1、基础训练基础训练 19 浮力(三)浮力(三) 一、单选题一、单选题 1.如图,实心正方体木块(不吸水)漂浮在水面上,木块浸入水中的体积为 6 10-4米 3,然后在其上表面 放置一个重 4 牛的铝块,静止后木块上表面刚好与水面相平。下列判断正确的是( ) A. 未放置铝块前,木块受到的浮力是 0.6 牛 B. 放置铝块后,木块排开水的体积是 1 103厘米 3 C. 木块的密度是 0.6 千克米 3 D. 放置铝块前后,木块下表面受到水的压强不变 2.火星离太阳比地球离太阳略远,但火星赤道上中午气抽气前(抽气后温仍可上升到 0以上。一个 在地球表面重 500N 的物体抽口在火星表面重 190N
2、。若地球表面 g 取 10N/kg,不计火星大气压的影 响,在火星中午的赤道地面上(温度与地球表面相同),有一个盛水容器,水中悬浮着一个质量为 1 千克的物体,则此时物体受到水的浮力( ) A. 大于 10N B. 仍等于 10N C. 小于 10N D. 无法计算 3.密度计是测量液体密度的仪器,它始终在液面上。如右图所示,把两支完全相同的自制密度计分 别放在甲、乙两种液体中,它们所受到的浮力大小以及这两种液体的密度关系( ) A. F甲乙 B. F甲=F乙 甲乙 C. F甲F乙 甲乙 D. F甲=F乙 甲”、“=”或“”)。 (2)然后再平稳缓慢地降低溢水杯支架,使金属块完全离开水面(如图
3、丁),可以计算出图丙中金属 块所受到的浮力约为_牛,此时浮力的测量数值将比真实数值_(填“偏大”或“偏小”)。 四、解答题四、解答题 16.据报道,2018 年 5 月 5 日,直一 18 改进型直升机降落在我国首艘国产航母的甲板上。如图,该 航母满载时排水量为 7000 吨,在海水中吃水深度为 11 米。( 海水10 103千克米 3)该航母满 载时,受到的浮力为_牛,航母底部最低处受到海水的压强为_帕:某架直升机飞离 该航母后,若航母排开的海水体积减少了 7 米 3 , 则该直升机的质量是_千克。 17.将一个边长为 0 1m 的实心正方体, 缓慢放入盛满水的烧杯内, 待其静止时, 从烧杯
4、中溢出 0.6kg 的水。(g 取 10Nkg,水的密度 水 =l.0 l03kgm3) (1)求正方体受到的浮力; (2)通过计算判断正方体在水中静止时是漂浮、悬浮、还是沉底? (3)求正方体的密度。 18.一个均匀实心物体与弹簧(弹簧所受重力和浮力均不计)的末端相连,浸没在液体中处于静止状 态。 可以根据物体的密度 1与液体的密度 2 之间的关系, 对弹簧长度 L 与原长 L0的关系作出判断, 请利用学过的科学知识,推导出这些关系。(推导中要求写出依据) 19.“054A”型护卫舰是中国人民解放军最先进的护卫舰之一, 该舰满载时吃水深度5m, 排水量4053t, 最大航速 27 节 (1)
5、求“054A”型护卫舰满载时受到的浮力 (2)舰队通常采用前后纵向编队形式前行,而不是“并排”前行请仅利用流体压强与流速的关系进 行解释 20.如图所示是很多公共厕所的自动冲水装置浮筒 A 是边长为 0.2m 的正方体,盖片 B 的面积为 0.8 10-2m2(盖片 B 质量、厚度不计),连接 AB 的是长为 0.3m,体积和质量都不计的硬杆当供 水管流进水箱的水刚好浸没浮筒 A 时, 盖片 B 被拉开, 水通过排水管流出冲洗厕所 (g 取 10N/kg) (1)浮筒 A 完全浸没时所受到的浮力是多少 N? (2)当水箱的水刚好浸没浮筒 A 时,水对盖片 B 的压强是多少 Pa? (3)当水箱
