(完整版)浮力1
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(一)浮力1. 浮力产生的原因:浸在液体中的物体,总要受到液体对它各个面的压力(前后,左右两侧面受到的压力相等),液体对物体向上和向下的压力之差,就是液体对浸入的物体的浮力。
即向下向上浮F F F -=。
压力差越大,物体所受浮力越大。
当物体处于漂浮状态时,浮力等于液体对物体向上的压力,即向上浮F F =。
2. 浮力的方向总是竖直向上的。
(二)阿基米德原理1. 内容:浸在液体中的物体,受到向上的浮力,浮力大小等于它排开的液体受到的重力。
即:排液液排液浮gV G F ρ==。
2. 适用条件:各种液体和气体。
(三)物体的浮沉条件 1. 物体的浮沉条件(1)物体上浮条件:G F >浮,对实心物体液物ρρ<。
(2)物体下沉条件:G F <浮,液物ρρ> (3)物体悬浮条件:G F =浮,液物ρρ=。
以上三点给我们指明判断物体的沉浮或悬浮既可从力的角度,即重力的浮力的大小关系,也可以从密度角度,即物体密度和液体密度的大小关系来判断。
2. 物体上浮的终止状态是漂浮,物体处于漂浮状态时,(物体部分露出液面)G F =浮,它与悬浮的区别是:物体悬浮时物排液V V =,物体漂浮时物排液V V <。
3. 物体浮沉条件的应用(1)轮船的排水量:排水量就是轮船装满货物时排开水的质量。
因为轮船漂浮在水面上,所以此时船受的浮力等于船排开水的重力。
即排水浮G F =。
(2)气球和飞艇的升降靠调整气囊中气体的质量来实现。
(3)潜水艇的下潜和上浮靠改变自身受到的重力来实现。
(4)密度计是测量液体密度的仪器,根据物体漂浮时,物体浸入液体体积的大小与液体密度成反比的原理制成。
(四)求浮力的几种常用方法1. 阿基米德原理。
当已知液体的密度和物体排开液体的体积,可根据排液液浮gV F ρ=求出浮力。
2. 压力差法。
如果已知或根据题给条件能求出浸在液体中的物体上下表面所受液体的压力,要根据S p S p F F F 向下向上向下向上浮-=-=求出浮力。
浮力公式之阳早格格创做公式推算假设有一正圆体重于火中,F浮=ρgh2*S-ρgh1*S(浸出正在火中)=ρgS*Δh=ρ液gV排(通用)=G排液当物体悬浮或者漂浮时,F 浮=G物=m物g道明(1)h2为正圆体下表面到火里距离,h1为正圆体上表面到火里距离,Δh为正圆体之下.(2)“F浮=ρ液gV排=G排液”最要害.F浮=ρ液gV排的公式推导:浮力=排启液体所受重力——F浮=G(物体所受重力)排液=m排液?g =ρ液gV排所以有F浮+G=0(3)给出重浮条件(真心物体,如果是空心物体,则底下公式中的稀度表示物体的仄稳稀度,即物体的总品量除以总体积得到的截止)ρ物>ρ液,下重,G物>F浮ρ物=ρ液,悬浮,G物=F浮(基础物体是空心的)ρ物<ρ液,上调,(停止后漂浮)G物<F浮ρ物<ρ液,漂浮,G物=F浮(果为是上调的末尾地步,所以ρ物<ρ液)ρ物>ρ液,重底,G物=F浮+F杯底对付物的收援力(三力仄稳)露排比公式如果漂浮(那是要害前提!),则:ρ物∶ρ液=V排∶V 物.其中,V物=V排+V露它的变形公式1.(ρ液-ρ物)∶ρ液=V露∶V物2.ρ物∶(ρ液-ρ物)=V排∶V露道明:∵漂浮∴F浮=G物,即ρ液gV排=ρ物gV物,即ρ液V=ρ物V物,即ρ物∶ρ液=V排∶V物(接叉相乘)四种公式视重法:F浮=G-G1(气氛中重力减去正在火中的重力)(用弹簧测力计)公式法:F浮=G排=ρ液gV排(真足浸出)漂浮法:F浮=G物(又喊仄稳法)本理法:F浮=F↓-F↑(上下压力好)惯例:当物体战容器底部稀切交战时,即物体下部不液体.此时物体不受到液体进与的压力,即F浮=0阿基米德本理物体浸正在液体中排启液体的重力等于物体浸正在液体中受到的浮力.即F浮=G液排=ρ液gV排. (V排表示物体排启液体的体积)浮力的应用1.