2021学年10.1 浮力一课一练
展开1.(2020春•江岸区期中)如图所示,边长为a,重力为G的正方体物块悬浮在水中,水的密度为ρ水,水对正方体上表面的压力为F1,水对正方体下表面的压力为F2,正方体上表面到水面的距离为h1,下列表达式中错误的是( )
A.对正方体受力分析得出F浮+F2=G+F1
B.水对正方体下表面的压力F2=G+F1
C.正方体受到的浮力F浮=ρ水ga3
D.水对正方体下表面的压力F2=ρ水ga2(h1+a)
2.(2020春•诸城市期中)关于浮力,下列说法中正确的是( )
A.沉入水底的物体不受浮力
B.物体受到的浮力大小与物体的形状无关
C.浸在液体中的物体,上浮时受浮力,下沉时不受浮力
D.只有浸在液体里的物体才受到浮力,在空气中的物体不受浮力
3.(2020春•江岸区校级月考)下列关于浮力的说法中不正确的是( )
A.浸入水中的物体受到浮力的施力物体是水
B.浮力是由物体上下表面所受液体压力差而产生的
C.浮力方向与重力方向相反
D.在不同液体中浮力方向会不同
4.(2020春•岳池县期末)关于浮力,下列说法中正确的是( )
A.浸在液体中的物体,上浮时受浮力,下沉时不受浮力
B.浮力是液体或气体对物体向上的压力
C.沉入水底的物体不受浮力
D.浮力是物体受到液体或气体向上托起的力
5.(2020春•滨海新区期末)如图所示,将木球浸入装有盐水的杯子中,木球所受浮力的施力物体是( )
A.地球B.木球C.盐水D.杯子
考点二.探究影响浮力大小因素的实验
6.(2020•青岛)探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示,其中所用金属块a和塑料块b的密度不同,但重力均为1.6N.下列分析正确的是( )
A.金属块a浸没在水中时,受到浮力的大小为0.3N
B.利用甲、乙,可以探究浮力的大小与物体体积的关系
C.利用乙、丙,可以探究浮力的大小与物体密度的关系
D.利用丙、丁,可以探究浮力的大小与液体密度的关系
7.(2020•射阳县一模)某兴趣小组在探究物体在水中浸没前受到的浮力的影响因素时,设计了两种方案:方案一:如图甲、乙,改变长方体金属块部分浸入水中深度,比较弹簧测力计示数F甲、F乙,并多次实验;方案二:如图甲、丙,将同一长方体金属块分别横放和竖放,部分浸入水中,使浸入部分体积相同,比较弹簧测力计示数F甲、F丙,改变浸入部分的体积做多次实验,通过探究能够得到浮力与浸入部分体积关系的方案是( )
A.两个方案均可以B.只有方案一
C.只有方案二D.两个方案均不可以
8.(2019秋•房山区期末)如图是某同学探究影响浮力大小因素的实验,容器甲、乙、丙装有水,丁装有酒精。根据图中情形,得出的结论中合理的是( )
A.由甲、乙两图可得水能够产生浮力
B.由乙、丙两图可得浮力大小与物体排开水的体积有关
C.由丙、丁两图可得浮力大小与物体排开液体的体积有关
D.由丙、丁两图可得浮力大小与液体密度有关
9.(2020秋•浦东新区期末)浮力的方向总是竖直 的。在“验证阿基米德原理”的实验中,将一悬挂在弹簧测力计下、重为10牛的金属块浸在水中,如图所示,测力计的示数为8牛,则该金属块受到的浮力大小为 牛,该实验是要研究物体所受浮力与它排开液体 之间的大小关系。
10.(2020春•梁平区期末)某物理小组在探究影响浮力大小的实验中将同一物体A分别按如图所示的步骤放入水中和某种液体中进行实验,分析实验步骤①~⑤可知:
(1)物体A所受重力为 N,物体A浸没在水中时受到的浮力 N,物体A的密度是 kg/m3。
(2)将物体A逐渐浸入水中时,发现弹簧测力计的示数逐渐 ,说明物体所受浮力大小随其排开液体的体积增大而 (两空均选填“增大”、“减小”或“保持不变”)。
(3)根据已有实验数据,可以知道实验步骤⑤的液体密度是 kg/m3,若取下物体A放入实验步骤⑤的液体中,静止后它将处于 (选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”)状态。
(4)小明通过比较实验步骤①~③得出结论:“浮力的大小与浸在液体中深度有关”。对此结论你认为是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
11.(2021•淮滨县校级模拟)在语文课本上学习了“死海不死”的文章后,小敏想“探究浮力的大小与哪些因素有关”,她提出了如下猜想:
