證猜想   ;
(2)圖乙中金屬塊在步驟②中所受浮力為   N;
(3)觀察實驗①、③、④可得出金屬塊受到的浮力大小與   有關;
(4)用圖乙中數據可計算出該金屬塊的體積為   cm3。
6.在“探究浮力的大小跟哪些因素有關”的實驗中,小舟同學提出如下猜想:
猜想1:浮力的大小可能與物體浸沒的深度有關。
猜想2:浮力的大小可能與物體的形狀有關。
猜想3:浮力的大小可能與液體的密度有關。
猜想4:浮力的大小可能與排開液體體積有關。
(1)如圖1所示,用手把飲料罐按入水中,飲料罐浸入水中越多,手全感到越吃力。這個事實可以支持猜想   (填序號)。
(2)為了研究猜想1,用彈簧測力計掛著鋁塊,先后將鋁塊完全浸沒在同一杯水中的不同深度,如圖2。比較F1、F2、F3大小關系為   ,從而得出“物體受到的浮力大小與物體在液體中浸沒的深度無關”結論。
(3)為了研究猜想2,小舟同學用3塊相同的橡皮泥分別捏成不同形狀進行如圖3所示的實驗,由此得出結論:浮力的大小與物體的形狀有關。請你對此實驗方案作出評價:    。
(4)為了研究猜想3,請設計實驗方案:   。
7.小科用裝有沙子的帶蓋塑料瓶探究浮力的影響因素。
(1)小科根據三個常識,分別做出了三個猜想,其中符合常識1的是猜想   (填序號)。
常識 猜想
常識1:木頭漂在水面,鐵釘沉在水底 常識2:輪船從長江駛入大海,船身會上浮一些 常示3:人從泳池淺水區走向深水區,感覺身體變輕 猜想1:與浸入液體的深度有關 猜想2:與液體的密度有關 猜想3:與物體的密度有關
(2)為了驗證上述猜想是否正確,小科依次做了如下實驗:
①根據A、C、D的結果,可得猜想1是   (填“正確”或“錯誤”)的。
②通過   (填字母)實驗對比,可探究浮力與液體密度有關。
③為驗證猜想3,小科將瓶子中的沙子倒掉一些以減小物體密度(瓶子密度仍大于水)。然后重復實驗操作,發現浸入液體前彈簧測力計示數為2.5N,浸沒在水中時彈簧測力計示數為1.5N,則新測得浮力大小為   N。浮力大小與物體密度   (填“有關”或“無關”)。
8.在探究“浮力的大小跟哪些因素有關”的實驗中(如圖所示),小明先用彈簧測力計測出金屬塊的重力,然后將金屬塊緩慢浸入液體中不同深度,步驟如圖B、C、D、E、F所示(液體均未溢出),并將其示數記錄在表中:
實驗步驟 B C D E F
彈簧測力計示數/N 2.2 2.0 1.7 1.7 1.9
(1)分析比較實驗步驟A和   ,可得出:浮力大小與物體浸沒在液體中的深度無關。
(2)金屬塊浸沒在水中時受到的浮力大小是   N,金屬塊密度為   kg/m3。
(3)圖D和圖E中,物體上下表面壓力差   (填“D大”“相等”或“E大”)。
(4)小明又通過如圖所示的實驗操作測出了一石塊的密度,他的測量方案如下:首先將裝有適量水的小桶掛在彈簧測力計上讀出測力計的示數為F1(如圖甲所示);然后用細線將物體系好后,掛在測力計的掛鉤上使物體浸沒在水中,讀出測力計的示數為F2(如圖乙所示);再用手提著細線使物體浸沒在水中,且石塊不與杯底接觸,讀出測力計的示數為F3(如圖丙所示),則物體的密度是   (用F1,F2,F3和ρ水表示)
9.如圖所示是探究浸沒在水中的物體受到的浮力的實驗過程及數據。
(1)圖甲中,物體重   N。
(2)如圖乙所示,把物體浸沒在水中時,彈簧測力計的示數為3.2N   N。
(3)分析甲、乙、丙三圖所示實驗數據可得出結論:物體浸沒在水中所受的浮力   、填“大于”、“小于”或“等于”)物體浸沒在酒精中所受的浮力。
(4)若要探究物體所受浮力大小與物體的密度是否有關,應選擇圖丁中   (填字母)兩個物體,并將它們浸沒在同種液體中,測出其所受浮力的大小來進行比較。
10.2024年11月17日,由我國自主設計建造的首艘大洋鉆探船“夢想”號在廣州正式入列。“夢想”號排水量42600噸,全球海域無限航行。請回答下列問題:(g取10N/kg,海水的密度ρ取
