精品试卷沪科版八年级物理第九章 浮力专题练习练习题(精选)
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沪科版八年级物理第九章浮力专题练习
考试时间:90分钟;命题人:物理教研组
考生注意:
1、本卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间90分钟
2、答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置,如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带,不按以上要求作答的答案无效。
第I卷(选择题 30分)
一、单选题(10小题,每小题3分,共计30分)
1、如图所示,装有石块的小船浮在水面上时所受浮力为10N,当把石块投入水中后,石块所受浮力为2N,池底对石块的支持力为3N,下列判断中不正确的是()
A.空船所受浮力为5N
B.石块所受重力等于5N
C.石块的密度是2.5×103kg/m3
D.船排开水的体积减小了8×10﹣4m3
2、如图所示,三个完全相同的玻璃缸,缸①装满了水,缸②装满了水且水面上漂浮着一只小鸭子,缸③装满了酒精且液面上漂浮着一只大鸭子(大、小鸭子的密度相同)。
若将三个玻璃缸分别放到台秤上称量,则台秤的示数大小情况是()
A.①比②大B.②比①大C.③最小D.①②③一样大
3、两个体积相等的木球和铁球,用细线系住后放入水中时将能悬浮在水中,如图,则木球和铁球所受到的水的压强和水的浮力的大小情况,下列说法正确的是()
A.浮力相同,压强相同
B.浮力木球大,压强相同
C.浮力铁球大,压强铁球小
D.浮力相同,压强铁球大
4、小晴在清洗苹果和梨子时,发现苹果漂浮在水面,而梨子却沉到水底。
对此,她做出了如下推断,其中正确的是()
A.梨子所受的浮力一定比梨子所受的重力大
B.梨子所受的浮力一定比梨子所受的重力小
C.苹果所受的浮力一定比苹果所受的重力大
D.苹果所受的浮力一定比苹果所受的重力小
5、在“自制密度计”的综合实践活动中,小清按照教材的要求制作了简易密度计,取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口(如图所示)。
为了给密度计标上刻度,他进行了如下操作:①将其放入水中,竖立静止后,在密度计上与水面相平处标上1.0g/cm3;②将其放入密度为0.9g/cm3的植物油中,用同样的方法在密度计上标上0.9g/cm3.则下列说法中正确的是()
A.在下端塞入适量金属丝是为了增大在测量时密度计受到的浮力,使读数更方便
B.若要A或B位置标示刻度0.9,则应该标示在A位置
C.若刻度A、B和刻度1.0都相差0.1g/cm3,则A、B距刻度1.0是等距的
D.若该密度计测某两种液体密度,液面正好在A、B位置,则密度计处于A刻度的那种液体中时受到的浮力大
6、关于浮沉条件的应用,下列说法中正确的是()
A.潜水艇上浮过程中受到的浮力总是变大的
B.密度计上的刻度示数从下到上是逐渐变大的
C.气象用探测气球里所充气体的密度小于空气的密度
D.密度计漂浮在不同的液体中所受到的浮力大小与液体的密度有关
7、如图所示,自制浮力秤是由轻质塑料桶和配重组成,其中P、Q为自制浮力秤上的两根刻度线,其中一根是空浮在水中时液面重合,另一根是装入1N的钩码时的刻度线,现在自制浮力秤中放入某物体,此时浮力秤静止于水中的液面到Q、P的距离相等。
下列分析不正确的是()
A.加入配重的目的是增加浮力秤的稳定性
B.该浮力秤静止在水中时浮力与重力相等
C.Q点是装入1N钩码时的刻度线
D.用直径更大的秤体,可以使PQ间距变大,提高精度
8、两个相同的量筒内装有不同的液体甲、乙,将同一支密度计分别放入两液体中,静止后液面相平,如图所示,下列说法正确的是()
A.甲液体的密度比乙液体的密度小
B.密度计在乙液体中所受的浮力较大
C.密度计排开甲液体的质量大于乙液体的质量
D.甲液体对容器底部的压力大
9、如图所示、装有水的容器静止放在水平桌面上。
正方体物块M悬浮在水中,其上表面与水面平行,水对物体M竖直向下的压力1F,竖直向上的压力为2F。
则下列说法中正确的是()
A.1F大于2F
B.1F与2F的合力方向竖直向下
C.1F与2F合力大小等于物体M受到的重力大小
D.物体M受到水的作用力的合力大小等于零