怎么样安排浮力的大小木头漂浮于火里是果为木料的稀度小于火的稀度.把树木掘成“空心”便成了独木舟,自己重力变小,可装载较多人,独木舟排启火的体积变大,删大了可利用的浮力.牙膏卷成一团,重于火底,而“空心”的牙膏皮可浮正在火里上,道明“空心”可安排浮力与重力的闭系.采与“空心”删大概积,进而删大浮力,使物体能漂浮正在液里上.2.轮船轮船能漂浮正在火里的本理:钢铁制制的轮船,由于船体干成空心的,使它排启火的体积删大,受到的浮力删大,那时船受到的浮力等于自己的重力,所以能浮正在火里上.它是利用物体漂浮正在液里的条件F浮=G去处事的,只消船的重力稳定,无论船正在海里仍旧河里,它受到的浮力稳定.(不过海火河火稀度分歧,轮船的吃火线分歧)根据阿基米德本理,F浮=ρ液gV排,它正在海里战河里浸进火中的体积分歧.轮船的大小通时常使用它的排火量去表示.所谓排火量便是指轮船正在谦载时排启火的品量.轮船谦载时受到的浮力F浮=G排=m排g.而轮船是漂浮正在液里上的,F浮=G船+G货=m船g+m货g,果此有m排=m船+m货.3.潜火艇浸出正在火中的潜火艇排启火的体积,无论下潜多深,末究稳定,所以潜火艇所受的浮力末究稳定.潜火艇的上调战下重是靠压缩气氛安排火舱里火的几去统制自己的重力而真止的(改变自己重力:排火充火).若要下重,可充火,使F浮<G;若要上调,可排火,使F浮>G.正在潜火艇浮出海里的历程中,果为排启火的体积减小,所以浮力渐渐减小,当它正在海里上止驶时,受到的浮力大小等于潜火艇的重力(漂浮).飞艇气球战飞艇里充的是稀度小于气氛的气体,热气球里充的是被焚烧器加热、体积伸展、稀度变小了的热气氛.F浮=ρ气氛gV,G球=ρ气gV+G壳,当F浮≥G球时,气球或者飞艇可降上天空.若要使充氦气或者氢气的气球或者飞艇落回大天,不妨搁出球内的一部分气体,使气球积缩小,浮力减小,使浮力小于G球.对付于热气球,只消停止加热,热气氛热却,气球体积便会缩小,减小浮力,使浮力小于G球而落回大天.(共理,热气氛的进与,热气氛的背下,产死了对付流:风)5.稀度计稀度计是利用物体浮正在液里的条件去处事的,用稀度计丈量液体的稀度时,它受到的浮力总等于它的重力,由于稀度计创制佳后它的重力便决定了,所以它正在分歧液体中漂浮时所受到的浮力皆相共,根据可知:待测液体的稀度越大,稀度计浸进液体中的体积则越小,暴露部分的体积便越大;反之待测液体稀度越小,稀度计浸进液体中的体积则越大,暴露部分的体积便越小,所以稀度计上的刻度值是“上小下大”.估计公式1 称量法该法适用于百般浮力商量题估计,时常战弹簧测力计连正在所有出题目,分值较大,需要牢牢掌握,但是估计公式格外简朴F浮=G物-F推(推力)2 成果法该法只需掌握其本理,便是浮力爆收的本果,普遍正在初中阶段不干估计央供,其公式为F浮=F进与-F背下(其中进与背下的力是相对付浸出正在火中的物体而止)或者F 浮=F进与(那是指漂浮物体),但是正在那条上需注意,若题目证明物体下端与容器底部稀切交战,那是不存留浮力的3 阿基米德法该法经时常使用于估计,普遍与仄稳法使用,公式为F 浮=ρ物gV排4 仄稳法该法正在上述浮力公式的推算已经很仔细了,尔不过道正在漂浮与悬浮时F浮=G物5 附加适用于推算浮力的公式G物=ρ物gV物当悬浮与下重时V物=V排即浮力有4种状态4个估计公式估计题的4个思路浮力的估计有4个1 F=G排=P液gV排2 F=G物(当漂浮或者悬浮时)3 F=F进与-F背下那是浮力爆收的本果便是浮力等于液体对付物体进与的压力减去背下的压力4 F=G物-G侵用弹簧测力计正在气氛中称物体为G物侵进火中为G侵则F=G物-G侵浮力的估计惟有那4种所以您正在算浮力的时间便套那几个公式便止闭于受力分解那非常闭键便是把物体受到的所有力以及力的目标皆绘出去包罗重力浮力收援力推力等等分解完了根据仄稳例等式戴公式便止了。
1、浮力:浸在液体(或气体)中的物体,受到液体(或气体)向上的力叫 。