6、的水刚好浸没浮筒 A 时,浮筒 A 的质量是多少? 基础训练基础训练 19 浮力(三)浮力(三) 一、单选题一、单选题 1.如图,实心正方体木块(不吸水)漂浮在水面上,木块浸入水中的体积为 6 10-4米 3,然后在其上表面 放置一个重 4 牛的铝块,静止后木块上表面刚好与水面相平。下列判断正确的是( ) A. 未放置铝块前,木块受到的浮力是 0.6 牛 B. 放置铝块后,木块排开水的体积是 1 103厘 米 3 C. 木块的密度是 0.6 千克米 3 D. 放置铝块前后,木块下表面受到水的压强不 变 【答案】 B 【解析】【分析】(1)已知物体排开液体的体积和液体密度根据 浮 液 排计算浮力
7、; (2)首先根据 浮 木 铝计算出浮力,再根据 排 浮 液 计算木块排开水的体积; (3)已知体积和重力根据公式 木 木 木 计算密度; (4)液体压强随深度的增加而增大,判断下表面的深度是否变化即可。 【解答】A.未放置木块时,它漂浮在水面,那么它受到的浮力: 浮 液 排 , 故 A 错误; B.未放置木块时,它漂浮在水面上,它的重力 浮 ; 当放上木块后,它们仍然漂浮在水面上, 木块受到的浮力: 浮 木 铝 ; 木块排开水的体积: 排 浮 液 , 故 B 正确; C.木块的密度为: 木 木 木 , 故 C 错误; D.放置铝块后,木块受到的浮力增大,木块下沉,下表面浸入水面的深度增大,根
8、据公式 可 知,木块下表面受到水的压强增大,故 D 错误。 故选 B。 2.火星离太阳比地球离太阳略远,但火星赤道上中午气抽气前(抽气后温仍可上升到 0以上。一个 在地球表面重 500N 的物体抽口在火星表面重 190N。若地球表面 g 取 10N/kg,不计火星大气压的影 响,在火星中午的赤道地面上(温度与地球表面相同),有一个盛水容器,水中悬浮着一个质量为 1 千克的物体,则此时物体受到水的浮力( ) A. 大于 10N B. 仍等于 10N C. 小于 10N D. 无法计算 【答案】 C 【解析】【分析】求出火星表面 g的大小,然后利用 F浮=G=mg 算此时物体受到水的浮力,从而做
9、出判断。 【解答】设火星表面上重力与质量的比值为 g,因同一物体在地球上和月球上的质量相同, 由重力公式可得: 即 解得 g=3.8N/kg; 在火星中午的赤道地面上,容器的水中悬浮着一个质量为 1kg 的物体, 物体悬浮,浮力等于重力, 此时物体受到水的浮力:F浮=G=mg=1kg3.8N/kg=3.8N。 故答案为:C 3.密度计是测量液体密度的仪器,它始终在液面上。如右图所示,把两支完全相同的自制密度计分 别放在甲、乙两种液体中,它们所受到的浮力大小以及这两种液体的密度关系( ) A. F甲乙 B. F甲=F乙 甲乙 C. F甲F乙 甲乙 D. F甲=F乙 甲V排乙 , 根据公式 F浮=
10、液gV排可知,液体密度 甲F 时,物体处于下沉状态 , 当 GF 时,物体处于上浮状态 最终物体处于漂浮状态;D、 根据浮沉条件和 F浮=液V排g 分析判断。 【解答】解:A、B、C 鸡蛋在甲液体中时漂浮的,在乙液体中是悬浮的,根据物体的浮沉条件知 鸡蛋在两种液体中受到的浮力等于鸡蛋的重力,即 鸡蛋在甲、乙两杯中受到的浮力相 等,A、B 不 符合题意,C 符合题意; D、鸡蛋在甲液体中时漂浮的,其排开甲液体的体积小于鸡蛋的体积;在乙液体中是悬浮的,其排 开乙液体的体积等于鸡蛋的体积,根据鸡蛋在两种液体中受到的浮力相等和 F浮=液V排g 知甲液体 的密度大于乙液体的密度。 故答案为:C。, 5.