10、一弹簧秤下挂一物体,将物体从盛有水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,直到物体的底部
刚刚与烧杯底部接触为止。
如图是整个过程中弹簧秤的示数F随物体下降高度h变化的图线。
下列选项说法正确的是()
A.3~7cm时物体浸没在水中
B.3~7cm时物体受到的浮力在减小
C.7~9cm时物体受到的浮力是8N
D.7~9cm时物体受到的重力是4N
第Ⅱ卷(非选择题 70分)
二、填空题(5小题,每小题2分,共计10分)
1、我国科技近年来飞速发展,C919国产大客机采用铝锂合金来减轻机身重力,这是应用了_______知识。
辽宁号航母满载时的质量约为6.5万吨,能平稳浮在海面上,这主要应用了_______原理。
奋斗者号潜水器能下潜至深海而不被压扁,是因为它的外壳能承受海水产生的巨大_______。
2、图中用手将空的饮料罐缓慢按入水中,在饮料罐浸没之前,越往下按,需要用的力越________,说明饮料罐受到的浮力越_________,这个实验现象告诉我们,浮力的大小跟物体排开液体的
________有关。
3、“彩球温度计”是一种现代居家饰品,其结构模型如图所示。
该“彩球温度计“是由体积相同(保持恒定)、质量不同的小球和密度随温度的升高而减小的液体组成。
(1)当环境温度升高时,浸没在液体中的小球受到的浮力将_______。
(2)在某一环境温度下,四个小球处于如图位置,此时的环境温度大致范围为_______℃,此时B小球受到的浮力与D小球受到的浮力的大小关系为_______。
4、水平地面上放了一个底面积为400cm2的薄壁圆柱形容器,正方体物块A的重为6N、边长为
10cm,用一根细线与容器底部相连并浸没于水中,此时水深为30cm。
则此时水对容器底部的压强为___________Pa,剪断细线,待A静止后水对容器底的压强为___________Pa。
5、一体积为80cm3的物块轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有76g水溢出,则此物块在水中的状态是______(填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”),且此物体的密度为______kg/m3;若将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,则此物块在酒精中的状态是______(填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”),静止后会有______g酒精溢出,已知酒精的密度是0.8×103kg/m3。
三、计算题(5小题,每小题8分,共计40分)
1、有一个用超薄超硬度材料制成的圆柱形容器,下端封闭上端开口,底面积S=250cm2,高度
h=10cm,如图甲所示:另有一个实心匀质圆柱体物块,密度ρ=0.8×103kg/m3,底面积S1=150cm2,高度与容器高度相同,如图乙所示。
(已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,且g取10N/kg计算)
(1)现将圆柱体物块竖直放置容器内,则物块对容器底部的压强是多大?
(2)再向容器内缓慢注入水,圆柱体物块不会倾斜,当圆柱体对容器底的压力刚好为零时,试计算注入水的深度?
(3)在第(2)问叙述的情景中,水对容器底部的压强是多大?
2、将物重为4.9N的木块放进水里,木块漂浮且有一半体积露出水面:
(1)求木块的体积;
(2)若在木块上再放一个铁块,恰好使木块完全没入水中,而铁块刚好在水面上,求铁块的重力。
3、如图所示,底面积为0.02m2、重为10N的薄壁柱形容器,放在水平桌面上,把体积为1×10-3m3、密度为3.0×103kg/m3的实心正方体A(不吸水)用质量不计的细线悬挂固定在容器正上方静止时,
正方体A有3
5
的体积浸入水中,此时容器内水深0.12m。
求:(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)水对容器底部的压强;
(2)正方体A受到的浮力大小;
(3)解开细线,将正方体A缓缓放入水中,待正方体A静止后(容器中的水未溢出),容器对桌面的压强。
4、一容器装满某种液体后的总质量为540g,放入一块质量为135g的金属块后溢出50cm3液体,这时总质量是635g。
求:
①溢出液体的质量?
②金属块的密度是多少kg/m3?