一切浸在液体(或气体)中的物体,都会受到液体(或气体)对它的浮力,浮力的施力物体是或 ,受力物体是 。
浮力的方向是 。
2、浮力的产生原因:浮力是由于浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)对它 或 的压力差而产生的。
F 浮=F 向上-F 向下3、阿基米德原理: ,用公式表示是 。
例1、如图所示,一个长方体的金属块,上下表面积是4厘米2,高为5厘米,用细线系好后浸没在水中,上表面在水面下10厘米处,则上表面受到的压力向_________,大小是_______牛;下表面受的压力向______,大小是___ ___牛,金属块受的浮力是_______牛。
例2、(上海)体积为3×10-4米3的金属块浸没在水中。
求:(1)该金属块排开水的体积V 排。
(2)该金属块所受到的浮力例3、(2010年广西柳州)图5所示,体积相等的三个小球静止在水中,关于它们受到的浮力大小正确是( )B.F A <F B <F cC. F A >F B =F cD.F A < F B =F c1、(衢州)如图是某同学自制的水上自行车。
她在普通自行车上安装8个密闭的空水桶(每个水桶体积为0.02米3),并在车后轮装上若干塑料片。
该同学在水面上骑自行车匀速前进时,平均每个水桶约有二分之一体积浸在水中,不计车轮和塑料片排开水的体积,则此时水上自行车受到的浮力约为 牛。
2、下列关于浮力的说法中正确的是( )A .浮力都是由水产生的B . 在不同液体中浮力的方向会不同C .只有固体才能受到浮力的作用D .浮力的方向与重力的方向相反3、如图所示,A,B是自由移动的物体,C,D是紧紧粘在容器内的物体,现在往容器内注入一些水,则下列说法错误的是( )A.A物体一定受浮力的作用 B.B物体一定受浮力的作用C.C物体一定受浮力的作用 D.D物体一定受浮力的作用4、如图所示,把梯形物体浸没在水中,则甲乙两种放法物体所受浮力( )A.甲大 B.乙大 C.一样大 D.无法判断5、下列判断正确的是( )A.露出水面前,浮力逐渐增大,露出水面后,浮力继续增大,最后保持不变B.露出水面前,浮力保持不变,露出水面后,浮力仍保持不变C.露出水面前,浮力逐渐减小,露出水面时,浮力保持不变D.露出水面前,浮力保持不变,露出水面后,浮力先减小,最后保持不变6、(2010宁夏,)关于物体所受的浮力,下列说法中正确的是( )A 漂浮的物体比沉底的物体受到的浮力大 B.物体的密度越大受到的浮力越大C.物体排开液体的体积越大受到的浮力越大D.液体中的物体受到的浮力与深度有关7、根据下面给出的数据,能用阿基米德定律计算出浮力大小的一组数据是( ).A.物体体积和液体密度B.物体体积和物体密度C.液体密度和物体所在处的深度D.液体的密度和物体所排开液体的体积8、(南昌) “远征号”潜水艇在东海执行完任务后返回到长江某基地,请在图13中画出潜水艇加速上浮过程中所受重力和浮力的示意图.1、A 、B 和C 三个体积相同而材料不同的实心球放入盛有液体的容器中,各球所处位置如图13—26所示,从而可以判断_____球受到的浮力最小,A 球受到的浮力_____B 球受到的浮力.(填“小于”“大于”或“等于”)2、有甲乙丙丁四个体积相等,形状相同的球,把他们投入水中静止情况如图所示,已知甲球是铁做成的,那么:(1) 他们所受到浮力最小的是(2) 四个球中受到的浮力等于它们自身重力的球是 ;(3) 受到浮力相等的球有(4) 肯定是空心的球是 最重的球是 ,最轻的球是平均密度小于水的有 ,等于水的有 ,大于水的有YYL0013(2010年烟台)在探究“浮力大小等于什么”的实验中,小明同学的一次操作过程如图17所示.(1)测出铁块所受到的重力G 铁(2)将水倒入溢水杯中(3)把铁块浸入溢水杯中,读出测力计示数F(4)测出小桶和被排开水的总重G(5)记录分析数据,归纳总结实验结论,整理器材 分析评估小明的实验,指出存在的问题并修正.(yyl003)LY0013.同一个正方体先后放入a 、b 、c 三种液体中,静止时如图6所示,下列判断正确的是( ) 图13A .物体受到的浮力F a >F b =F cB .物体上下表面所受的压力差不等C .物体下表面受到液体的压强p a >p b =p cD .液体的密度ρa >ρb >ρcDYZ0013、在公园平静的湖水中,经常能看到从湖底产生的气泡向上升。