猜想一:可能与液体的密度有关。
猜想二:可能与物体排开液体的体积有关。
猜想三:可能与物体浸没在液体中的深度有关。
为了验证上述猜想,她按照图中字母顺序做了如下实验:
(1)分析比较实验步骤A、C、D,可以验证猜想 是错误的,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度 关。
(2)分析比较实验步骤A、B、C,可以验证猜想 是正确的,并由此联想到,轮船的满载排水量越 (选填“大”或“小”),它的承载能力就越强。
(3)分析比较实验步骤 ,可以验证猜想一是正确的。分析图中提供的信息,可知图E中物体所受的浮力大小为 N,计算可知盐水的密度是 kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3)
(4)实验中采用了 的研究方法,下列问题的研究中,也用到这种方法的是 。
A.将乒乓球靠近发声的音叉,通过乒乓球被弹开显示音叉在振动
B.在研究磁场时,引入“磁感线”的概念
C.探究电流与电压、电阻的关系
D.伏安法测电阻
12.(2021•贺兰县模拟)苏红同学用一个弹簧测力计、一个圆柱体、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和煤油),对浸在液体中的圆柱体所受的浮力进行了探究,如图表示探究过程及有关数据。
(1)分析图A、B、C、D,说明浮力大小跟 有关。
(2)分析图 ,说明浮力大小跟液体密度有关。
(3)圆柱体完全浸没在煤油中所受的浮力是 N。
(4)某同学不小心把圆柱体浸没并且碰到了装水的烧杯底部,弹簧测力计示数为5N,则此时金属块受到的浮力为 N。
(5)结合苏红的实验,邓亮同学设计了如下的实验方案:选择弹簧测力计、烧杯、水和细线设计实验方案如下(已知水的密度ρ水):
a、先将圆柱体用细线系好,用弹簧测力计测出圆柱体的重力,读出弹簧测力计的示数为G1。
b、再将弹簧测力计下吊着的圆柱体浸没在水中,读出这时弹簧测力计的示数为G2。
①则圆柱体的密度的表达式 (用所测量物理量的符号表示)。
②请你写出推导圆柱体的密度的过程 。
13.(2021春•福田区校级月考)小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器,分别装有一定量的水和酒精,对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。
(1)物体受到的重力是 N。
(2)物体浸没在水中受到的浮力为 N。
(3)通过比较B、C、D三幅图,得出:浮力大小与浸在液体中的深度有关的结论,对此结论你认为是 (选填“正确”或“错误”),理由是 。
(4)根据已有条件,请你求出E图中弹簧秤的示数是 N(ρ酒精=0.8×103kg/m3)
(5)实验中所用物体的密度ρ= g/cm3,若烧杯的底面积为200cm2,则物体全部放入水中后烧杯底部所受到的水的压强增加 Pa。
14.(2020秋•嘉兴期末)同学们在探究与浮力大小与哪些因素有关”时,进行了如图所示的实验,用弹簧测力计挂着金属块缓慢地浸入液体中不同深度,并将其示数记录在如表中(各步实验中液体均未溢出)。
(1)根据步骤B、C、D中所得的数据,可以得出物体受到浮力的大小与 有关。
(2)分析实验数据可知。F中液体密度 (选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度。
15.(2021•大连模拟)小明同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图所示的实验,请你根据小明的实验探究回答下列问题。
(1)分析 两图,可以得出浮力与深度无关的结论。
(2)选择C、E两图实验,小明在实验时发现,测力计示数没有明显的变化,产生这种现象的原因可能是 。
(3)小明想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”,他找来薄铝片,烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一:将铝片放入盛水的烧杯中,铝片下沉至杯底;
步骤二:将铝片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上。