11、如图甲所示,烧杯里盛有 6的水,小球在水中恰好悬浮经研究发现,水的密度随温度的变化如 图乙所示现在烧杯四周放上大量的冰块,在烧杯内水的温度下降到 0的过程中,假设小球的体 积始终不变,关于小球的浮沉情况判断正确的是( ) A. 先上浮然后下沉 B. 浮力变小,一直下沉 C. 先下沉然后上浮 D. 浮力变大,一直上 浮 【答案】 A 【解析】【分析】根据物体的浮沉条件回答。 【解答】所以当水的温度从 6降到 4时,因水热胀冷缩,水的密度增大,大于小球的密度,使小 球上浮、向上运动; 当水的温度从 4降到 0时, 因水热缩冷胀, 水的密度减小, 最后小于小球的密度, 使物体下沉、 向下运动。 故答
12、案为:A 6.如图所示,同一个金属球,分别浸在容器 abc 液体中,其中 a,c 为纯水,b 为浓盐水,金属 球所受的浮力分别为 Fa Fb Fc , 细线受到的拉力分别为 Ta Tb Tc则三种情况下金属球所受 力大小关系(已知 盐水水)( ) A. FaFbFc B. FbFcFa C. TaTbTc D. TcTaTb 【答案】 D 【解析】【分析】浮力的大小与排开液体的体积和液体的密度大小有关,根据阿基米德原理判断浮 力的大小即可。 【解答】同一个金属球,在 a 中浸没,在 c 中没有浸没,那么排开液体的体积 VcVa;因为 a、c 密度相同,根据 浮 液 排可知,金属球受到的浮力 F
13、cFa; 那么三者的浮力大小关系为:FcFaTaTb。 故选 D。 7.如图所示, 在三个相同的容器中装有质量相同的水, 将木块 A、 金属块 B 按不同的方式放入水中, 待 A、B 静止时,水面高度的大小关系相比较,正确的是( ) A. h甲=h乙=h丙 B. h甲=h乙h丙 C. h甲h乙=h丙 D. h甲h乙h丙 【答案】 B 【解析】【分析】水面的高度取决于物体排开水的体积大小,而排开水的体积大小取决于物体受到 浮力的大小,据此判断即可。 【解答】甲图中,B 叠放在 A 上,二者看做一个整体,在水面漂浮,那么 F浮=GA+GB; 乙图中,B 用细线悬挂在 A 下面,二者看做一个整体,在
14、水面漂浮,那么 F浮=GA+GB; 丙图中,A 漂浮在水面,它受到的浮力等于 GA;B 下沉到水底,它受到的浮力小于 GB , 因此 它们受到的总浮力 F浮F丙; 根据 排 浮 水 可知,它们排开水的体积:V 甲=V乙V丙; 根据 可知,它们引起水的高度变化量:h 甲=h乙h丙; 故选 B。 8.假如地球对物体的引力减小一半,那么对于漂浮在水面上的某艘船来说,它所受的重力和吃水深 度(吃水深度指水面到船底的深度)与原来相比,下列说法中正确的是( ) A. 船受到的重力不变船的吃水深度也不变 B. 船受到的重力减小,船的吃水深度也减小 C. 船受到的重力减小,船的吃水深度不变 D. 船受到的重力
15、不变,船的吃水深度减小 【答案】 C 【解析】【分析】(1)已知物体的质量根据公式 G=mg 计算受到的重力; (2)当船在水面漂浮时,它受到的浮力始终等于重力,然后用阿基米德原理分别计算出前后的 V 排 , 进行比较即可。 【解答】(1)地球的引力减小一半,即 ; 原来船的重力为:G=mg; 现在船的重力为: ; 那么船的重力减小; (2)原来和现在,船都在水面保持漂浮状态, 根据公式 排 浮 水 得到: 那么原来船排开水的体积为: 排 水 ; 现在排开水的体积为: 排 水 水 水 ; 因为 V排=V排 , 所以船排开水的体积不变, 即船的吃水深度不变。 故选 C。 9.将一个生鸡蛋放进盛有
