章末小結(jié)與提升浮力類型1浮力的定性分析1.如圖所示,將同一長(zhǎng)方體分別水平與豎直放置在水中都能保持靜止,下列關(guān)于該長(zhǎng)方體處于這兩種情形的分析正確的是( D )A.上、下表面壓強(qiáng)差相等,浮力相等B.上、下表面壓力差相等,浮力不相等C.上、下表面壓力差不相等,浮力不相等D.上、下表面壓強(qiáng)差不相等,浮力相等2.如圖所示,將一掛在彈簧測(cè)力計(jì)下的圓柱體金屬塊從剛浸沒水中的位置緩慢往上提,直至金屬塊全部離開水面。下列能正確反映彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F和圓柱體上表面到水面的距離h的關(guān)系的圖像是( C )3.如圖所示,利用金屬塊和細(xì)線,使木塊浸沒在水中且保持靜止?fàn)顟B(tài)。下列敘述正確的是( B )A.木塊受到細(xì)線的拉力和木塊所受浮力是一對(duì)平衡力B.木塊受到細(xì)線的拉力與木塊所受浮力的合力和木塊所受的重力是一對(duì)平衡力C.木塊受到細(xì)線的拉力和木塊所受浮力是一對(duì)相互作用力D.木塊受到的重力和木塊所受浮力是一對(duì)相互作用力類型2浮沉條件及其應(yīng)用4.( 福建中考 )如圖,氣球下面用細(xì)線懸掛一石塊,它們恰好懸浮在水中。已知石塊與氣球的總重力為G總,則氣球受到的浮力F浮( 選填“”“”或“=” )G總;若水溫升高,石塊將上浮( 選填“上浮”“下沉”或“保持懸浮” )。 5.一個(gè)實(shí)心鐵球,放在水中靜止時(shí)所受浮力為F1,放在水銀中靜止時(shí)所受浮力為F2,則F1F2=1079( 已知水=1.0103 kg/m3,鐵=7.9103 kg/m3,水銀=13.6103 kg/m3 )。 6.如圖,當(dāng)溢水杯盛滿某種液體時(shí),把實(shí)心物塊緩慢放入杯中,物塊漂浮,靜止后溢出液體的質(zhì)量為m1;當(dāng)溢水杯盛滿密度為的液體時(shí),把同一物塊緩慢放入杯中,物塊沉底,靜止后溢出液體的質(zhì)量為m2。則物塊的密度為 。 7.( 咸寧中考 )如圖所示,完全相同的兩個(gè)圓柱形容器A和B分別盛有質(zhì)量相等的甲、乙兩種液體,B容器的液面高于A容器的液面。將兩個(gè)完全相同的小球分別放入甲、乙液體中,靜止后所受的浮力分別是F1、F2,下列判斷正確的是( D )A.F1一定大于F2B.F1一定小于F2C.F1不可能大于F2D.F1不可能小于F28.( 新疆中考 )港珠澳大橋是世界上最長(zhǎng)的跨海大橋,其海底隧道由33節(jié)沉管組成。某節(jié)沉管兩端密封后的質(zhì)量為7.5107 kg、體積為8104 m3。安裝時(shí),用船將密封沉管拖到預(yù)定海面上,向其水箱中灌入海水使之沉入海底,為了便于觀察安裝情況,沉管豎直側(cè)壁外表面涂有紅、白相間的水平長(zhǎng)條形標(biāo)識(shí)( 如圖 ),每條紅色或白色標(biāo)識(shí)的長(zhǎng)度L均為30 m,寬度d均為0.5 m。海水的密度取1.0103 kg/m3,g取10 N/kg。求:( 1 )沉管灌水前的重力;( 2 )要使沉管沉入海底至少需要灌入海水的重力;( 3 )沉管沉入海底后,兩條相鄰的紅色標(biāo)識(shí)受到海水的壓力差。解:( 1 )沉管灌水前的重力G=mg=7.5107 kg10 N/kg=7.5108 N( 2 )沉管全部浸入水中時(shí)受到的浮力F浮=海水gV排=1.0103 kg/m310 N/kg8104 m3=8108 N根據(jù)物體的浮沉條件可知,沉管要沉入水中,重力需大于浮力,所以要使沉管沉入海底至少需要灌入海水的重力G水=F浮-G=8108 N-7.5108 N=5107 N( 3 )兩條相鄰的紅色標(biāo)識(shí)受到海水的壓強(qiáng)差p=海水gh=1.0103 kg/m310 N/kg1 m=1104 Pa由p=可得,兩條相鄰的紅色標(biāo)識(shí)受到海水的壓力差F=pS=pLd=1104 Pa30 m0.5 m=1.5105 N類型3利用浮力進(jìn)行相關(guān)推導(dǎo)9.如圖所示,一邊長(zhǎng)為20 cm的正方體木塊漂浮在水面上,木塊浸入水中的深度為12 cm,已知水=1.0103 kg/m3,g取10 N/kg。求:( 1 )木塊受到的浮力F浮;( 2 )木塊下表面受到水的壓強(qiáng)p;( 3 )若正方體木塊邊長(zhǎng)為L(zhǎng),木塊浸入水中深度為h,請(qǐng)通過(guò)推導(dǎo)證明:木塊的密度木=。解:( 1 )由阿基米德原理可得,木塊受到的浮力F浮=水gV排=水gSh浸=1.0103 kg/m310 N/kg0.2 m0.2 m0.12 m=48 N( 2 )木塊下表面所受的壓強(qiáng)p=水gh浸=1.0103 kg/m310 N/kg0.12 m=1200 Pa( 3 )因?yàn)槟緣K處于漂浮狀態(tài),所以F浮=G即水gV排=木gV木則水gL2h=木gL3所以木=10.將冰塊放在濃鹽水中,液面位置如圖所示,若冰塊完全熔化,杯中液面的高度將如何變化?寫出推導(dǎo)過(guò)程( 已知冰水鹽水 )。證明:冰漂浮在濃鹽水中時(shí),其浮力F浮=G冰即鹽水gV排=G冰冰排開鹽水的體積V排=冰全部熔化成水其質(zhì)量不變m冰=m水,熔化成水后的體積V水=因?yàn)樗}水所以V水V排即冰塊完全熔化時(shí),杯中液面將升高。