物理北师大版八年级下册 第8章 五、学生实验:探究——影响浮力大小的因素 习题(带解析)
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第8章五、学生实验:探究——影响浮力大小的因素
一、单选题
1.如图,用弹簧测力计吊着实心正方体铁块,将铁块浸没在密度可改变的盐水中,盐水的密度始终小于铁块的密度。
下列表示铁块受到的浮力F1、弹簧测力计的示数F2随盐水密度ρ变化的关系图线中,可能正确的是()
A.
B.
C.
D.
2.将两个实心铜球和铝球分别浸没在水和盐水中(已知ρ铝<ρ铜,ρ水<ρ盐),它们所受浮力相等,则它们体积的大小关系为()
水
A.铝球大
B.相等
C.铜球大
D.无法确定
3.图为验证“阿基米德原理”实验,则下列式子成立的是()
A.F2-F1=F3+F4
B.F1+F2=F3-F4
C.F1-F2=F4-F3
D.F1+F3=F4-F2
4.如图弹簧测力计下悬挂一物体,当物体三分之一的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为5N,当物体二分之一的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为3N,现将物体从弹簧测力计上取下放入水中,则该物体静止时所受浮力
=1×103kg/m3,g=10N/kg)()
和该物体的密度分别为(ρ
水
A.9N,0.75×103kg/m3
B.9N,0.8×103kg/m3
C.8N,0.75×103kg/m3
D.8N,0.8×103kg/m3
5.潜水艇从水面上下潜到刚没入水面下的过程中,下列说法中正确的是()
A.浮力不变、重力不变
B.浮力变大、重力变大
C.浮力变大、重力不变
D.浮力变小、重力变小
6.小红用弹簧测力计、铁圆柱体、两个相同的大烧杯做“探究影响浮力大小的因素”的实验,其实验步骤和弹簧测力计示数如图所示。
下列说法正确的是()
A.铁圆柱体浸没在水中所受浮力大小为1N
B.由甲、乙、戊三图可探究浮力大小与液体密度的关系
C.由甲、乙、丁三图可知,物体浸入液体的深度越深,所受浮力越大
D.再增加一个体积和铁圆柱体相等的铜圆柱体,可探究浮力大小与物体质量的关系
7.下列关于浮力的有关说法中,正确的是()
A.只要液体的密度越大,物体所受的浮力就一定越大
B.浸入液体中的物体所受浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力
C.阿基米德原理只适合于液体,不适合于气体
D.只要物体的体积越大,物体所受的浮力就一定越大
8.如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景实验,甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N和2.5N.若盐水的密度为
1.2×103kg/m3,则下列结论正确的是()
A.实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5N
B.物体A的密度为3.2×103kg/m3
C.实验丁中,容器底部受到的压力等于0.3N
D.实验乙中,物体A受到的拉力为10N
二、填空题
1.如图,一只重为20N的天鹅在平静的水面上游动,它受到的浮力是
______N,它身体浸入水中的体积是______m3。
(g取10N/kg,水的密度是1.0×103kg/m3)
2.2019年中国自主建造的“雪龙2号”破冰船驶出江南造船厂进行海试,“雪龙2号”的排水量为14×104t,它满载时受到的浮力是______N,当它从黄浦江驶入大海时,排开液体的体积将______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
3.“钻石公主号”游轮因新冠肺炎进入公众视野,其排水量为116000吨,则其满载时受到的浮力为______N,“钻石公主号”从中国香港驶往日本横滨的过程中(途中未停靠),受到的浮力______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
停靠在日本横滨的“钻石公主号”邮轮上第一批新型冠状病毒检测呈阴性的乘客陆续下船后船底受到水的压强______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(g取10N/kg)