16、清水的杯中,如下图所示,鸡蛋沉入水底,鸡蛋重为 G,然后逐渐向水中 加入食盐并使其溶解, 在鸡蛋渐渐浮起到静止的过程中, 鸡蛋所受的浮力随时间变化正确的是 ( ) A. B. C. D. 【答案】 B 【解析】【分析】(1)根据公式 F浮=液gV排可知,当排开液体的体积相同时,液体密度越大,物 体受到的浮力越大; (2)当物体漂浮时,它受到的浮力等于重力。 据此分析浮力的变化规律。 【解答】在开始一段时间,鸡蛋全部浸没在水中;随着食盐的不断加入,水的密度不断增大,而 V排不变;根据公式 F浮=液gV排可知,它受到的浮力不断增大; (2)当盐水的密度等于鸡蛋的密度时,鸡蛋处于悬浮状态,此时浮力等
17、于重力; (3)当盐水的密度大于鸡蛋的密度时,鸡蛋开始浮出水面,这段时间内,鸡蛋受到的浮力逐渐减 小; (4)当鸡蛋在水面漂浮时,它受到的浮力等于自身重力,即保持不变。 故选 B。 10.甲、 乙两容器分别装有密度为 甲、 乙的液体 今有 A、 B 两个实心小球, 质量分别为 mA、 mB , 体积分别为 VA、 VB , 密度分别为 A、 B (已知它们的密度关系为 甲AB乙) , 则( ) A. 若 VA=VB , 将两球都放入甲容器中,静止时两球所受浮力相等 B. 若 VA=VB , 将两球都放入乙容器中,静止时两球所受浮力之比为 A:B C. 若 mA=mB , 将 A,B 两球分别放
18、入乙、甲容器中,静止时两球所受浮力相等 D. 若 mA=mB将 A,B 两球分别放入甲、乙容器中,静止时两球所受浮力之比为 B:乙 【答案】 D 【解析】【分析】当物体漂浮时,根据二力平衡可知,它受到的浮力等于重力;当物体浸没时,根 据公式 F浮=液gV排计算浮力,据此分析判断即可。 【解答】A.两球都放入甲容器中,由于 甲AB ,所以它们在甲中都处于漂浮状态,那么它们 受到的浮力都等于自身的重力。因为 VA=VB , AB , 根据 G=Vg 可知,它们的重力大小不 等,因此它们受到的浮力不同,故 A 错误; B.因为 AB乙 ,所以将两球都放入乙容器中时,它们都是下沉;若 VA=VB ,那
19、么它们排开 液体的体积相同;根据公式 F浮=液gV排可知,它们受到的浮力相等,故 B 错误; C.将 A 放入乙中,它处于下沉状态,即浮力小于重力;将 B 放入甲中,它处于漂浮状态,即浮力 等于重力。若 mA=mB, 那么它们的重力相等,因此两球受到的浮力不同,故 C 错误; D.若 mA=mB , 那么 GA=GB;将 A 放入甲中处于漂浮状态,那么它受到的浮力等于 A 的重力, 即 F甲=GA=GB;将 B 放入乙中处于下沉状态,那么它受到的浮力 F 乙=乙gVB;那么静止时,它们受 到的浮力之比为:F 甲:F 乙=GB:乙gVB=BgVB:乙gV乙=B:乙 , 故 D 正确。 故选 D。
20、 11.把质量为 0.5 千克、体积为 4 10-4米 3的物体投入水中。若不计水的阻力,当物体静止时,下列 说法中正确的是( ) A. 物体漂浮,F浮=5 牛 B. 物体漂浮,F浮=4 牛 C. 物体悬浮,F浮=5 牛 D. 物体沉底,F浮=4 牛 【答案】 D 【解析】【分析】首先根据公式 F浮=液gV排计算出该物体完全浸没时受到的浮力,然后比较浮力和 重力的大小关系,判断物体的浮沉状态,最后计算它静止时受到的浮力。 【解答】当该物体完全浸没时, 它受到的浮力为:F浮=液gV排=103kg/m3 10N/kg 4 10-4 m3=4N; 物体的重力 G=mg=0.45kg 10N/kg=5