(1)“夢想”號全速前進時,與其并行的多功能保障船需保持百米以上的安全距離,因為兩船中間的水流速度相對于外側變快,壓強   ,容易造成撞船事故。
(2)“夢想”號漂浮在海面時受到的浮力是多少
(3)“夢想”號漂浮時排開海水的體積多大
(4)返港時,“夢想”號從海水密度較大深海駛回密度較小的科考碼頭時,“夢想”號受到的浮力   (選填“變大”“變小”或“不變”)。
11.小寧自制一支能測液體密度的儀器。如圖甲所示,取一根兩端開口、粗細厚薄均勻的勻質塑料管MN,N端用合金塊封口,再通過計算在塑料管外壁標上刻度線和刻度值,儀器就完成制作。如圖乙所示,當儀器豎直漂浮在待測液體中時,液面所對應的刻度值就是待測液體的密度大小。已知塑料管長l1為30cm,質量m1為3g,塑料管橫截面的外圓面積S為1.2cm2;合金塊高l2為2cm,質量m2為18g,該儀器重心0點離N端的距離為d=3cm。請計算:(g取10N/kg)
(1)該儀器的重力為   ;
(2)該儀器豎直漂浮在水中,受到的浮力大小為   ,浸入水中的深度為   。
(3)物體浮力作用點位于物體浸入液體部分的幾何中心,從理論上分析,該儀器豎直漂浮在某種液體中時,如果浮力作用點恰好與該儀器重心重合,則該液體的密度為多少g/cm3(計算結果精確到0.1g/cm3)。(寫出計算過程)
“甌海農商銀行杯” 2024浙江省第四屆國際龍舟公開賽暨溫州第十一屆龍舟系列賽總決賽在溫州龍舟運動中心舉行。龍舟項目是一項充分體現團體合作精神的比賽,考驗運動員爆發力和耐力,請回答(1)-(3)題。
12.龍舟比賽中一般用一排浮球來設置航道,某一時間在水波的影響下,浮球在水中的位置如圖所示,此時浮球所受浮力的方向是(  )
A. B.
C. D.
13.在比賽過程中,當龍舟快速經過賽道浮球時,浮球會向龍舟靠近。若浮球與龍舟之間水的流速為V1,壓強為P1,浮球另一側水的流速為V2,壓強為P2,則它們之間的大小關系正確的是(  )
A. B.
C. D.
14.龍舟的船型呈細長、流線型,船身側身示意如圖所示,比賽開始前運動員陸續登舟,此過程中龍舟所受的浮力F與龍舟底部離河面距離h的關系,下列圖像正確的是(  )
A. B.
C. D.
15.學習了項目化課程后,小寧自制一支能測液體密度的儀器。如圖甲所示,取一根兩端開口、粗細厚薄均勻的勻質塑料管MN,N端用合金塊封口,再通過計算在塑料管外壁標上刻度線和刻度值,儀器就完成制作。如圖乙所示,當儀器豎直漂浮在待測液體中時,液面所對應的刻度值就是待測液體的密度大小。已知塑料管長l1為30 cm,質量m1為3g,塑料管橫截面的外圓面積S為1.2cm ;合金塊高l2為2cm,質量m2為18g。請計算:
(1) 該儀器的重力;
(2) 求該儀器豎直漂浮在水中,受到的浮力大小及浸入水中的深度;
(3)求該儀器豎直漂浮在水中,水對該儀器底部的壓強大小;
(4)為了找出該儀器的重心,小寧用細線將它懸掛起來,使其水平平衡,如圖丙所示,求出重心O點離N端的距離d;
(5)物體浮力作用點位于物體浸入液體部分的幾何中心,該儀器的浮力作用點位于重心及以下時,將會在液體中傾倒,難以測量;從理論上分析,該儀器豎直漂浮在某種液體中時,如果浮力作用點恰好與該儀器重心重合,求該液體的密度(計算結果精確到0.1 g/cm )。
16.如圖為我國自主研制的全球最大水陸兩棲飛機“鯤龍-600”,可用于森林滅火和水上救援,其最大特點是既能在陸地起降,又能在水面起降,在執行滅火任務時,可在水面汲水后起飛,到達火場后噴水滅火。最大起飛質量是53.5噸,最大巡航速度為500千米/小時。根據上述材料,完成下列問題:
(1)以最大巡航速度由機場前往火災地點,來回用時3小時,則火災地點離機場直線距離最多不超過多少千米?