5、如图所示,水平桌面上放着装有一定量水的圆柱形薄壁容器,其底面积为5.0×10-3m2,现将一体
积为50cm3的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,浸入水中的体积为40cm3(如图甲所示),求:
(1)物块受到的浮力?
(2)物块的质量?
(3)如图乙所示,用力F缓慢向下压物块,使其恰好完全浸没在水中(水未溢出),此时水对容器底的压强比物块被下压前增加了多少Pa?压力F为多少N?
四、实验探究(2小题,每小题10分,共计20分)
1、如图所示,在“验证阿基米德原理”的实验中,用________测量浮力的大小,浮力大小为
__________(用图中字母表示),为了实现实验目的,需要将所测的_________与________进行比较。
2、某同学在“探究浮力大小与液体的密度是否有关”实验中,他猜想浮力大小与液体的密度、物体排开液体的体积有关。
提供的器材有:弹簧测力计、铁块各一个,相同规格的烧杯足量,汽油、酒精、植物油、水、稀盐水、浓盐水适量(液体密度依次变大)。
(1)请画出记录实验信息的表格。
表中要有必要的信息______。
(2)如果某同学实验中收集到的信息是:铁块在密度大的液体中时弹簧测力计示数小,那么该同学的探究结论是:_______。
(3)若铁块浸在液体中时,铁块的底部不小心碰到烧杯的底部,测得的浮力______(填“偏大”、“偏小”或“准确”)。
-参考答案-
一、单选题
1、D
【详解】
B.把石块投入水中后,石块下沉至池底静止,石块受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力与支持力而平衡,故石块的重力为
G石=F浮+F支=2N+3N=5N
故B正确,不符合题意;
C.根据F浮=ρ水V排g知石块的体积为
V石=V排=
F
g
ρ
浮
水
=
33
2N
1.010kg/m10N/kg
⨯⨯
=2×10﹣4m3
根据
G=mg=ρVg 可得石块的密度
ρ石=G
V g
石
石
=
-43
5N
210m10N/kg
⨯⨯
=2.5×103kg/m3
故C正确,不符合题意;
A.因为船漂浮在水面上,且石块在船上,二者受到水的浮力
F浮1=G船+G石
所以空船的重力为
G船=F浮1﹣G石=10N﹣5N=5N
空船在水中处于漂浮状态,空船的浮力等于空船的重力,所以为空船所受浮力为
F浮船=G船=5N
故A正确,不符合题意;
D.根据F浮=ρ水V排g知石块在船上时,排开水的体积为
V排=F
g
ρ
浮1
水
=
33
10N
1.010kg/m10N/kg
⨯⨯
=1×10﹣3m3
空船在水中船排开水的体积
V排′=G
g
ρ
船
水
=
33
5N
1.010kg/m10N/kg
⨯⨯
=5×10﹣4m3
船排开水的体积减小了
ΔV=V排﹣V'排=10-3m3﹣5×10-4m3=5×10-4m3
故D错误,符合题意。
故选D。
2、C
【详解】
AB.缸①装满了水,放到台秤上称量时,台秤受到的压力大小等于水和缸的总重力,
缸②中,因为鸭子漂浮,所以由漂浮条件和阿基米德原理可得
F浮=G排=G鸭
即:放入鸭子后排开水的重力等于鸭子的重力,所以缸①和②的总重相同,则放到台秤上称量时,①和②的台秤示数相等,故AB不符合题意;
CD.由于缸③装满了酒精且漂浮着一只大鸭子,由漂浮条件和阿基米德原理可得
F浮'=G排'=G鸭'
所以缸③中酒精和大鸭子的总重与只装满酒精时酒精的重力相同;由于三个玻璃缸完全相同,酒精的密度小于水的密度,则根据
G =mg =ρgV
可知,只装满酒精时酒精的重力小于只装满水时水的重力;所以,缸③中缸、酒精和大鸭子的总重最小,放到台秤上称量时,③的台秤示数最小,故C 符合题意,D 不符合题意。
故选C 。
3、D 【详解】
两球虽然质量不同,但由于体积相同且浸没在水中,故排开水的体积相同;由阿基米德原理可知,两球所受浮力相同;木球和铁球悬浮在水中,液体密度相同,由图可知