①通过分析可知,第一次铝片受到的浮力 第二次铝片受到的浮力(选填“大于”、“等于”、“小于”);
②根据步骤一、步骤二并不能得出“物体受到的浮力与其形状有关”的原因是: 。
人教版物理八下10.1浮力同步练习
参考答案
1.(2020春•江岸区期中)如图所示,边长为a,重力为G的正方体物块悬浮在水中,水的密度为ρ水,水对正方体上表面的压力为F1,水对正方体下表面的压力为F2,正方体上表面到水面的距离为h1,下列表达式中错误的是( )
A.对正方体受力分析得出F浮+F2=G+F1
B.水对正方体下表面的压力F2=G+F1
C.正方体受到的浮力F浮=ρ水ga3
D.水对正方体下表面的压力F2=ρ水ga2(h1+a)
【解答】解:A、重力为G的正方体物块悬浮在水中,物体悬浮时,浮力等于重力,即F浮=G,
浮力产生的原因是上下表面受到的压力差;即F浮=G=F2﹣F1,故A错误;
B、由G=F2﹣F1,可得,水对正方体下表面的压力,F2=G+F1,故B正确;
C、正方体边长为a,体积V=a3,因为浸没悬浮,V排=V=a3,
根据阿基米德原理可求得正方体受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水ga3,故C正确;
D、水对正方体下表面的压强p=ρgh=ρ水g(h1+a)
由p=可得,水对正方体下表面的压力F2=pS=ρ水g(h1+a)×a2,故D正确。
故选:A。
2.(2020春•诸城市期中)关于浮力,下列说法中正确的是( )
A.沉入水底的物体不受浮力
B.物体受到的浮力大小与物体的形状无关
C.浸在液体中的物体,上浮时受浮力,下沉时不受浮力
D.只有浸在液体里的物体才受到浮力,在空气中的物体不受浮力
【解答】解:A、沉入水底时,物体和底部之间是有缝隙的,所以受浮力。故A错误;
B、根据F浮=ρ液gV排可知,物体所受浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关,与物体的形状无关,故B正确;
C、浸在液体或气体中的物体,一般都要受到浮力作用,上浮时受浮力,下沉时也受浮力。故C错误;
D、浸在液体里的物体受到浮力,在空气中的物体也受到浮力,故D错误。
故选:B。
3.(2020春•江岸区校级月考)下列关于浮力的说法中不正确的是( )
A.浸入水中的物体受到浮力的施力物体是水
B.浮力是由物体上下表面所受液体压力差而产生的
C.浮力方向与重力方向相反
D.在不同液体中浮力方向会不同
【解答】解:A、浮力的施力物体是液体(或气体),浸入水中的物体受到浮力的施力物体是水,故A正确;
B、物体浸在液体中,由于物体上、下表面所处的深度不同,液体会对物体产生的一个向上的压力大于向下的压力,这两个压力差是浮力;由此可知:浮力产生的原因是液体对物体的压力差产生的,故B正确;
CD、浮力是液体对物体的向上和向下的压力差,方向与物体受到的向上的压力方向一致,总是竖直向上的,这与竖直向下的重力方向相反,故C正确,D错误。
故选:D。
4.(2020春•岳池县期末)关于浮力,下列说法中正确的是( )
A.浸在液体中的物体,上浮时受浮力,下沉时不受浮力
B.浮力是液体或气体对物体向上的压力
C.沉入水底的物体不受浮力
D.浮力是物体受到液体或气体向上托起的力
【解答】解:AC、浸在液体或气体中的物体,一般都要受到浮力作用,上浮时受浮力,下沉时也受浮力。故A错误;
BD、浮力产生的原因是下表面受到向上压力和上表面受到的向下压力的合力,即上下表面的压力差,也物体受到液体或气体向上托起的力,不是液体或气体对物体向上的压力,故B错误,D正确。
C、沉入水底时,物体和底部之间是有缝隙的,所以受浮力,故C错误;
故选:D。
5.(2020春•滨海新区期末)如图所示,将木球浸入装有盐水的杯子中,木球所受浮力的施力物体是( )
A.地球B.木球C.盐水D.杯子
【解答】解:浸在液体中的物体都受到液体对它竖直向上的浮力,木球浸在盐水中,所以浮力的施力物体是盐水。
故选:C。
6.(2020•青岛)探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示,其中所用金属块a和塑料块b的密度不同,但重力均为1.6N.下列分析正确的是( )
A.金属块a浸没在水中时,受到浮力的大小为0.3N
B.利用甲、乙,可以探究浮力的大小与物体体积的关系
C.利用乙、丙,可以探究浮力的大小与物体密度的关系