(2)若飛機起落架輪子與地面總接觸面積為1.07米2,以最大起飛質量停在飛機場,對機場地面壓強是多少?
(3)“鯤龍-600”在機翼兩側下方各裝有一個浮筒,設計要求每個浮筒的三分之一浸沒在水中,每個浮筒至少要產生4.5×104牛的浮力才能防止側翻,機翼才不會被巨浪卷入水中,則每個浮筒的體積至少是多少?
17.如圖為我國自主研制的全球最大水陸兩棲飛機“鯤龍-600”,可用于森林滅火和水上救援,其最大特點是既能在陸地起降,又能在水面起降,在執行滅火任務時,可在水面汲水后起飛,到達火場后噴水滅火。最大起飛質量是53.5噸,最大巡航速度為500千米/小時。根據上述材料,完成下列問題:
(1)以最大巡航速度由機場前往火災地點,來回用時3小時,則火災地點離機場直線距離最多不超過多少千米
(2)若飛機起落架輪子與地面總接觸面積為1.07米2,以最大起飛質量停在飛機場,對機場地面壓強是多少?
(3)”鯤龍-500”在機翼兩側下方各裝有一個浮筒,設計要求每個浮筒的三分之一浸沒在水中,每個浮筒至少要產生4.5x104牛的浮力才能防止側翻,機翼才不會被巨浪卷入水中,則每個浮筒的體積至少是多少
18.如圖甲所示,水平桌面上放置一個底面積為100厘米2的容器,容器內裝有5厘米深的水。將一底面積為80厘米2,高為10厘米的物體A用細線懸掛,并浸沒在水中,物體A的上表面和水面恰好相平,如圖乙所示。(柱形容器的厚度忽略不計,容器內液體沒有溢出,物體未接觸容器壁和容器底)求:
(1)放入物體后,水對容器底部的壓強會   ;
(2)圖乙中物體A所受水的浮力的大小;
(3)有人說1牛的水可以產生超過1牛的浮力,請你結合本題說明,你是否同意這種說法,并通過計算說明理由。
19.小陽把家里景觀水池底部的鵝卵石取出清洗。他先將一個重為12N的空桶漂浮在水面上,然后將池底的鵝卵石撈出放置在桶內時,桶仍漂浮在水面。(g值取10N/kg,不考慮撈出過程中帶出的水,水的密度1g/cm3)
(1)請判斷,鵝卵石在空桶內與鵝卵石在池底時相比,水池水面高度   (選填“上升”、“下降”或“不變”)。
(2)空桶漂浮在水面上時受到的浮力大小   N。
(3)若此時桶排開水的體積為6.0×10﹣3m3,求桶內鵝卵石的質量。(寫出計算過程)
鞏固訓練
1.兩個完全相同的燒杯中,分別盛有不同密度的液體,將同一物體先后放入甲、乙兩杯中,當物體靜止時,兩個燒杯的液面相平,物體所處的位置如圖所示,下列說法正確的是(  )
A.甲杯液體密度比乙杯液體密度大
B.甲杯液體對容器底的壓強與乙杯液體對容器底的壓強大小相等
C.甲杯中物體受到的浮力與乙杯中物體受到的浮力大小相等
D.甲杯中物體受到的浮力比乙杯中物體受到的浮力小
2.小明自制了一個簡易密度計,它是在木棒的一端纏繞一些細銅絲做成的。將它依次分別放入盛有不同液體的甲、乙兩個燒杯中,下列正確的說法是(  )
A.甲杯中的液體密度較乙杯液體大
B.甲杯中的液體密度較乙杯液體小
C.甲、乙兩杯底所受液體的壓強大小相等
D.密度計在甲圖中受的浮力比乙圖要大
3.水平桌面上放有一容器,容器內裝有一定質量的水,將物體A、B疊放后一起放入水中,靜止時如圖甲所示,再將A從B上拿下放入水中,B靜止時漂浮,如圖乙所示。下列說法不正確的是(  )
A.物體A的密度大于物體B的密度
B.與甲圖相比,乙圖中水對容器底的壓強變小
C.與甲圖相比,乙圖中桌面受到的壓力變大
D.甲、乙兩圖中物體A所受的浮力大小相等
4.同一個長方體物塊(不易吸水),甲圖用細線系住沒入水中,乙圖是該物塊漂浮在水面上,且一半的體積露出水面,下列說法正確的是(  )
A.甲圖浮力大于乙圖浮力