21、N; 因为 F浮”、“=”或“”)。 (2)然后再平稳缓慢地降低溢水杯支架,使金属块完全离开水面(如图丁),可以计算出图丙中金属 块所受到的浮力约为_牛,此时浮力的测量数值将比真实数值_(填“偏大”或“偏小”)。 【答案】 (1)= (2)1.2;偏大 【解析】【分析】(1)金属块受到的浮力等于它排开水的重力,据此进行判断即可; (2)通过丁图得到金属块的重力 G,根据 浮 拉计算金属块受到的浮力;金属块上沾水肯 定会影响测量结果,据此分析。 【解答】(1)甲图中:测力计示数 拉 金属 杯; 乙图中:测力计示数 拉 金属 浮 杯 排水;根据阿基米德原理可知, 浮 排水 , 那 么 拉 金属 杯
22、; 丙图中:测力计的示数与乙图情况相同,还是 拉 金属 杯。 所以在此过程中 甲 乙 丙 。 (2)通过丁图可知,金属块的重力 G=4.2N。 那么丙图中金属块受到的浮力: 浮 拉 ; 因为金属块上沾有水,所以测得的金属块重力 G 偏大,那么测得的浮力值比真实值偏大。 故答案为:(1);(2)1.2N,偏大 四、解答题四、解答题 16.据报道,2018 年 5 月 5 日,直一 18 改进型直升机降落在我国首艘国产航母的甲板上。如图,该 航母满载时排水量为 7000 吨,在海水中吃水深度为 11 米。( 海水10 103千克米 3)该航母满 载时,受到的浮力为_牛,航母底部最低处受到海水的压强
23、为_帕:某架直升机飞离 该航母后,若航母排开的海水体积减少了 7 米 3 , 则该直升机的质量是_千克。 【答案】 7 107;1.1 105;7 103 【解析】【分析】(1)已知排水量根据公式 浮 排计算浮力; (2)已知深度 h 根据公式 水 计算压强; (3)直升机的重力就等于航母减少的浮力,据此解答。 【解答】航母满载时受到的浮力: 浮 排 排 ; 航母底部最低处受到海水的压强: 水 ; 直升机的重力: 浮 水 排 ; 直升机的质量: 。 故答案为: ; ; 17.将一个边长为 0 1m 的实心正方体, 缓慢放入盛满水的烧杯内, 待其静止时, 从烧杯中溢出 0.6kg 的水。(g 取
24、 10Nkg,水的密度 水 =l.0 l03kgm3) (1)求正方体受到的浮力; (2)通过计算判断正方体在水中静止时是漂浮、悬浮、还是沉底? (3)求正方体的密度。 【答案】 (1)由阿基米德原理可得,正方体受到的浮力:F浮=G排=m排g=0.6kg 10Nkg=6N (2)正方体排开水的体积:V 排水 排水 排水 正方体的体积: 物 物 排水 正方体在水中静止时处于漂浮状态. (3)正方体在水中静止时漂浮 正方体的重力: 浮 正方体的质量: 正方体的密度: 【解析】【分析】(1)根据阿基米德原理 F浮=G排求解;(2)先根据 F浮=液V排g 求出 V排 , 再 求出物体的体积,比较 V排
25、和 V物即可;(3)根据 F浮=G排和 m= 求出物体的质量,再根据 = 求 出物体的密度。 18.一个均匀实心物体与弹簧(弹簧所受重力和浮力均不计)的末端相连,浸没在液体中处于静止状 态。 可以根据物体的密度 1与液体的密度 2 之间的关系, 对弹簧长度 L 与原长 L0的关系作出判断, 请利用学过的科学知识,推导出这些关系。(推导中要求写出依据) 【答案】 若 12 , 则物体浸没时受到的浮力重力,所以物体对弹簧用压力,弹簧被压缩, LL0 若 1=2 , 则物体浸没时受到的浮力=重力, 所以物体对弹簧没有力的作用, 弹簧保持原长, L=L0 若 12 , 则物体浸没时受到的浮力重力,所以
