第1课时　浮力大小与哪些因素有关、阿基米德原理探究及基本计算

第四部分　力　学第十二讲　浮力及其应用第1课时　浮力大小与哪些因素有关、阿基米德原理探究及基本计算,1.下列关于浮力的说法正确的是（C）A.浮力是物体对液体施加的力B.空气中的物体不受浮力作用C.浮力的方向总是和重力的方向相反D.水中的木块因受浮力而上浮，水中的铜块因没有受浮力而下沉C,2.小明在“海底世界”游玩时，观察到鱼嘴吐出的气泡上升时的情况如图所示。关于气泡上升过程中受到的浮力和气泡所受水的压强，下列分析正确的是（B）A.浮力不变，压强不变B.浮力变大，压强变小C.浮力变小，压强变小D.浮力变大，压强变大（第2题图）B,3.将同一长方体分别水平与竖直放置在水中，静止时，如图甲、乙所示，它上下表面所受到的压强差分别为Δp甲、Δp乙；上下表面所受到的压力差分别为ΔF甲、ΔF乙。下列判断正确的是（C）A.Δp甲＝Δp乙，ΔF甲＝ΔF乙B.Δp甲＞Δp乙，ΔF甲＞ΔF乙C.Δp甲＜Δp乙，ΔF甲＝ΔF乙D.Δp甲＜Δp乙，ΔF甲＞ΔF乙（第3题图）C,（2）某物体重为0.6N，把它放在盛有水的烧杯中，溢出0.4N的水，则它受到的浮力（D）A.一定为0.4NB.可能为0.3NC.一定为0.6ND.可能为0.5ND,4.（1）某物体重为0.6N，把它放在盛满水的烧杯中，溢出0.4N的水，则它受到的浮力（A）A.一定为0.4NB.可能为0.3NC.一定为0.6ND.可能为0.5NA,5.弹簧测力计下挂一圆柱体，将圆柱体从盛水的水槽上方离水面某一高度处缓慢下降，将圆柱体逐渐浸入水中，圆柱体一直未接触容器壁和容器底。如图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h的关系图像。不计液面高度的变化，下列说法正确的是（g取10N/kg）（C）CA.圆柱体的高度是9cmB.圆柱体受到的重力是8NC.圆柱体的密度是1.5×103kg/m3D.圆柱体浸没时受到的浮力是4N（第5题图）,6.（2024·重庆B卷）小渝和同学们利用一长方体物块来探究影响浮力大小的因素。（第6题图）,（1）将物块竖放后挂在弹簧测力计上，测出物块所受的重力为2.7N，然后将物块部分浸入水中，发现测力计示数减小的同时水面升高了，说明物块受到了竖直向的浮力，并且水对容器底部的压强与放入物块前相比。当测力计示数如图甲所示时，物块所受浮力为N。上增大0.3,（2）接下来小渝继续按图乙、丙、丁所示进行实验，由图甲、乙、丙的数据可知：在同种液体中，物体排开液体的体积，物体所受浮力越大；由图丙、丁的数据可知：物体浸没在同种液体中时所受浮力大小跟深度⁠。越大无关,（3）然后将物块浸没在盐水中，如图戊所示，分析数据可知：浮力大小与液体的密度有关；并通过计算得出所用盐水密度为g/cm3；若在实验前，弹簧测力计的指针在零刻度线以下，并未调零，则算出的盐水密度（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。1.1不变,（4）同组的小王同学还想进一步探究：物体在浸没前，浮力大小与物体浸在液体中的深度是否有关？于是他将物块横放后挂在弹簧测力计下，使其露出水面高度与图乙相同，测力计示数为2.3N，与图乙数据对比，小王得出结论：物体在浸没前，浮力大小与物体浸在液体中的深度有关。你认为该方案是否合理，并说明理由：⁠。不合理；没有控制物体排开液体的体积相同,7.小巴同学探究“浮力的大小与物体排开水所受重力的关系”的实验装置及过程如图所示：（第7题图）（1）如图A到E所示，会影响实验结论的是图的实验装置（填字母代号）。B,（2）在完善实验装置后，有如下实验步骤，你认为不重复操作且排序合理的应是。（填序号）①将铁块挂在弹簧测力计上，弹簧测力计的示数为F1②将铁块浸没在液体中，弹簧测力计的示数为F2③将装有排出液体的小桶挂在弹簧测力计下，弹簧测力计的示数为F3C④将空桶挂在弹簧测力计下，弹簧测力计的示数为F4A.①②③④B.①④②③C.④①②③D.