B.甲圖中容器對水平桌面的壓力小于乙圖中容器對水平桌面的壓力
C.甲圖中細線對木塊拉力與木塊所受浮力之比是2:1
D.甲、乙兩圖中,水對容器底部壓強大小相等
5.如圖1所示,測量液體密度的儀器叫做密度計,將其插入被測液體中(在木棒的一端纏繞一些銅絲做成),先后被放入盛有不同液體的兩個燒杯中、下列說法正確的是(  )
A.密度計的工作原理是
B.密度計在圖2中受到的浮力大于圖3中受到的浮力
C.圖2與圖3中液體對密度計下表面的壓強相等
D.圖2中液體的密度比圖3中液體的密度大
6.將體積相同的A、B實心小球用細線系好,按如圖所示的方式浸沒在液體中,細線對小球的拉力相等(不為零)。下列說法正確的是(  )
A.若將細線剪斷,當兩球靜止時,受到的浮力相等
B.A球的密度可能小于B球的密度
C.若將細線剪斷,當小球靜止時,液體對容器底的壓強與圖中相比不變
D.若將細線剪斷,當小球靜止時,容器對水平桌面的壓強與圖中相比變大
7.小明同學利用礦泉水瓶和薄壁小圓柱形玻璃瓶制作了“浮沉子”,玻璃瓶在礦泉水瓶中的情況如圖所示(玻璃瓶口開著并倒置),玻璃瓶的橫截面積為S=1.5cm2,此時玻璃瓶內外水面高度差h1=2cm,礦泉水瓶內水面到玻璃瓶口高度差h2=8cm,礦泉水瓶內水面到玻璃瓶底部高度差h3=4cm。(ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)“浮沉子”所受的浮力。
(2)空玻璃瓶的質量。
(3)擠壓礦泉水瓶,肖“浮沉子”恰好在水中懸浮,與漂浮時相比較,小玻璃瓶內水對瓶口處壓強的變化量。
8. 如圖所示,小明利用一個水槽、一個長方體空盒A、一個正方體金屬塊B研究浮力問題。已知水槽的底面積為,盒A底面積為,金屬塊B邊長為5cm。他先把金屬塊B放入水槽中沉底,當空盒A漂浮在水面上時,盒底浸入水中2cm深。整個實驗中,水槽里的水未溢出。(已知,取g=10N/kg)求:
(1)空盒A漂浮在水面上時,盒底部受到水的壓強大小;
(2)空盒A漂浮在水面上時所受浮力的大小;
(3)若小明把金屬塊B從水中撈起后放進盒A,并漂浮在水面上,問水槽里的水位與之前相比會上升還是下降?請算出水槽里水位變化的高度。
9. 如圖所示,重為的實心合金球被輕細線懸掛于彈簧測力計下端,并浸沒在水中處于靜止狀態,此時彈簧測力計的示數為。已知圖中盛水容器的底面積為。求:已知水的密度,取
(1)該合金球所受浮力的大小?
(2)該合金球的密度是多大?
(3)與球未放入水中時相比,合金球浸沒后水對容器底部的壓強增大多少?
10.如圖所示,一底面積為足夠高的輕質圓柱形容器裝入適量的水,將密度為的木塊放入水中漂浮時,水面深度為20cm,木塊浸入水中部分的體積為,則
(1)木塊在水中受到的浮力為多大?
(2)木塊的質量為多大?
(3)若將木塊浸入水中的這部分體積切去后,將剩余部分再投入水中,水對容器底部的壓強變化了多少?(與木塊未切時比較)
11.如圖所示,水平地面上放置一個底面積為0.03m2薄壁圓柱形容器,容器側面靠近底部有一控制出水的閥門K。邊長為0.1m的正方體木塊A體積的浸入水中,下方用細線TB系有重為3N的合金球B,B的體積是A體積的0.1倍。木塊A上方的懸線TA能承受的最大拉力為5N,此時懸線TA處于松弛狀態。(容器內的水足夠深,不計細線的體積和質量,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)木塊A受到的浮力大小;
(2)細線TB對合金球B的拉力大小;
(3)打開閥門K使水緩慢流出,當懸線TA斷裂的一瞬間關閉閥門K,此時木塊A排開水的體積為多少?