26、物体对弹簧用拉力,弹簧被拉伸,LL0 【解析】【分析】首先根据浮沉条件,分别判断物体密度大于液体密度,等于液体密度和小于液体 密度时浮力和重力的大小关系;然后对每种状态下处于平衡状态的物体进行受力分析,得到弹簧力 的方向;弹簧形变的方向与力的方向相反,所以弹力向上为压缩,弹力向下为拉伸,弹力为 0 即弹 簧保持原长。 【解答】根据浮沉条件, 当 时,物体浸没时受到的浮力 浮 ;因为物体静止,所以它受力情况为: 浮 ; 弹簧弹力方向向上,这时弹簧被压缩,即 ; 当 时,物体浸没时受到的浮力 浮 ;因为物体静止,所以它受力情况为: 浮 ; 弹簧弹力为 0,这时弹簧保持原长,即 ; 当 时,物体浸没
27、时受到的浮力 浮 ;因为物体静止,所以它受力情况为: 浮 ; 弹簧弹力方向向下,这时弹簧被拉伸,即 。 19.“054A”型护卫舰是中国人民解放军最先进的护卫舰之一, 该舰满载时吃水深度5m, 排水量4053t, 最大航速 27 节 (1)求“054A”型护卫舰满载时受到的浮力 (2)舰队通常采用前后纵向编队形式前行,而不是“并排”前行请仅利用流体压强与流速的关系进 行解释 【答案】 (1)护卫舰的排水量 排 ; 那么它受到的浮力为: 浮 排 排 ; (2)当两艘护卫舰并排前进时,它们之间的水流速度大于边上的水流速度,那么中间水的压强就是 小于边上水的压强,巨大的水压会将它们推向一起发生碰撞事
28、故,故舰队采用前后纵队形式前进。 【解析】【分析】(1)根据漂浮条件计算即可; (2)流体流速越大的位置压强越小。 20.如图所示是很多公共厕所的自动冲水装置浮筒 A 是边长为 0.2m 的正方体,盖片 B 的面积为 0.8 10-2m2(盖片 B 质量、厚度不计),连接 AB 的是长为 0.3m,体积和质量都不计的硬杆当供 水管流进水箱的水刚好浸没浮筒 A 时, 盖片 B 被拉开, 水通过排水管流出冲洗厕所 (g 取 10N/kg) (1)浮筒 A 完全浸没时所受到的浮力是多少 N? (2)当水箱的水刚好浸没浮筒 A 时,水对盖片 B 的压强是多少 Pa? (3)当水箱的水刚好浸没浮筒 A
29、时,浮筒 A 的质量是多少? 【答案】 (1)解:浮筒 A 所受的浮力为 FA=水gVA=1.0 103kg/m3 10N/kg 8 10-3m3=80N (2)解:当浮筒刚好浸没时,盖片处水的深度为 h=0.2m+0.3m=0.5m 盖片 B 受到水的压强为 P=gh=1.0103kg/m3 10N/kg 0.5m=5 103Pa (3)解:盖片 B 对 A 的拉力 F拉=PS=5 103Pa 0.8 10-2m2=40N, 由题知,浮筒 A 受到的浮力 FA=GA+F拉 , GA=FA-F拉=80N-40N=40N 浮筒 A 的质量为 mA= GA/g=4kg 【解析】【分析】(1)浮筒浸没时,它排开水的体积与自身体积相等,根据公式 FA=水gVA 计算 即可; (2)首先根据盖片的深度 h=AB 长+A 的边长计算出深度 h,然后根据公式 p=水gh 计算即可; (3)首先根据 F拉=PS 计算出盖片对 A 的拉力,然后根据公式 浮力 FA=GA+F拉 计算浮筒 A 的重 力,最后根据公式 计算扶梯 A 的质量。