h 铁>h 木
根据p =ρgh 可知,铁球受到水的压强大于木球受到水的压强。
故选D 。
4、B 【详解】
因为梨子在水中下沉到水底,由物体的浮沉条件可知,梨子受到的浮力小于自重;而苹果漂浮在水面上,由物体的浮沉条件可知,苹果受到的浮力等于自重,故ACD 错误,B 正确。
故选B 。
5、B 【详解】
A .为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中,吸管下端塞入一些金属丝作为配重,这样做目的是为了降低重心,让密度计竖直漂浮在液体中,故A 错误;
B .密度计放入水中或放入植物油时都漂浮,所受浮力等于密度计的重力,即
F V g
G ρ==浮液排
因为植物油的密度小于水的密度,浸在水中、植物油中时
V V 排水排油<
所以密度计放在植物油中,液面的位置在水密度值刻度线的上方,即刻度0.9应该在A 点,故B 正确;
C .由V Sh = ,F V g G ρ==浮液排可得
gV gSh G mg ρρ===浸液液排
变形得:m
h S ρ=浸液,A 点的深度为0.9A m h S =,B 点的深度为 1.1B m
h S =,刻度为1.0的深度为
m
h S
=
水,则 A 点到1.0刻度的间距为 Δ0.99A m m m
h S S S
=
-= B 点到1.0刻度的间距为
Δ 1.111B m m m h S S S
=
-= Δh A >Δh B ,故C 错误;
D .密度计竖直的漂浮在液体中,根据漂浮条件可知;吸管所受浮力与重力相等,重力不改变,则浮力也不变,故D 错误。
故选B 。
6、C 【详解】
A .潜水艇在水中时排开水的体积等于自身的体积且不变,由F gV ρ浮液排= 可知,水的密度不变时,潜水艇上浮过程中受到的浮力不变,故A 错误;
B .密度计是漂浮在液体中,所受浮力等于本身的重力不变,如果液体的密度越大,则密度计浸入液体中的体积越小,即越往上浮,所以密度计的刻度是越往下值越大,故B 错误;
C .热气球是利用在空气中的浮力来工作的,当气体的密度小于空气的密度时,浮力大于重力,才可以升空,故C 正确;
D .密度计是漂浮在液体中,所受浮力等于本身的重力不变,与液体密度无关,故D 错误。
故选C 。
7、D 【详解】
A .加入配重的目的是降低重心,增加浮力秤的稳定性,故A 正确,不符合题意;
B .密度计的原理是利用了物体漂浮在液面时,浮力等于重力,故B 正确,不符合题意;
C .根据浮力秤漂浮时浮力等于重力知当装入1N 钩码时重力增大,浮力也增大,根据F gV ρ=浮液排知排开液体的体积增大,浮力秤浸入体积更大,浸入深度更大,所以Q 点是装入1N 钩码时的刻度线,故C 正确,不符合题意;
D .根据题意可得
12V V V S h ∆⋅∆排排=-=
在∆V 一定时,要使h ∆变大,应减小S 即可,即用直径更小的秤体,可以使PQ 间距变大,提高精度,故D 错误,符合题意。
选D 。
8、D 【详解】
AB .因为密度计漂浮,密度计受到的浮力等于重力,所以密度计在两种液体中受到的浮力都大小相等。
由图知,密度计甲排开液体的体积小于乙排开液体的体积,根据阿基米德原理F 浮=ρ液gV 排,甲液体的密度大于乙液体的密度,故AB 错误;
C .密度计在两种液体中受到的浮力都大小相等,即在两种液体中排开液体的重力相等,故密度计排开甲液体的质量等于乙液体的质量,故C 错误;
D .甲的密度较大,由p gh ρ=,甲液体对容器底的压强大,根据压强公式有
F =pS
所以甲液体对容器底的压力大,故D 正确。
故选D 。
9、C 【详解】
A .由题意可知,物体M 上表面的深度小于下表面的深度,由p gh ρ=可知,下表面受到的压强大于上表面受到的压强,由F pS =可知,水对物体M 竖直向下的压力为F 1小于竖直向上的压力为F 2,故A 错误;