4.一个边长为0.1米的正方体漂浮在水中,下表面受到水向上的压强为490帕,则它下表面受到水向上的压力为______牛;正方体受到水的浮力为______牛。
若该正方体漂浮在酒精中(ρ酒精<ρ水),与水中相比,它排开酒精的质量将______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
5.在“验证阿基米德原理”的实验中,为了研究得出浮力的大小与物体排开液体的______的关系,应用______测出浸没在液体中的物体受到的浮力,利用______测出物体排开液体的体积,本实验中我们还应选择不同液体及不同的固体进行多次实验,这样做的目的是为了______。
6.一只苹果的质量为180g、体积为2×10-4m3,用手将其浸没在水中时,苹果受到的浮力为______N,松手后苹果将______,最终苹果受到的浮力为______N.(g取10N/kg)
7.在海面下3m深处有一只质最为50kg的小海豚悬浮在海水中,这只小海豚受到海水的压强为______Pa,受到的浮力为______N,它的体积为______m3.(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
三、实验探究题
1.“领悟”物理小组的同学通过实验探究“影响浮力大小的因素”。
(1)他们先通过实验体验浮力:用绳拴住一个木块后,把它逐渐拉入水中,感觉到用的力越来越大。
据此猜想浮力大小可能跟______有关。
(2)他们打算通过实验验证上述猜想是否正确,于是找来了分度值是0.2N、量程合适的弹簧测力计,足量的水(密度是1.0×103kg/m3),体积是80cm3的石块,细线。
①请帮助他们设计实验。
②对可能出现的现象及结论分析论证。
(3)他们又配制了浓盐水(密度是1.1×103kg/m3),结合(2)的器材继续探究“浮力跟液体密度的关系”。
但是他们没有成功,请说明原因。
四、计算题
1.有一正方体物块A,它的体积为V=0.4×10-3m3,用弹簧测力计测出此物块A的重力为G=10N,如图甲所示,然后将物块A浸没在水中,如图乙所示,g取10N/kg,求:
(1)物块A浸没在水中时受到的浮力的大小;
(2)物块A浸没在水中时弹簧测力计的示数。
三、综合题
1.如图甲,一边长为10cm的立方体A,A下表面中心处与长方体橡皮块B 上表面中心处用细线相连,A在上B在下一起放在长方体水箱底部的出水口正上方,B刚好能够堵住出水口,使水无法流出,在无水的情况下需要对B 施加4N竖直向上的力才能将B拔出,水箱足够高。
现向容器中缓慢加水,直到细线刚好被拉直时,水箱中水的深度h与加水质量m之间的函数关系如图乙所示。
忽略这一过程中细线的质量、体积及受到拉力时的形变,及A、
B受力时的形变,且B始终有一半体积堵在出水口中。
已知B下表面积为S B=20cm2,水箱底部的面积(含出水口)为S=200cm2,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。
求:
;
(1)加水360g时,水对水箱底部的压强p
水
(2)A、B间细线的长度L及塑料块A的重力G A;
(3)当塑料块A被浸没时,能否将B拔出,请通过计算说明。
第8章五、学生实验:探究——影响浮力大小的
因素
【答案】
1. D
2. A
3. C
4. A
5. B
6. D
7. B
8. C
【解析】
1.
解:AB、根据题意和图示可知,铁块排开盐水的体积不变,由F浮=ρ盐水gV排可知,当排开盐水的体积一定时,浮力与盐水密度成正比,因此F1与ρ的关系为正比例函数,故AB错误;
CD、由F浮=G-F2可知,F2=G-ρ盐水gV排,显然F2与ρ的关系为一次函数,故C错误,D正确。
故选:D。
根据F浮=ρ液gV排分析浮力与液体密度的关系;根据F浮=G-F2分析拉力与液体密度的关系。
本题考查阿基米德原理和称重法的应用,关键会灵活变形公式表示出力与密度的关系,从而确定图象的特点。
2.
解:由题意可知,实心铝球和铜球所受的浮力相等,
根据F浮=ρ液gV排知,盐水的密度大,排开盐水的体积小,
则铜球排开的盐水的体积小于实心铝球排开的水的体积,
因两个球都是浸没在液体中,
所以球的体积与其排开的液体的体积相等,则V铜<V铝,故A正确。
故选:A。
根据阿基米德原理的变形公式F浮=ρ液gV排进行比较两个球排开的液体的体积的关系,从而判定出球的体积关系。
本题考查阿基米德原理的应用,注意隐含条件:浸没在液体中时物体排开水的体积等于物体的体积。
3.