D.利用丙、丁,可以探究浮力的大小与液体密度的关系
【解答】解:
A、金属块a浸没在水中时,根据称重法测浮力可知,受到浮力的大小为F浮=G﹣F乙=1.6N﹣1.0N=0.6N,故A错误;
B、根据甲、乙可知,物体浸在液体的体积不同,排开的液体的体积不同,所以可以探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系,故B错误;
C、根据乙、丙可知,物体的重力相同、物体的密度不同、物体的体积不同,浸没在同种液体中时排开的液体的体积不同,测力计示数不同,探究浮力与密度关系时,需要控制物体的体积相同(排开液体的体积相同),物体的密度不同,故C错误;
D、根据丙、丁可知,同一个物体浸没在不同液体中,排开的液体的体积相同,液体的密度不同,所以可以探究浮力的大小与液体密度的关系,故D正确。
故选:D。
7.(2020•射阳县一模)某兴趣小组在探究物体在水中浸没前受到的浮力的影响因素时,设计了两种方案:方案一:如图甲、乙,改变长方体金属块部分浸入水中深度,比较弹簧测力计示数F甲、F乙,并多次实验;方案二:如图甲、丙,将同一长方体金属块分别横放和竖放,部分浸入水中,使浸入部分体积相同,比较弹簧测力计示数F甲、F丙,改变浸入部分的体积做多次实验,通过探究能够得到浮力与浸入部分体积关系的方案是( )
A.两个方案均可以B.只有方案一
C.只有方案二D.两个方案均不可以
【解答】解:方案一:根据阿基米德原理,浮力大小与排开液体的密度和体积有关,故实验中要控制排开液体的密度相同,只改变物体排开液体的体积,记下测力计示数,根据称重法测浮力可知受到的浮力大小;
方案二:如图甲、丙,将同一长方体金属块分别横放和竖放,部分浸入水中(排开液体的密度相同),使浸入部分体积相同,物体所处深度不同,比较弹簧测力计示数F甲、F丙,由称重法可比较受到的浮力大小,故两个方案均可以。
故选:A。
8.(2019秋•房山区期末)如图是某同学探究影响浮力大小因素的实验,容器甲、乙、丙装有水,丁装有酒精。根据图中情形,得出的结论中合理的是( )
A.由甲、乙两图可得水能够产生浮力
B.由乙、丙两图可得浮力大小与物体排开水的体积有关
C.由丙、丁两图可得浮力大小与物体排开液体的体积有关
D.由丙、丁两图可得浮力大小与液体密度有关
【解答】解:A、甲中测力计示数为物体的重力,乙图中测力计示数小于物体的重力,故由甲、乙两图可得水能够产生浮力,A正确;
B、由乙、丙两图中,物体排开液体的密度相同,排开液体的体积不同,由测力计示数不同,由称重法F浮=G﹣F,两物体受到浮力大小不同,故可得浮力大小与物体排开水的体积有关,B正确;
CD、丙、丁两图中排开液体的密度和体积都不同,由控制变量法,不能得出浮力大小与物体排开液体的体积、密度有关,CD错误。
故选:AB。
9.(2020秋•浦东新区期末)浮力的方向总是竖直 向上 的。在“验证阿基米德原理”的实验中,将一悬挂在弹簧测力计下、重为10牛的金属块浸在水中,如图所示,测力计的示数为8牛,则该金属块受到的浮力大小为 2 牛,该实验是要研究物体所受浮力与它排开液体 重力 之间的大小关系。
【解答】解:
浮力的方向总是竖直向上的;
物体受到的浮力等于物体的重力减掉浸没水中时弹簧测力计的示数,即F浮=G﹣F示=10N﹣8N=2N;
目的是比较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;
故答案为:向上;2;重力。
10.(2020春•梁平区期末)某物理小组在探究影响浮力大小的实验中将同一物体A分别按如图所示的步骤放入水中和某种液体中进行实验,分析实验步骤①~⑤可知:
(1)物体A所受重力为 4 N,物体A浸没在水中时受到的浮力 1 N,物体A的密度是 4×103 kg/m3。
(2)将物体A逐渐浸入水中时,发现弹簧测力计的示数逐渐 减小 ,说明物体所受浮力大小随其排开液体的体积增大而 增大 (两空均选填“增大”、“减小”或“保持不变”)。
(3)根据已有实验数据,可以知道实验步骤⑤的液体密度是 1.2×103 kg/m3,若取下物体A放入实验步骤⑤的液体中,静止后它将处于 沉底 (选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”)状态。