(4)若在懸線TA斷裂的一瞬間關閉閥門K同時剪斷細線TB,待木塊A再次靜止漂浮時,與懸線TA斷裂的瞬間相比,容器底受到水的壓強改變了多少?
12.如圖所示,水平地面上放有兩個完全相同的柱形容器,中間通過很細的導管相連,此時閥門K處于關閉狀態,容器底面積均為200cm 、高均為40cm。左側容器中盛滿水,且放有底面積為100cm 、高為30cm、密度為4.0×103kg/m3的圓柱體A,A已沉底但未與容器底緊密接觸。右側容器內懸吊有底面積為140cm2、高為20cm、重36N的圓柱體B,它的下表面到容器底部的距離為10cm。A和B通過質量可忽略的細繩分別懸吊在輕質杠桿MN的兩端,已知ON=2OM,杠桿MN始終保持水平平衡。求:
(1)物塊A受到的浮力大小;
(2)容器底部對物塊A的支持力大小;
(3)打開閥門,待液面靜止后,與閥門打開前相比,圓柱體A對容器底部壓強的變化量。
13.如圖所示,重為50N的正方體木塊A,在水中處于靜止狀態,此時繩子的拉力為30N,水深為50cm。g取10N/kg。要求:畫出受力分析圖。求:
(1)物體A所受浮力的大小。
(2)水對容器底的壓強。
(3)若繩子斷了,物塊最終露出水面的體積與總體積之比。
14.如圖所示,底面積為50cm2的大燒杯中裝有適量的水,杠桿CD可繞支點O在豎直平面內轉動,CO=3DO,鉤碼A的質量為100g,物體B的體積為750cm3,杠桿CD在水平位置平衡時,物體B有的體積露出水面;當在A的下方加掛1個相同的鉤碼時,物體B有的體積露出水面,杠桿CD仍在水平位置平衡,g取10N/kg,杠桿、懸掛物體的細繩的質量可忽略不計,求:
(1)物體B浸沒在水中受到浮力的大小;
(2)物體B的密度;
(3)掛兩個鉤碼與掛一個鉤碼相比,燒杯底部受到水的壓強減小了多少。
15.水平桌面上放置一輕質圓筒,筒內裝有米深的某液體,如圖所示.彈簧測力計懸掛底面積為、高為米的圓柱體,從液面逐漸浸入直到浸沒,彈簧測力計示數與圓柱體浸入液體深度的關系如圖所示.圓筒的厚度忽略不計,筒內液體沒有溢出,圓柱體不碰到筒底.
(1)若牛,牛,求圓柱體浸沒時所受浮力;筒內液體的密度.
(2)圓柱體未浸入時筒底受到的液體壓強.
(3)若輕質圓筒的底面積為,高度為筒內液體深度為,液體密度為,圓柱體底面積為、高為,求圓柱體浸沒時,通過計算說明液體對圓筒底部的壓強與圓筒對桌面的壓強的大小關系用字母表示.
16.