解:根据第一个和第二个图可知,石块受到的浮力:F浮=F1-F2;
根据第三个图和第四个图可知,排开水的重力:G排=F4-F3;
根据阿基米德原理可知,F浮=G排,因此F1-F2=F4-F3。
故选:C。
阿基米德原理的内容是物体受到的浮力等于排开液体的重力,据此进行分析。
本题考查阿基米德原理的内容,关键明确F浮=G排。
4.
解:(1)当物体1/3的体积浸入水中时,则排开水的体积为:V排=1/3V,弹簧测力计示数为5N,
根据称重法可知:F浮=G-F,
即:ρ水gV排=G-F,
所以,ρ水g×1/3V=G-5N--------------①;
当物体1/2的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为3N,同理有:
ρ水g×1/2V=G-3N-----------------②;
由①-②得:ρ水gV=12N---------③,
将③代入①得:
G=ρ水g×1/3V+5N=1/3×12N+5N=9N;
由③知,物体浸没受到的浮力为12N>9N,由物体的浮沉条件,将物体从弹簧测力计上取下放入水中,则该物体静止时处于漂浮状态,由漂浮的特点,物体所受浮力是:F=G=9N;
(2)由③得物体的体积:
V=12V/ρ水g;
该物体的密度为:
ρ=0.75×103kg/m3。
故选:A。
(1)由已知条件,根据称重法测浮力及阿基米德原理列方程求出物体浸没时受到的浮力和物体的重力,根据物体的浮沉条件确定将物体从弹簧测力计上取下放入水中静止时处的状态,根据漂浮的特点得出物体所受浮力大小;
(2)求出物体的体积,根据G=mg=ρVg求出物体的密度。
本题考查称重法测浮力、阿基米德原理、漂浮的特点和密度公式的运用,综合性较强。
5.
解:潜水艇浮在水面上时,处于平衡状态,浮力等于重力,潜水艇潜入水中时,排开水的体积增大,由F浮=ρ水gV排可知,其受到的浮力会增大,由此可知潜水艇从水面上漂浮到刚潜入水面下的过程中,需要增大自身的重力,使重力大于浮力,才能向下潜,所以,潜水艇从水面上漂浮到刚潜入水面下的过程中,重力和浮力都变大,故B 正确,ACD错误。
故选:B。
潜水艇是通过改变重力来改变浮沉的,根据F浮=ρ水gV排可知浮力的变化。
本题目主要考查了潜水艇原理,学生需将基础知识掌握牢固,然后根据浮沉条件、阿基米德原理进行判断。
6.
解:
A、由称重法测浮力可得,铁圆柱体浸没在水中所受浮力大小为:F浮=G-F=5N-1N=4N,故A错误;
B、探究浮力大小与液体密度的关系,要控制排开液体的体积相同,而乙、戊中排开液体的体积不同,故B错误;
C、由阿基米德原理可知,物体受到的浮力大小只与液体的密度、排开液体的体积有关,与物体浸入液体的深度无关,故C错误;
D、探究浮力大小与物体质量的关系,要控制液体的密度、排开液体的体积不变,只改变物体的质量,故增加一个体积和铁圆柱体相等的铜圆柱体(根据m=ρV可知质量不同),可探究浮力大小与物体质量的关系,故D正确。
故选:D。
(1)由称重法测浮力求出铁圆柱体浸没在水中所受浮力大小;
(2)物体受到的浮力大小与液体的密度、排开液体的体积有关,研究浮力大小与其中一个因素的关系时,要控制另一个因素不变;
(3)物体受到的浮力大小与液体的密度、排开液体的体积有关,与物体浸入液体的
深度无关;
(4)探究浮力大小与物体质量的关系,要控制液体的密度、排开液体的体积不变,只改变物体的质量,据此分析。
本题探究影响浮力大小因素的实验题目,考查了称重法测浮力、控制变量法的应用以及数据分析能力,属于基础题目。
7.