(4)小明通过比较实验步骤①~③得出结论:“浮力的大小与浸在液体中深度有关”。对此结论你认为是 错误 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 过程不完整,没有探究物体浸没后受到浮力与深度的关系 。
【解答】解:(1)由A图可知,物体在空气中时弹簧测力计示数4N,即物体所受重力为4N;
全部浸没在水中时弹簧测力计的示数为3N,则物体浸没在水中受到的浮力:F浮水=G﹣F=4N﹣3N=1N;
根据阿基米德原理:F浮=ρ液gV排知,
物体的体积:V=V排===10﹣4m3;
物体的密度为:ρA====4×103kg/m3;
(2)将物块逐渐浸入水中时,物体排开的水的体积变大,弹簧测力计的示数逐渐变小,说明受到的浮力变大,故物体所受浮力大小随其排开液体的体积增大而增大;
(3)根据称量法知物体浸没在液体中时的浮力F浮液=G﹣F′=4N﹣2.8N=1.2N;
根据阿基米德原理:F浮=ρ液gV排知,
液体的密度为:ρ液===1.2×103kg/m3;
因为液体的密度小于物体A的密度,所以物体A放入液体中会下沉,最终沉底;
(4)研究浮力大小与浸在液体中深度的关系时,要控制排开液体的体积和密度都相同,只改变浸在液体中深度。
通过比较①②③三幅图,小明得出的结论是不对的;②中,物体没有浸没,深度变化的同时,排开液体的体积也在变化。应将物体完全浸没后,再探究浮力与深度是否有关。
故答案为:(1)4;1;4×103;(2)减小;增大;(3)1.2×103;沉底;(4)错误;过程不完整,没有探究物体浸没后受到浮力与深度的关系。
11.(2021•淮滨县校级模拟)在语文课本上学习了“死海不死”的文章后,小敏想“探究浮力的大小与哪些因素有关”,她提出了如下猜想:
猜想一:可能与液体的密度有关。
猜想二:可能与物体排开液体的体积有关。
猜想三:可能与物体浸没在液体中的深度有关。
为了验证上述猜想,她按照图中字母顺序做了如下实验:
(1)分析比较实验步骤A、C、D,可以验证猜想 三 是错误的,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度 无 关。
(2)分析比较实验步骤A、B、C,可以验证猜想 二 是正确的,并由此联想到,轮船的满载排水量越 大 (选填“大”或“小”),它的承载能力就越强。
(3)分析比较实验步骤 A、C、E ,可以验证猜想一是正确的。分析图中提供的信息,可知图E中物体所受的浮力大小为 1.2 N,计算可知盐水的密度是 1.2×103 kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3)
(4)实验中采用了 控制变量 的研究方法,下列问题的研究中,也用到这种方法的是 C 。
A.将乒乓球靠近发声的音叉,通过乒乓球被弹开显示音叉在振动
B.在研究磁场时,引入“磁感线”的概念
C.探究电流与电压、电阻的关系
D.伏安法测电阻
【解答】解:(1)分析比较实验步骤A、C、D实验可知,物体排开水的体积相同而物体浸没在水中的深度不同,根据F浮=G﹣F可得物体受到的浮力相等,由此可知,物体受到的浮力与物体浸没在液体的深度无关,由此可知,猜想三是错误的;
(2)分析比较实验步骤A、B、C,实验可知,物体浸入液体中的体积不同,根据F浮=G﹣F可得物体受到的浮力不同,由此可知,物体受到的浮力与物体浸入液体中的体积有关,由此可知,猜想二是正确的;并由此联想到,轮船的满载排水量越大,它的承载能力就越强;
(3)物体在空气中时弹簧测力计示数2.8N,全部浸没在浓盐水中时弹簧测力计的示数为1.6N,因此物体在浓盐水中所受的浮力为F浮′=G﹣G′=2.8N﹣1.6N=1.2N。
由图A、C所示实验可知,物体浸没在水中受到的浮力:F浮=2.8N﹣1.8N=1N,
由图A、E所示实验可知,物体浸没在盐水中受到的浮力F浮′=1.2N,
设物体体积为V,由浮力公式:F浮=ρgV排,F浮=ρ水gV,F浮′=ρ盐水gV,
则盐水的密度:ρ盐水===1.2×103kg/m3;
(4)本实验使用了控制变量法;
A、将乒乓球靠近发声的音叉,通过乒乓球被弹开显示音叉在振动,是转换法;
B、在研究磁场时,引入“磁感线”的概念,是建立模型法;
C、探究电流与电压、电阻的关系,是利用控制变量法,故C正确;
D、伏安法测电阻,是等效替代法;
故ABD错误,故选C。
故答案为:
(1)三;无;
(2)二;大;
(3)A、C、E;1.2;1.2×103;
(4)控制变量;C。
