第13单元密度、压强和浮力综合课件PPT+单元+真题(原卷+解析)
展开1.液体压强的规律:(1)液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强;(2)在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;(3)液体的压强随深度的增加而增大;(4)相同高度,不同液体的压强与液体的密度有关。2.液体压强公式:p=ρgh。其中,ρ是液体密度,单位是kg/m3;g=10N/kg;h是液体内部某位置到液面的高度。从公式中看出:液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关,而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。
典例一:如图所示,一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力F1为5N,下表面受到液体的压力F2为13N。(g取10N/kg)下列说法不正确的是( ) 。A.正方体受到的浮力为8NB.液体的密度为0.8×103kg/m3C.液体对物体下表面的压强为1.3×105PaD.正方体上表面到液面的距离h=5cm
典例二:如图所示,高为0.3m的圆柱形容器内盛有0.1m深的水。现将一密度为2×103kg/m3,底面积为S0m2,高为0.15m的圆柱形物块竖直放入水中,已知容器底面积为物块底面积的5倍,则物块静止在水中时(物块与容器底不密合),物块受到的浮力为_________N,水对容器底的压力为__________N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
1. 阿基米德原理:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。2. 公式表示:F浮=G排=ρ液gV排;从公式中可以看出:液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关,而与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等均无关。3. 适用条件:液体(或气体)。
二、密度与浮力相关计算
要点诠释一:阿基米德原理的应用浮力的计算大都应用到阿基米德原理,所以阿基米德原理在本章也是也是最重要知识点和考点。阿基米德原理的应用主要有以下几个方面:(1)计算物体所受浮力的大小;(2)判断物体是空心还是实心的;(3)计算物质的密度;(4)判断液面的升降;(5)求物体的空心部分的体积;(6)计算物体中各成分的含量。
典例一:质量相等的甲、乙两个实心正方体物块在水中静止时如图所示,下列说法正确的是( ) 。A.甲受到的浮力小于乙受到的浮力;B.甲所排开液体的质量等于乙所排开液体的质量;C.甲的密度等于乙的密度;D.甲下表面受到水的压力等于乙下表面受到水的压力
典例二:如图所示,把一个重为6N的物体挂在弹簧测力计下,再将该物体浸没在水中后,弹簧测力计的示数为4N,此时杯中水的深度为8cm。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)则下列计算结果中不正确的是( ) 。A.水对杯底的压强为8×104PaB.物体受到的浮力为2NC.物体的体积为2×10-4m3D.物体的密度为3×103kg/m3
★物体沉浮的条件1.前提条件:物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。2.示意图:重力与浮力的关系如图所示:如图所示,(1)当F浮>G时,物体上浮;ρ液>ρ物。当F浮=G时,物体悬浮;ρ液=ρ物。当F液
三、物体的沉浮(密度、压强与浮力)
漂浮问题“五规律”:规律一:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力;规律二:同一物体在不同液体里漂浮,所受浮力相同;规律三:同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小;规律四:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几;规律五:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力,外力等于液体对物体增大的浮力。
典例一:水平桌面上有甲、乙、丙三个完全相同的容器,装有不同的液体,将三个完全相同的长方体A、B、C分别放入容器的液体中,静止时如图所示,A物体吊在绳子的下方且绳子对A有拉力(不计绳子的体积),B悬浮,C漂浮在液面上,三个容器的液面相平。 ______容器液体密度最大, ______容器对桌面的压强最大。(均选填“甲”“乙”或“丙”)
典例二:如图所示,A、B两物块以不同方式组合,分别静止在甲、乙两种液体中,由此可判断ρ甲______ ρ乙;若A物块在两种液体中受到的浮力分别为F甲、F乙,则F甲______F乙。(均选填“>”“<”或“=”)
典例三:甲、乙两种物质的质量和体积关系如图所示。若分别用甲、乙两种物质制成体积相等的两实心物体a和b,将其放在水中静止后,则( ) A.a漂浮,a受到的浮力大于bB.b漂浮,b受到的浮力大于aC.a沉底,a受到的浮力大于bD.b沉底,b受到的浮力大于a