實(shí)驗(yàn)一:探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)1.實(shí)驗(yàn)器材如圖所示,彈簧測(cè)力計(jì)、物塊、一杯鹽水、一杯清水。2.實(shí)驗(yàn)操作( 1 )如圖a所示,測(cè)出物塊重力大小。( 2 )如圖b、c、d所示,分別讀出物塊浸在不同深度水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),并算出浮力大小。( 3 )將物塊浸沒在鹽水中測(cè)算出浮力大小。3.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象從圖b所示位置到圖c所示位置,物塊所受的浮力增大;從圖c所示位置到圖d所示位置,物塊所受浮力不變;從圖d所示位置到圖e所示位置,物塊所受浮力變大。4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論物體在液體中所受浮力大小跟浸入液體的體積、液體密度有關(guān),浸入液體的體積越大、液體密度越大,物體所受浮力越大。【針對(duì)訓(xùn)練】1.小明學(xué)過(guò)浮力知識(shí)后想到在澡盆里人不能浮起來(lái),而在游泳池里就能浮起來(lái),所以他認(rèn)為一個(gè)物體受到浮力大小與液體多少有關(guān)。于是他進(jìn)行了如下探究實(shí)驗(yàn),g取10 N/kg( 如圖所示 )。( 1 )先測(cè)出一木塊重為0.8 N( 圖甲 );( 2 )他拿來(lái)一個(gè)帶有刻度的燒杯,在杯里裝入體積為20 mL的水( 圖乙 );( 3 )將木塊放入水中,木塊沉入水底,此時(shí)水面上升到40 mL處,則此時(shí)木塊受到浮力為0.2N( 圖丙 ); ( 4 )繼續(xù)向杯中加水,直到木塊浮起來(lái)( 圖丁 ),此時(shí)木塊受到浮力0.8N; ( 5 )由此他得出浮力大小與液體多少有關(guān),他的結(jié)論是錯(cuò)誤( 選填“正確”或“錯(cuò)誤” )的,理由是木塊排開水的體積不同; ( 6 )若只有20 mL的水,通過(guò)改變?nèi)萜餍螤羁赡? 選填“可能”或“不可能” )讓木塊漂浮在水面上。 實(shí)驗(yàn)二:探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系1.實(shí)驗(yàn)器材如圖所示,彈簧測(cè)力計(jì)、溢水杯、物塊、小桶、細(xì)線等。2.實(shí)驗(yàn)操作( 1 )分別測(cè)出小桶和物塊的重力,記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F1、F2。( 2 )將物塊浸沒至裝滿水的溢水杯中,用小桶接住溢出的水,并讀出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F3。( 3 )如圖E,測(cè)出桶和水的總重,記下彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F4。3.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分別計(jì)算出F2與F3的差值及F4與F1的差值,會(huì)發(fā)現(xiàn)F2-F3=F4-F1,由此可得出結(jié)論:浮力的大小等于物體排開的液體所受的重力。4.實(shí)驗(yàn)討論( 1 )實(shí)驗(yàn)中是將物塊浸沒在水中,若物塊未浸沒,實(shí)驗(yàn)結(jié)論仍正確。( 2 )已知水的密度為水,則用所測(cè)的物理量( 物理量個(gè)數(shù)盡可能最少,含水 )來(lái)表示物塊的密度物=水。【針對(duì)訓(xùn)練】2.如圖所示是小芳同學(xué)探究“阿基米德原理”的實(shí)驗(yàn),其中桶A為圓柱形。( 1 )小芳同學(xué)用彈簧測(cè)力計(jì)分別測(cè)出了空桶A、B的重力,如圖甲、乙所示,則桶A重2N,桶B重1.6N; ( 2 )將空桶A輕放入盛滿水的溢水杯中,用桶B接住溢出的水,如圖丙所示,則空桶A受到的浮力為2N; ( 3 )測(cè)出桶B和溢出水的總重力,如圖丁所示,則桶A排開水的重力為2N; ( 4 )接著小芳同學(xué)往桶A中加入沙子進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到4組數(shù)據(jù),表格如下,其中有明顯錯(cuò)誤的是第3次,實(shí)驗(yàn)中,隨著加入沙子越多,桶A浸入水中就越深( 選填“深”或“淺” ); 次數(shù)1234桶A與沙子的總重量/N2.42.83.23.4桶B與水的總重量/N4.04.44.65.0( 5 )分析以上探究過(guò)程可以得到的結(jié)論:浸在液體中的物體受到向上的浮力,浮力大小等于該物體排開的液體的重力; ( 6 )小芳同學(xué)進(jìn)一步探究,她將裝有適量沙子的桶A分別放入水中和另一未知液體中,桶A浸入水中的深度為h1,浸入另一液體中的深度為h2,設(shè)水的密度為水,則另一液體的密度表達(dá)式為液= ( 用題中所給和所測(cè)物理量的字母表示 )。 8