解:A、液体的密度大,如果物体排开液体的体积小,受到液体的浮力不一定大,故A 错误;
B、由阿基米德原理可知,浸入液体中的物体所受浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力,故B正确;
C、阿基米德原理不仅适合于液体,也适合于气体,故C错误。
D、根据阿基米德原理,物体所受浮力的大小跟物体浸入液体后排开的液体的多少和液体的密度有关,跟物体的体积是无关的,故D错误。
故选:B。
由阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排可知,物体浸在液体中受到的浮力与液体的密度和排开液体的体积有关,而与物体的密度、物体的体积、物体的形状无关,据此分析
解决此类浮力变化的问题时,一定要看一看ρ液和V排这两个方面的变化情况,同时考虑。
8.
解:
(1)实验甲、丙中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N,
由F浮=G-F拉可得,
F浮=ρ盐水gV排,
物体A全部浸没,所以V排等于V物,则:
ρ盐水gV排=G-F拉,
V排=V物=(G-F拉)/ρ盐水gV排,
将ρ盐水=1.2×103kg/m3、G=4N、F拉=2.8N代入上式可得:V排=V物=1×10-4m3,
物体A的质量m=0.4kg,
物体A的密度ρ=4×103kg/m3,故B错误;
(2)物体A在水中受到的浮力,
F浮水=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=1N,
在乙中物体A受到的拉力:F=G-F浮水=4N-1N=3N,故D错误;
在实验丙中,弹簧测力计的示数:F丙拉=2.8N,在乙中物体A受到的拉力:F=3N,
弹簧测力计的示数比乙中小:3N-2.8N=0.2N,故A错误;
(3)由甲、丙,F浮盐水=G-F丙拉=4N-2.8N=1.2N,根据实验丁中物体A对烧杯底部的压力等于支持力,F支=G-F浮-F丁拉=4N-1.2N-2.5N=0.3N,容器底部也受到盐水对它的压力,故压力等于0.3N,故C正确。
故选:C。
(1)根据实验控制的变量与实验现象得出实验结论,然后分析答题。
根据阿基米德原理和弹簧测力计的示数,利用F浮=G-F拉列出方程可求得物体A的体积,然后可求得其密度;
(2)先求出在水中受到的浮力,再根据F浮=G-F拉可得A在乙中的拉力;
(3)A在乙中的拉力与丙中比较可得结论;
(4)根据实验丁中物体A对烧杯底部的压力等于支持力,物体A受到的拉力F=G-F浮-F拉。
本题考查了实验现象分析,应用控制变量法分析图示实验即可正确解题,同时考查了浮力的计算及阿基米德原理的应用,在熟练掌握公式的同时,要能够熟练变形应用。
【填空题答案】
1. 20 2×10-3
2. 1.4×109变小
3. 1.16×109不变变小
4. 4.9 4.9 不变
5. 重力弹簧测力计量筒寻找普遍规律
6. 2 上浮 1.8
7. 3×104 500 0.05
【解析】
1.
解:因天鹅在平静的水面上游动时处于漂浮状态,
所以,天鹅受到的浮力F浮=G=20N,
由F浮=ρ液gV排可得,天鹅身体浸入水中的体积:
V排=2×10-3m3。
故答案为:20;2×10-3。
天鹅在平静的水面上游动时处于漂浮状态,受到的浮力和自身的重力相等,根据F浮=ρ液gV排求出天鹅身体浸入水中的体积。
本题考查了物体浮沉条件和阿基米德原理的应用,是一道基础题目。
2.