12.(2021•贺兰县模拟)苏红同学用一个弹簧测力计、一个圆柱体、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和煤油),对浸在液体中的圆柱体所受的浮力进行了探究,如图表示探究过程及有关数据。
(1)分析图A、B、C、D,说明浮力大小跟 物体排开液体的体积 有关。
(2)分析图 A、D、E ,说明浮力大小跟液体密度有关。
(3)圆柱体完全浸没在煤油中所受的浮力是 2.4 N。
(4)某同学不小心把圆柱体浸没并且碰到了装水的烧杯底部,弹簧测力计示数为5N,则此时金属块受到的浮力为 3 N。
(5)结合苏红的实验,邓亮同学设计了如下的实验方案:选择弹簧测力计、烧杯、水和细线设计实验方案如下(已知水的密度ρ水):
a、先将圆柱体用细线系好,用弹簧测力计测出圆柱体的重力,读出弹簧测力计的示数为G1。
b、再将弹簧测力计下吊着的圆柱体浸没在水中,读出这时弹簧测力计的示数为G2。
①则圆柱体的密度的表达式 (用所测量物理量的符号表示)。
②请你写出推导圆柱体的密度的过程 圆柱体受到的浮力:F浮=G1﹣G2,
圆柱体浸没在水中受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=G1﹣G2,
圆柱体的体积:V=V排=,
圆柱体的质量:m=,
所以圆柱体的密度为:ρ=== 。
【解答】解:(1)由图A、B、C、D可知,金属块浸入水的体积不同,即物体排开水的体积不同,弹簧测力计示数不同,由F浮=G﹣F示可知,物体受到的浮力不同,这说明:浮力大小与物体排开液体的体积有关;
(2)探究浮力与密度的关系,应控制物体排开液体的体积相同而液体种类不同,由图D和图E可知,金属块排开液体的体积相同,两烧杯中液体不同,液体密度不同,物体受到的浮力不同,因此图D、E说明浮力大小跟液体密度有关;
(3)由图A可知,圆柱体的重力G=FA=10N,由图E可知,金属块浸没在煤油中时,弹簧测力计对物体的拉力FE=7.6N,
则金属块受到的浮力:F浮=G﹣FE=10N﹣7.6N=2.4N;
(4)由图D知,圆柱体浸没在水中时,弹簧测力计对物体的拉力FD=7N,
则圆柱体受到的浮力:F浮′=G﹣FD=10N﹣7N=3N,
圆柱体浸没并且碰到了装水的烧杯底部,液体的密度和排开液体的体积不变,浮力不变,仍为3N;
(5)圆柱体受到的浮力:F浮=G1﹣G2,
圆柱体浸没在水中受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=G1﹣G2,
圆柱体的体积:V=V排=,
圆柱体的质量:m=,
所以圆柱体的密度为:ρ===。
故答案为:(1)物体排开液体的体积;(2)A、D、E;(3)2.4;(4)3;(5)①;②圆柱体受到的浮力:F浮=G1﹣G2,
圆柱体浸没在水中受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=G1﹣G2,
圆柱体的体积:V=V排=,
圆柱体的质量:m=,
所以圆柱体的密度为:ρ===。
13.(2021春•福田区校级月考)小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器,分别装有一定量的水和酒精,对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。
(1)物体受到的重力是 4 N。
(2)物体浸没在水中受到的浮力为 1 N。
(3)通过比较B、C、D三幅图,得出:浮力大小与浸在液体中的深度有关的结论,对此结论你认为是 错误 (选填“正确”或“错误”),理由是 没有控制物体排开液体的体积相同 。
(4)根据已有条件,请你求出E图中弹簧秤的示数是 3.2 N(ρ酒精=0.8×103kg/m3)
(5)实验中所用物体的密度ρ= 4 g/cm3,若烧杯的底面积为200cm2,则物体全部放入水中后烧杯底部所受到的水的压强增加 50 Pa。
【解答】解:(1)测力计分度值为0.2N,物体所受重力为4N;
(2)物体浸没在水中受到的浮力为:F浮=G﹣FD=4N﹣3N=1N;
(3)研究浮力的大小与浸在液体中的深度有关,要控制排开液体的体积和密度相同,此结论是错误的,理由是:实验中没有控制物体排开液体的体积相同;
(4)DE中排开液体的体积相同,根据F浮=ρ水gV排,在排开液体体积相同的条件下,浮力与液体的密度成正比,故在酒精中受到浮力为0.8×1N=0.8N,由称重法测浮力,E图中弹簧秤的示数是:
F=G﹣F浮酒精=4N﹣0.8N=3.2N;
(5)由阿基米德原理,在D中排开水的体积为:
V排==V物==10﹣4m3;
实验中所用物体的密度:
ρ====×ρ水=×1.0×103kg/m3=4.0×103kg/m3=4g/cm3,
若烧杯的底面积为200cm2,则物体全部放入水中后水面升高的高度:
△h===0.005m,
烧杯底部所受到的水的压强增加:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.005m=50Pa。
故答案为:(1)4;(2)1;(3)错误;没有控制物体排开液体的体积相同;(4)3.2;(5)4;50。
14.(2020秋•嘉兴期末)同学们在探究与浮力大小与哪些因素有关”时,进行了如图所示的实验,用弹簧测力计挂着金属块缓慢地浸入液体中不同深度,并将其示数记录在如表中(各步实验中液体均未溢出)。
(1)根据步骤B、C、D中所得的数据,可以得出物体受到浮力的大小与 排开液体的体积 有关。
(2)分析实验数据可知。F中液体密度 小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度。
【解答】解:(1)物体受到的浮力为F浮=G﹣F,分析实验步骤A、B、C、D,随着物体排开液体的体积增大,弹簧测力计的示数减小,所受浮力逐渐增大,由此可以得出结论:物体受到浮力的大小与排开液体的体积有关,在液体密度一定,物体排开液体的体积越大,浮力越大;
(2)分析实验步骤A、E、F的实验数据可知,物体在F中测力计拉力较大,即所受的浮力较小,V排相等,由F浮=ρ液gV排可知F中液体密度小于水的密度。
故答案为:(1)排开液体的体积;(2)小于。
15.(2021•大连模拟)小明同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图所示的实验,请你根据小明的实验探究回答下列问题。
(1)分析 CD 两图,可以得出浮力与深度无关的结论。
(2)选择C、E两图实验,小明在实验时发现,测力计示数没有明显的变化,产生这种现象的原因可能是 盐水密度和水的密度相差不大 。
(3)小明想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”,他找来薄铝片,烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一:将铝片放入盛水的烧杯中,铝片下沉至杯底;
步骤二:将铝片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上。
①通过分析可知,第一次铝片受到的浮力 小于 第二次铝片受到的浮力(选填“大于”、“等于”、“小于”);
②根据步骤一、步骤二并不能得出“物体受到的浮力与其形状有关”的原因是: 未控制变量,改变形状的同时改变了排开液体的体积 。
【解答】解:(1)要探究浮力与深度的关系,需要控制液体的密度和排开液体的体积不变,改变深度,CD两图符合题意;
(2)C与E两图,排开液体的体积不变,液体的密度不同,发现测力计示数没有明显的变化,说明浮力变化较小,在排开液体体积不变时,由F浮=ρ液gV排知液体的密度变化较小,即盐水的浓度太低,使得盐水密度和水的密度相差不大;
(3)①第一次:铝片下沉说明F浮1<G,第二次:铝片漂浮说明F浮2=G,所以F浮1<F浮2;
②本探究实验把铝片弯成“碗状”,改变了形状,虽然都是水,但没有全浸入,两次排开液体的体积不同,所以不能得出“物体受到的浮力与其形状有关”的结论,即:他只关注了铁片形状的改变,忽视了排开水的体积对浮力大小的影响。
故答案为:(1)CD;(2)盐水密度和水的密度相差不大;(3)①小于;②未控制变量,改变形状的同时改变了排开液体的体积。
实验步骤
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
2.2
2.0
1.7
1.7
1.9
实验步骤
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
2.2
2.0
1.7
1.7
1.9
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