典例五:(2020•南京)边长10cm的正方体物块放入圆柱形容器底部,如图1所示。逐渐向容器内倒入水(水未溢出),测量容器内水的深度h,分别计算出该物块对应受到的浮力F浮,并绘制了如图2(实线)所示的图象。(1)在水中,h=11cm时,物块处于 状态(选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”),物块重为 N;(2)未倒水前物块对容器底部的压强为 Pa,物块的密度为 g/cm3;(3)更换一种液体,重复上述实验,绘制了如图2(虚线)所示的图象。h=11cm时,物块处于 状态(选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”),液体的密度为 kg/m3。
典例六:(2020•常州)创新小组自制简易“浸没式液体密度计”,过程为:①将一实心小球悬挂在弹簧测力计下方,示数如图甲所示;②将小球浸没在水中,弹簧测力计示数如图乙所示;③将小球浸没在某未知液体中,弹簧测力计示数如图丙所示;已知ρ水=1×103kg/m3,取10N/kg,问:(1)该小球的密度有多大?(2)未知液体的密度有多大?(3)该密度计的最大测量值是 kg/m3(4)在测量范围内,某待测液体的密度ρ与弹簧测力计示数F的关系式为 ,则该“浸没式液体密度计”的刻度值分布 (均匀/不均匀)。
1.如图,甲、乙两个相同的杯子盛有不同浓度的盐水,放在同一水平面上,将两个质量、体积均相同的鸡蛋放入两个杯子中,当鸡蛋静止时,两个杯子中液面恰好相平,则下列说法正确的是( )。A.甲杯中的鸡蛋排开盐水的质量较大;B.乙杯中的鸡蛋受到的浮力较大;C.甲杯的盐水密度比乙杯的盐水密度小;D.放入鸡蛋前,甲杯中盐水的体积较大
2.(1)小明制作简易密度计,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。塞入金属丝的目的是使吸管能 在液体中,此时吸管受到的浮力 重力(选填“等于”“大于”或“小于”)。(2)将吸管放到水中的情景甲图所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景如乙图所示,浸入的长度为h。用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ液________ρ水(选填“=”“>”或“<”),h与ρ水、ρ液及H的关系式是h=________。(3)小明根据甲图在吸管上标出1.0刻度线(单位g/cm3,下同),再利用上述关系式进行计算,标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线(图中未画出)。结果发现,0.9刻线是在1.0刻线的________(选填“上”或“下”)方。
3.在水平桌面上两个相同的烧杯分别装有质量相同的甲和乙两种液体,把质量也相同的实心小球A和B放入杯中,静止时如图所示,下列说法正确的是( )。A.甲液体的密度大于乙液体的密度;B.小球A的密度大于小球B的密度;C.甲、乙烧杯底受到的液体压强相等;D.球A受到的浮力比球B大
4.水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小球M、N分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示,两容器内液面相平。下列分析正确的是( )。A.两小球所受浮力FM<FN;B.两种液体的密度ρ甲<ρ乙;C.两种液体对容器底部的压强p甲=p乙;D.两种液体对容器底部的压力F甲>F乙
5.一个重5.4N的实心金属块用细线挂在弹簧测力计下,它浸没水中后弹簧测力计的示数是3.4N。它浸没水中后受到的浮力是 N,体积为 m3,将实心金属块浸没在另一种液体中时弹簧测力计的示数为1.8N,该液体的密度为 g/cm3(g取10N/kg)
6.小明把同一个实心物块依次放入装有不同液体的三个相同的容器内,待物块静止后液面高度相同,如图所示,则下列四种说法中正确的是( )。A.三个容器底部受到的液体压强相等;B.三个容器中,甲容器内的液体密度最小;C.三个容器中,物块在丙容器中受到的浮力最小;D.三个容器中,液体体积一定相同
7.放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器(容器质量不计)底面积为100cm2,将一物块A用细线与容器底相连浸没水中,如图所示现剪断细线,A物块上浮,稳定后水对容器底的压强变化了60Pa,物块A有1/4体积露出水面,下列分析错误的是( )。A.木块的密度0.75×103kg/m3;B.浸没水中时细线对A的拉力为0.6N;C.物块A漂浮时排开水的质量为240g;D.细线剪断前后容器对桌面的压强不变
8.如图所示,质量相等的甲、乙两个实心正方体物块分别竖直悬浮在水中和漂浮在水面上,下列说法正确的是( )。A.甲物体的密度比乙物体的密度小;B.水对甲下表面的压力大于水对乙下表面的压力;C.水对甲下表面的压强小于水对乙下表面的压强;D.甲物体排开液体的质量小于乙物体排开液体的质量
9.如图所示,质量相等,体积不等的A、B实心正方体物块放入盛有不同液体的相同的甲、乙杯子里,静止时液面处于相平状态。下列说法中正确的是( )。A.受到的浮力小于B受到的浮力;B.甲杯子中的液体密度大;C.甲杯子中的液体对杯子底的压强较大;D.物体A的密度小于物体B的密度
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