(1)如圖1是小亮同學用壓強計“探究影響液體內部壓強大小的因素”的實驗裝置。
①比較圖乙和圖丙,可以得出結論:同種液體,深度越深,液體的壓強越    (填“小”或“大”)。
②比較圖乙和圖丁,得出“液體密度越大,液體的壓強越大”的結論,你認為小亮的判斷是    (填“合理”或“不合理”)。
(2)小亮還通過如圖2的步驟進行了“浮力的大小可能與哪些因素有關”的實驗。
①對A、C、D三圖中的實驗現象和數據進行分析,得出下列結論:物體浸沒后,浮力的大小與深度    (填“有關”或“無關”)。
②分析D、E兩圖中的實驗現象和數據,可得出結論:物體受到的浮力大小還與液體的    有關。
③根據圖中的數據計算出物體的密度為    kg/m3,如考慮物體具有吸水性,則計算的結果比物體的真實密度偏    (填“小”或“大”)。
17.如圖所示是“探究影響浮力大小的因素”的實驗過程及數據。
(1)圖a中,彈簧測力計的示數為8N;圖b中,物體受到的浮力為   N;
(2)比較圖a、b、c中彈簧測力計的示數,可探究浮力的大小與   有關;
(3)圖c、d中,物體上、下表面受到液體的壓力差   (選填“相等”“圖c大”或“圖d大”);
(4)比較圖   中彈簧測力計的示數,可探究浮力的大小與液體的密度有關,若向d中加入一定量的鹽,并攪拌均勻,彈簧測力計的示數將   (選填“變大”“變小”或“不變”);
(5)比較圖a、c、d中彈簧測力計的示數,可探究浮力的大小與物體浸沒在液體中的   無關。
18.在進行“探究浮力的大小跟哪些因素有關”的實驗中,同學們提出如下猜想:
A.可能與物體浸沒在液體中的深度有關 B.可能與物體的密度有關
C.可能與液體的密度有關 D.可能與物體浸在液體中的體積有關
為了驗證上述猜想,小明選用了物塊甲和乙(甲和乙的體積相等但密度不同)、彈簧測力計、一杯水、一杯鹽水、細繩等器材,做了如圖所示的實驗。
(1)分析比較實驗①⑤,可以知道甲浸沒在水中時所受到的浮力是   N。
(2)小明認為分析比較實驗①③④,不可以驗證猜想A是錯誤的,原因是   。應分析比較實驗   ,才可以驗證猜想A是錯誤的。
(3)分析比較實驗①⑤與②⑥,可以驗證猜想   是錯誤的。
(4)分析比較實驗   ,可以驗證猜想D是正確的。
(5)分析比較實驗②⑥⑦可得:浸在液體中的物體所受浮力的大小與   有關。
(6)綜合以上分析,得出最后的實驗結論:浸在液體中的物體所受浮力的大小與   和   有關。
19.如下圖所示是“探究影響浮力大小的因素”的實驗過程及數據。
(1)圖A中,彈簧測力計的示數為8N;圖B中,物體受到的浮力為    N;
(2)比較圖A、B、C中彈簧測力計的示數,可探究浮力的大小與   有關;
(3)比較圖   中彈簧測力計的示數,可探究浮力的大小與液體的密度有關,并能計算出濃鹽水的密度是   kg/m3;(g=10N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
(4)比較圖、、中彈簧測力計的示數,可探究浮力的大小與物體浸沒在液體中的   無關。
20.小敏在“探究浮力的大小與哪些因素有關”的實驗中,用到如下器材:彈簧測力計,實心圓柱體銅塊,相同的圓柱形容器若干,水和密度未知的某種液體,細線等。
(1)分析圖A、B、C、D可知:浮力的大小與   有關。
(2)圖C中,銅塊下表面受到的壓力為   N。
(3)小敏用圖中的數據算出了液體的密度為   kg/m3;如果在實驗F中不小心使物體接觸到了容器底且與容器有力的作用,則此時計算出的液體密度值將   (選填“偏大”或“偏小”)。
(4)若圖E與圖F的液面相平,則圖   (選填“E”或“F”)中液體對容器底部的壓強較大。
(5)利用“等浮力”方法比較液體的密度:
①小明在兩個相同的燒杯中分別裝入c、d兩種等體積的不同液體,并將裝有石塊的小盒放在液體c中漂浮,此時杯內液面高度做標記1,如圖G;
②再將裝有石塊的小盒放在液體d中漂浮,此時杯內液面高度做標記2;
③若標記1的位置在標記2的下方,則pc   pd(選填“>”“<”或“=”)。
21.如圖為某小組同學“探究影響浮力大小因素”的實驗裝置及過程。
(1)分析實驗步驟    (填序號)可知,在同種液體中,物體所受浮力大小與物體浸沒在液體中的深度無關;步驟④中,若金屬塊上表面受到水向下的壓力為1N,則金屬塊下表面受到水向上的壓力為    N;
(2)分析實驗步驟①②③可知,在同種液體中,物體排開液體的體積越大,物體受到的浮力越   (選填“大”或“小”);
(3)根據圖中數據可計算出未知液體的密度為    kg/m3。小明提出若在計算過程中g取9.8N/kg會使測量結果更準確,而小敏認為無影響,你認為    。(選填“小明”或“小敏”)的說法正確。
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