解:(1)“雪龙2号”满载时受到的浮力:F浮=G排=m排
g=14×104×103kg×10N/kg=1.4×109N;
(2)当它从黄浦江驶入大海后,始终处于漂浮状态,因船自身的重力不变,所以,船受到的浮力不变;
因海水的密度大于河水的密度,所以,由F浮=ρgV排可知,排开液体的体积变小。
故答案为:1.4×109;变小。
(1)知道船满载排水量(排开水的质量),利用阿基米德原理求船满载时所受浮力。
(2)当它从黄浦江驶入大海后,始终处于漂浮状态,受到的浮力都等于它受到的重力(自身重不变),得出了浮力的大小关系,知道江水和海水的密度关系,根据阿基米德原理分析排开江水和海水体积的大小关系,从而得出答案。
本题考查了阿基米德原理和物体浮沉条件的应用,要注意海水的密度大于河水的密度。
3.
解:(1)满载时排开水的重力:
G排=m排g=116000×103kg×10N/kg=1.16×109N,
由阿基米德原理可得,受到的浮力:
F浮=G排=1.16×109N;
(2)“钻石公主号”从中国香港驶往日本横滨的过程中(途中未停靠),始终处于漂浮状态,浮力等于重力,游轮重力不变,故受到的浮力不变;
(3)当第一批新型冠状病毒检测呈阴性的乘客陆续下船后,邮轮的总重减小,所以浮力变小,
因为邮轮的浮力减小,由F浮=ρg V排可知,排开水的体积减小,轮船上浮,船底所处的深度减小,
由p=ρgh可知,当深度减小时,压强也变小。
故答案为:1.16×109;不变;变小。
(1)知道满载时的排水量,根据G=mg求出排开水的重力,根据阿基米德原理可知受到的浮力。
(2)物体漂浮时浮力等于重力;
(3)当部分游客下船后,游船仍漂浮,根据物体浮沉条件可知受到浮力的变化,根据F浮=ρgV排可知排开水体积的变化,进一步判断船底所处深度的变化,根据p=ρgh 可知,船底受到水的压强变化。
本题考查漂浮时浮力等于重力、液体压强特点,难度不大。
4.
解:(1)由p=F/S可得,正方体下表面受到水向上的压力:
F向上=pS=490Pa×(0.1m)2=4.9N;
因物体漂浮,
所以,正方体上表面受到水向下的压力为0N,
则正方体受到水的浮力:
F浮=F向上-F向下=4.9N-0N=4.9N;
(2)因该正方体在水和酒精中均漂浮,
所以,正方体在水和酒精中受到的浮力均等于正方体的重力,即受到的浮力相等,
由阿基米德原理F浮=G排=m排g可知,正方体排开水和酒精的质量相等。
故答案为:4.9;4.9;不变。
(1)知道正方体的边长可求底面积,又知道正方体下表面受到水向上的压强,根据F=pS求出正方体下表面受到水向上的压力,正方体漂浮时上表面受到水向下的压力为0N,根据浮力产生的原因F浮=F向上-F向下求出正方体受到水的浮力;
(2)该正方体在水和酒精中均漂浮,受到的浮力均等于正方体的重力,根据阿基米德原理F浮=G排=m排g得出正方体排开水和酒精的质量关系。
本题考查了压强定义式和浮力产生的原因、物体浮沉条件、阿基米德原理的应用,是一道较为简单的应用题。
5.
解:
(1)根据称重法可知,物体受到的浮力等于物体的重力减去浸在水中时弹簧测力计的示数,即F浮=G-F示;所以,利用弹簧测力计可测出浸没在液体中的物体受到的浮力;
用量筒测量物体排开液体的体积V排;根据ρ=m/V求得物体排开液体的质量,利用
G=mg求出物体排开液体受到的重力;
然后比较两者是否相等得出结论,从而验证阿基米德原理。
(2)实验分为探究性实验和测量型实验,测量型实验的目的是取平均值减小误差,而此实验是探究性实验,多次测量的目的是寻找普遍规律。
故答案为:重力;弹簧测力计;量筒;寻找普遍规律。
(1)研究浸没在液体中的物体受到的浮力与它排开的液体所受重力之间的关系时:利用称重法测量金属块受到的浮力,利用排水法得出金属块排开水的体积,再根据密度公式和重力公式求出排开水的重,通过比较得出结论。
(2)测量型实验中进行多次测量的目的是取平均值减小误差,探究性实验中进行多次测量的目的是寻找普遍规律。
本题考查了学生对称重法测浮力、排水法测体积以及密度公式和重力公式的了解与掌握,考查学生的设计实验能力,知道实验的原理和方法是解决本题的关键。
6.