B .21F F > ,2F 竖直向上,F 1竖直向下,F 1与F 2的合力方向竖直向上,故B 错误;
C .物体受到了重力、上表面的压力和下表面的压力,在这三个力的作用下处于平衡状态,F 1与F 2的合力大小等于物体受到的重力的大小,合力F 与重力G 的方向相反,故C 正确;
D .物体M 侧面受到水的作用力的合力大小等于零,上下表面受到水的合力就是物体受到的浮力,大小不为零,故D 错误。
故选C 。
10、C 【详解】
由图像可知,当h =0时,弹簧测力计示数为12N ,此时物体在空中,根据二力平衡条件可知,物体的重力等于弹簧测力计的示数,即
G =F =12N
AB .当物体全浸入水中时弹簧测力计的示数不变,由图像可知,此时弹簧测力计的示数为F ′=4N,则物体浸没在水中受到的浮力为
F 浮=
G ﹣F ′=12N﹣4N=8N
根据上述分析可知3~7cm 是物体从开始浸入水中到全部浸没的过程,7~9cm 物体全部浸没在水中的过程,因此3~7cm 时物体排开水的体积逐渐增大,由F 浮=ρ液V 排g 可知,3~7cm 时物体受到的浮力在增大,故AB 错误;
CD .7~9cm 物体全部浸没在水中,由上述分析可知,此时物体受到的浮力为8N ,物体的重力为12N ,故C 正确,D 错误。
故选C 。
二、填空题
1、密度 阿基米德 压强 【详解】
[1]因为铝锂合金密度较小,根据m
V
ρ=知,在同体积的情况下,密度小的质量轻。
所以是应用了密度的知识。
[2] 辽宁号航母满载时的质量约为6.5万吨,能平稳浮在海面上,就是采用空心的方法,根据阿基米德知,这样可以使排开水的体积增大,从而增大浮力,使密度大于水的钢铁能漂浮在水面上。
这主要应用了阿基米德原理。
[3]在深海中海水会产生很大的压强,但是潜水器能下潜至深海而不被压扁,因为它的外壳能承受海水产生的巨大压强。
2、大 大 体积 【详解】
[1] [2]把瓶子压入水中,瓶子受到的力有竖直向下的重力、向下的压力和向上的浮力。
如果某一时刻当作平衡状态来分析,则有F G F =+浮压,而瓶子的重力是一定的,当我们把瓶子向下压入水中体积越大,需要对瓶子施加向下的压力也越大,故根据力的平衡关系F G F =+浮压,则瓶子受到的浮力也越大。
[3]根据实验的过程当我们把瓶子向下压入水中体积越大,浮力也越大,可知浮力增大的原因是因为瓶子浸入水的体积增大了,故浮力增大的原因是排开液体的体积增加了。
3、变小 22~24 相等 【详解】
(1)[1]浸没在液体中的小球,由于排开液体的体积不变,根据液体密度随温度的升高而减小可知:当环境温度升高时,液体密度减小,根据F 浮=ρ液gV 排可知小球所受浮力变小。
(2)[2][3]由图可知:B 小球与D 小球都处于浸没状态,排开液体的体积与物体的体积相等,由于B 、D 小球的体积相等,所以B 小球与D 小球排开液体的体积相等,根据F 浮=ρ液gV 排可知,它们所受浮力相等,即F B =F D ;若环境温度超过这个玻璃球上标示的温度,则该玻璃球会下沉。
当前环境温度下四个小球的位置如图所示,即22℃的小球下沉,此时环境温度高于22摄氏度;温度24℃、26℃、28℃的小球上浮,说明此时的温度要低于24℃,所以此时环境的温度大致范围为:22~24℃。
4、3000 2900 【详解】
[1]水面距容器底的深度为30cm ,则容器底部所受水的压强
333110kg/m 10N/kg 0.3m 310Pa p pgh ==⨯⨯⨯=⨯
[2]正方体物块A 浸没于水中时排开水的体积:
3333(10cm)1000cm 110m V V -====⨯排
则物块A 受到的浮力
3333110kg/10N/kg 110m 10N 6N F gV m G ρ-==⨯⨯⨯⨯=>=浮
所以剪断细线,待物块A 静止后处于漂浮状态,则物块A 漂浮时所受浮力
6N F G '==浮
; 漂浮时木块漂浮时排开水的体积
4333
6N