④②①③,（3）通过探究，若等式⁠（选用F1、F2、F3和F4表示）成立，则得出阿基米德原理。F1－F2＝F3－F4,（4）为了得到更普遍的结论，下列继续进行的操作中不合理的是。（填序号）A.用原来的方案和器材多次测量取平均值B.用原来的方案将水换成酒精进行实验C.用原来的方案将铁块换成体积与其不同的石块进行实验A,（5）小蜀同学在图C的操作中，只将铁块的一部分浸在水中，其他步骤操作正确，则（选填“能”或“不能”）得到与（3）相同的结论。能,（6）小鲁同学利用上述实验中的器材和木块，探究“漂浮在液面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理”，实验过程中不需要弹簧测力计的是图中（选填“A”“B”“C”“D”或“E”）所示步骤。C,（7）小巴同学还想利用浮力测量木块的密度，他找来的实验器材有：木块、弹簧测力计（0～5N）、底部固定有滑轮的水槽、细线及足量的水：【第7（7）题图】,①如图甲所示，先用弹簧测力计测木块所受的重力；再用细线绕过滑轮将木块与弹簧测力计连接起来，接着往水槽中倒入适量的水，使木块浸没在水中，如图乙所示，木块在水中静止时弹簧测力计示数为1.6N。她利用定滑轮改变力的方向的作用，巧妙地得到了木块的密度为kg/m3；0.6×103,②实验完毕小巴整理仪器时，发现弹簧测力计在竖直方向未使用时，指针始终指在0.1N处，则她测得的木块密度与真实值相比（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。偏小,8.如图所示的圆柱形容器，底面积为200cm2，里面装有20cm深的水，将一个体积为500cm3的实心铝球放入水中后，铝球沉底（容器中水未溢出）。ρ铝＝2.7×103kg/m3，g取10N/kg，求：（1）铝球受到的浮力；解：（1）铝球受到的浮力：F浮＝ρ水V排g＝1.0×103kg/m3×500×10－6m3×10N/kg＝5N（第8题图）,（2）铝球对容器底部的压力；解：（2）铝球所受的重力：G铝＝ρ铝V铝g＝2.7×103kg/m3×500×10－6m3×10N/kg＝13.5N铝球对容器底部的压力：F＝G铝－F浮＝13.5N－5N＝8.5N,（3）水对容器底增大的压强。解：（3）放入铝球后，液面升高的高度：Δh＝＝＝2.5cm水对容器底增大的压强：p＝ρ水gΔh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×2.5×10－2m＝250Pa,9.如图所示，水平地面上有一个底面积为2×10－2m2的盛水薄壁柱形容器，棱长为0.1m的实心正方体物块通过细线与容器底部相连，此时细线受到的拉力是6N。已知水的密度是1.0×103kg/m3，g取10N/kg，求：（第9题图）,解：（1）正方体物块的体积：V＝L3＝（0.1m）3＝1×10－3m3物块浸没时，排开液体的体积：V排＝V＝1×10－3m3所以，物块受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10－3m3＝10N（1）物块受到的浮力；,（2）物块的密度；解：（2）因为物块受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、细线的拉力作用而处于平衡状态，则物块所受的重力：G＝F浮－F拉＝10N－6N＝4N由G＝mg可得，物块的质量：m＝＝＝0.4kg物块的密度：ρ＝＝＝0.4×103kg/m3,（3）剪断细线后，物块静止时容器底受到的压强减少量。解：（3）由ρ＜ρ水可知，剪断细线，物块静止后处于漂浮状态，则物块所受浮力：F浮'＝G＝4N由F浮＝ρ液gV排得物块漂浮时排开水的体积：V排'＝＝＝4×10－4m3所以液面下降的深度：Δh＝＝＝0.03m容器底受到水的压强减少量：Δp＝ρ水gΔh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.03m＝300Pa