解:
当苹果浸没在水中时,排开水的体积就等于苹果的体积,
即V排=V物=2×10-4m3,
此时苹果受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1000kg/m3×10N/kg×2×10-4m3=2N;
m=180g=0.18kg,
苹果受到的重力:
G=mg=0.18kg×10N/kg=1.8N;
因为G<F浮,
所以松手后苹果会上浮;
当苹果静止时,漂浮,受到的浮力F浮′=G=1.8N。
故答案为:2;上浮;1.8。
当苹果浸没在水中时,此时排开水的体积就等于苹果的体积,利用阿基米德原理计算此时苹果受到的浮力;
知道苹果的质量,利用公式G=mg计算苹果受到的重力;
浮力与重力进行比较,重力大于浮力就下沉,重力等于浮力就悬浮,重力大于浮力就上浮;
最后根据苹果所处的状态求出静止时受到的浮力。
本题考查了浮力和重力的计算、物体的浮沉条件,关键是对公式及公式变形的理解和应用,利用好隐含条件物体浸没水中时V排=V。
7.
解:
(1)小海豚受到海水的压强:
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa;
(2)已知海豚悬浮在海水中,则海豚受到的浮力:
F浮=G=mg=50kg×10N/kg=500N,
由F浮=ρ海水V排g得排开海水的体积:
V排=0.05m3。
故答案为:3×104;500;0.05。
(1)已知海豚所在的深度,利用p=ρgh可求得受到海水的压强;
(2)知道海豚悬浮在海水中,利用悬浮条件求出海豚受到的浮力;再利用F浮=ρ海水V排g求排开海水的体积。
本题考查了液体压强公式、浮沉条件和阿基米德原理的应用,是一道较简单的应用题
第8章五、学生实验:探究——影响浮力大小的
因素
【答案】
1. 排开液体的体积
1. 解:(1)物块A浸没在水中时排开水的体积:
V排=V=0.4×10-3m3,
则物块A浸没在水中时受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4×10-3m3=4N;
(2)由F浮=G-F示可得,物块A浸没在水中时弹簧测力计的示数:
F示=G-F浮=10N-4N=6N。
答:(1)物块A浸没在水中时受到的浮力为4N;
(2)物块A浸没在水中时弹簧测力计的示数为6N。
1. 解:(1)由右图知当加水360g时,物体B恰好完全浸没,液面如图1所示:
水的重力:G1=m1g=0.36kg×10N/kg=3.6N,
水对容器底的压力等于水的重力:F=G1=3.6N
此时水的受力面积为S1=200cm3-20cm3=180cm3,
水对水箱底部的压强p水=200Pa;
此时水的高度为h水1=0.02m=2cm,
此时水的高度就是B的高度,即h B=2cm;
(2)由右图知,当加水为760g时物体A部分浸没,此时物体A将要被浮起,浮力等于重力,液面如图2中的2所示:
液面1、2间水的质量为760g-360g=400g=0.4kg
由ρ=m/V可得,液面1、2间水的体积为V=4×10-4m3;
液面1、2间水的深度为:△h=0.04m=4cm,
物体A排开水的体积:V排=0.1m×0.1m×0.04m=4×10-4m3,
物体A受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10-4m3=4N,
因为物体A将要被浮起,浮力等于重力,即G A=F浮=4N,
由图知细线刚好拉时,此时水的深度根据右图知为16cm,
故线的长度等于水的最大深度减去A和B的高度,即L=16cm-2cm-4cm=10cm;
(3)因为B下表面没有水,所以B不受水的浮力,
假设塑料块A刚好被浸没时,水恰能从排水口流出,对A、B做受力分析、
因为A浸没:V排=V A=1000cm3=10-3m3
所以A浸没时受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N
所以F拉=F浮-G A=10N-4N=6N>4N,所以能将B拔出。
答:(1)加水360g时,水对水箱底部的压强p水为200Pa;
(2)细线的长度L为10cm,塑科块A的重力G A为4N;
(3)塑料块A刚好被浸没时,能将B拔出。
【解析】
1.