610m 110kg/m 10N/kg
F V g ρ-''==⨯⨯⨯浮排
= 木块漂浮时水的深度
3343
42
110m 610m 0.3m 0.29m 40010m V V h h h h S ---'-⨯'=-∆=-=-=⨯⨯-排
待A 静止后水对容器底的压强
33110kg/P m 10N/kg 0.29290a 0p gh ρ''==⨯⨯⨯=
5、漂浮 0.95×103 沉底 64
【详解】
[1]假设此物块浸没于水中,则V 排=V 物,物块受到的浮力
F 浮=ρ水V 排g =1.0×103kg/m 3×80×10-6×10N/kg=0.8N
物块放入水中实际受到的浮力
F 浮′=m 排g =76×10-3kg ×10N/kg=0.76N <0.8N
因此,物体没有完全浸没,处于漂浮状态。
[2]物快漂浮时,它的重力等于受到的浮力,即
G =F 浮′=0.76N
根据密度公式可知,物块的质量为
076N 0076kg=76g 10N/kg
..G m g =
== 已知物块的体积为80cm 3,则物块的密度为
333376g 095g/cm 09510kg/m 80cm
..m V =
===⨯物
物 [3]因为物体的密度大于酒精的密度,所以物体在酒精中会沉底。
[4]由m
V
ρ=
可知,物体静止时排开酒精的质量 m 酒精=ρ酒精V 物=0.8×103kg/m 3×80×10﹣6m 3=64×10﹣3kg =64g
三、计算题
1、(1)800Pa ;(2)0.08m ;(3)800Pa 【详解】
解:(1)因为容器底是水平放置,所以对容器压力
F =
G =mg =ρVg =ρS 1hg =0.8×103kg/m 3×150×10-4m 2×0.1m×10N/kg=12N
物块对容器底部的压强
11-42
12N 800Pa 15010m F p S =⨯=
= (2)当圆柱体对容器底的压力刚好为零时,圆柱体刚好漂浮状态。
所以
F 浮=
G =12N
圆柱体排开液体体积
-3333
12N
=1.210m 10kg/m 10N/kg
F g V ρ=⨯⨯=
浮水排 圆柱体浸入水中的深度
33
1142
1.210m 0.08m 15010m V S h --⨯==⨯=排
(3)水对容器底部的压强
p 2=ρ水gh 1=1×103kg/m 3×10N/kg×0.08m =800Pa
答:(1)物块对容器底部的压强是800Pa ; (2)注入水的深度是0.08m ; (3)水对容器底部的压强800Pa 。
2、(1)9.8×10﹣4m 3;(2)4.9N 【详解】
解:(1)因为木块漂浮,物体受到的浮力等于重力大小,即
F 浮=
G 木=4.9N
所以由F 浮=ρ水gV 排,得
4333
4.9N
= 4.910m 1.010kg /m 10N /kg
F V g ρ-=
=⨯⨯⨯浮排水 也就是木块体积的一半为4.9×10﹣4m 3,则木块体积为
V 木=9.8×10﹣4m 3
(2)木块完全没入水中,木块受到的浮力
F 浮′=ρ水gV 排′=1.0×103kg/m 3×10N/kg×9.8×10﹣4m 3=9.8N
由漂浮的特点,也就是木块和铁块一共重9.8N ,那么铁块的重力
G 铁=F 浮′﹣G 木=9.8N ﹣4.9N =4.9N
答:(1)木块的体积为9.8×10﹣4m 3; (2)铁块的重力为4.9N 。
3、(1)1.2×103Pa ;(2)6N ;(3)2900Pa 【详解】
解:(1))水对容器底部的压强
333110kg/m 10N/kg 0.12m=1.210Pa p gh ρ==⨯⨯⨯⨯
(2)正方体A 受到的浮力大小
33-33A 33
=110kg/m 10N/kg 10m 6N 55
F G gV g V ρρ==⨯=⨯⨯⨯⨯=浮液液排排
(3)容器中水的体积为
223333A 0.00.033
2m 12m 0.02m 12m 110m 1.810m 55