解:(1)由“把木块逐渐拉入水中,感觉到用的力越来越大”知随着物体浸没在水中的体积越大,浮力越大,说明浮力大小可能跟排开液体的体积有关;
(2)①为了验证浮力大小与排开液体体积的关系,需要控制液体的密度相同,改变排开液体的体积,故可以将80cm3的石块挂在弹簧测力计下,让小石块浸入一少部分、一大部分以及全部浸没,分别读出弹簧测力计的示数;
②若弹簧测力计的示数相等,说明浮力与排开液体的体积无关;若弹簧测力计的示数不相等,说明浮力与排开液体的体积有关;
(3)体积是80cm3的石块浸没在水中的浮力:F浮水=ρ水gV排=ρ水gV石
=1.0×103kg/m3×10N/kg×80×10-6m3=0.8N,
体积是80cm3的石块浸没在盐水中的浮力:F浮盐水=ρ盐水gV排=ρ盐水gV石
=1.1×103kg/m3×10N/kg×80×10-6m3=0.88N,
两次浮力之差为:△F浮=F浮盐水-F浮水=0.88N-0.8N=0.08N<0.2N,即浮力之差小于弹簧测力计分度值,小石块浸没在水中和盐水中,弹簧测力计示数变化很小,无法继续探究“浮力跟液体密度的关系”。
故答案为:(1)排开液体的体积;(2)①将80cm3的石块挂在弹簧测力计下,让小石块浸入一少部分、一大部分以及全部浸没,分别读出弹簧测力计的示数;②若弹簧测力计的示数相等,说明浮力与排开液体的体积无关;若弹簧测力计的示数不相等,说明浮力与排开液体的体积有关;(3)小石块浸没在水中和盐水中的浮力之差小于弹簧测力计分度值,小石块浸没在水中和盐水中,弹簧测力计示数变化很小。
(1)根据题中所给的信息判断浮力的变化情况,分析浮力大小可能与什么因素有关;
(2)根据控制变量法设计实验;
(3)根据阿基米德原理求出石块在水中和盐水中受到的浮力,浮力之差小于弹簧测力计的分度值。
考查浮力大小的影响因素有关以及阿基米德原理的应用,其中(2)的实验设计是本题的难点。
1.
(1)物块A浸没在水中时排开水的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排求出物块A浸没在水中受到的浮力;
(2)知道物体A的重力和浸没时受到的浮力,根据F浮=G-F示求出物块A浸没在水中时弹簧测力计的示数。
本题考查了阿基米德原理和称重法求浮力,要注意物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等。
1.
(1)根据右图判断出当加水360g时,物体B恰好完全浸没,此时水的重力等于水对
容器底的压力,根据左图判断出水的受力面积,根据压强公式算出物体水对水箱底部的压强p水和此时水的深度,也就是B的高度。
(2)由右图知,当加水为760g时物体A部分浸没,此时物体A将要被浮起,浮力等于重力,算出此时水与第一次水相差的质量(760g-360g)、根据密度公式算出相差水的体积,根据V=Sh算出此时水升高的高度和排开水的体积,根据F浮=ρ水gV排算出物体A的浮力,根据浮沉条件算出A的重力;
由右图判断出细绳刚好伸直时的深度,用总深度减去A进入水中的深度和B高度就是细线的长度L;
(3)假设塑料块A刚好被浸没时,水恰能从排水口流出,此时的浮力等于物体A受到的浮力,所以F拉=F浮-G A,并与4N的力比较可知能否将B拔出。
本题考查了重力、压强、浮力的计算以及受力分析,读懂右边图象是解题的关键,是一道难题。