.V V --=⨯⨯-=-⨯⨯=⨯水
由m
V
ρ=
得,水的质量 3333110kg/m 1.810m 1.8kg m V ρ-⨯⨯===⨯水水水
水的重力
1.8kg 10N/kg 18N G m g =⨯==水水
正方体A 的质量
3A 33A 3A g/m 110k g 30m 31k m V ρ-⨯⨯===⨯
正方体A 的重力
A A 3kg 10N/kg 30N G m g ==⨯=
容器对桌面的压强
A 22
18N 2930N 10N 0.000Pa 2m 0.02m G F S G G p +++===
=+水容器容器 答:(1)水对容器底部的压强是31.210Pa ⨯; (2)正方体A 受到的浮力大小6N ; (3)容器对桌面的压强是2900Pa 。
4、①40g ;②2.7×103kg/m 3 【详解】
解:①由题意可知,放入金属块后有液体溢出,故由放入金属块前后的液体的质量差可得出溢出的液体的质量,即
m 溢=540g-(635g-135g )=40g
②由题意可知,金属块的质量为m 金=135g ,液体的密度为
33
40g 0.8g /cm 50cm
m V ρ===溢液溢 由常识可知,金属块的密度应大于液体的密度,则金属块放入液体中后会沉底,由阿基米德原理可知,金属块的体积为
V 金=V 溢=50cm 3
故金属块的密度为
333
3
135g 2.7g /cm 2.710kg /m 50cm m V ρ=
===⨯金金金
答:①溢出液体的质量为40g ;
②金属块的密度为2.7×103kg/m 3。
5、(1)0.4N ;(2)0.04kg ;(3)20Pa ,0. 1N
【详解】
解:(1)根据题意知道,V 排=4.0×10-5m 3,由=F V g ρ浮液排知道,物块受到的浮力
F 浮=ρ水gV 排=1.0×103kg/m 3×10N/kg ×4×10-5m 3=0.4N
(2)由于物块漂浮在水面上,则物块的重力
G=F 浮=0.4N
由G mg = 知道,物块的质量
0.4N 0.04kg 10N/kg
G m g === (3)物块使其恰好完全浸没在水中,排开水的体积变化
535353510m 410m 110m V V V ---∆=-=⨯-⨯=⨯物排
则水的深度变化为
52
33
5.010110m 0.002m m V h S --∆⨯===⨯∆ 所以水对容器底的压强中增加
331.010kg/m 10N/kg 0.002m=20Pa p g h ρ∆=⨯⨯⨯∆=
此时物块受到的浮力
F 浮ˊ=ρ水gV 排ˊ=1.0×103kg/m 3×10N/kg ×5×10-5m 3=0.5N
由平衡条件知道,压力F 为
=0.5N-0.4N=0.1N F F G '=-浮
答:(1)物块受到的浮力大小为0.4N;
(2)物块的质量为0.04kg;
(3)水对容器底的压强比物块被下压前增加了20Pa,压力F为0.1N。
四、实验探究
1、弹簧测力计F1-F2浮力的大小排开液体的重力
【详解】
[1][2]验证阿基米德原理的实验中,用称重法测浮力大小,即用弹簧测力计测出物重和物体浸入液体中时弹簧测力计的示数。
根据
F浮=G-F示=F1-F2
可求出浮力的大小。
[3][4]阿基米德原理是探究浮力与排开液体的重力的关系,即比较物体所受的浮力大小与排开液体的重力的关系。
2、见解析浮力大小与液体的密度有关偏大
【详解】
(1)[1]需要选择不同的液体,至少三种,控制物体排开液体的体积相同,需要记录铁块的重力,浸没到液体后弹簧测力计的示数,还需要记录浮力,故如下表所示:
(2)[2]铁块在密度大的液体中时弹簧测力计示数小,则说明此时浮力大,故结论是浮力大小与液体
的密度有关。
(3)[3]若铁块浸在液体中时,铁块的底部不小心碰到烧杯的底部,底部对铁块有支持力,那么弹簧测力计的示数偏小,根据F G F =-浮可知,测得的浮力偏大。