1.3 浮力(一)中国有句古训,叫做“水能载舟,亦能覆舟”。
船既能够浮在水面上,为什么有时又会在水中沉没呢?生活中时有发生人在江河湖海中溺水身亡的事件,但在中东地区的死海,人为什么能悠然自得地躺在水面上看报呢?一、浮力【活动一】1.将一个空塑料瓶的瓶盖旋紧,然后把它压入水中,如图1-15所示,你的手有什么感觉?2.将手松开后,观察瓶子运动的情况。
实验说明:在水中会上浮的物体受到水向上的浮力。
【活动二】1.如图1-16所示,将物体挂在弹簧测力计下,弹簧测力计的读数F1=________牛。
2.再将物体浸入水中,弹簧测力计的读数F2=_________ 牛。
3.弹簧测力计的两次测量读数发生的变化说明了什么?实验说明:水(或其它液体)会对浸入其中的物体产生一个向上的浮力。
同时获得测量浮力的一种方法—称量法。
1、浮力(1)定义:一切浸入液体(气体)的物体都受到液体(气体)对它竖直向上的力叫浮力。
(2)方向:竖直向上;施力物体液(气)体;受力物体:浸入液体(或气体)中的物体。
(3)产生根本原因:液(气)体对物体上下表面都有压力,浮力是上下表面的压力差(F下—F上)。
如图所示(直柱体上下表面积均为S):注意:沉入底部,且底部与水底“紧密接触”“缝合”的直柱体,不受浮力,反而受到液体产生的向下的压力。
2、影响浮力大小的因素(1)液体(或气体)的密度;(2)物体排开液体(或气体)的体积有关。
二、阿基米德原理【探究】浮力大小的相关因素1. 提出问题:浸在液体中的物体受到液体向上的浮力,那么浮力的大小等于什么?2. 猜想假设:物体所受浮力的大小跟物体排开液体的重力有关3. 实验装置及操作过程:4. 实验步骤:(1)在烧杯出水口内、外两侧涂上“黄油”,然后按图甲所示将烧杯放置好,并向烧杯中装水直到溢出的水能从出水口全部流入下面的小桶中为止,这样烧杯被改装成了简易溢水杯;(2)倒掉小桶中的水,在空气中用弹簧测力计分别测出石块的重力G石和小桶的重力G桶,如图乙所示,记录在表格中,并把小桶放回原处;(3)照图丙所示,用弹簧测力计吊着石块慢慢浸没在溢水杯的水中后,读出弹簧测力计的示数F,并记录在表格中;(4)等石块排出的水全部流入小桶中后,用弹簧测力计测出小桶和排出的水的总重G桶+水,并记录在表格中;(5)根据表格中的数据,求出F浮、G排然后比较F浮、G排的大小,得出结论。
浮力中考精选试题含答案一、填空题1.潜水艇能潜入水下航行,进行侦察和袭击,是一种很重要的军用舰艇。
潜水艇漂浮在水面时,其所受浮力与重力的大小关系为F浮__=__(选填“>”“<”或“=”)G;当潜水艇水舱充水时,潜水艇将__下沉__(选填“上浮”“下沉”或“悬浮”)。
2.同样重的实心铜块和实心铁块,都浸没在煤油中,这时__铁__(选填“铜”或“铁”)块受到的浮力大。
同样重的实心铜块和实心铁块,铜块浸没在煤油中,铁块浸没在水中,这时__铁__(选填“铜”或“铁”)块受到的浮力大。
3. A、B两只鸡蛋放入水中的状态如图所示。
两只鸡蛋的体积分别是V A、V B,质量分别是m A、m B,两只鸡蛋受到的浮力分别为F A=__m A g__,F B=__ρgV B__。
(已知水的密度为ρ)[解析] 鸡蛋A处于漂浮状态,所以,浮力等于自身的重力,则鸡蛋A 受到的浮力F A=G A=m A g;鸡蛋B下沉到容器底部,所以,浮力小于自身的重力,则鸡蛋B受到的浮力F B=ρgV B。
4.取一只空牙膏皮,一次将它挤瘪,一次将它撑开,两次都拧紧盖后,先后放入同一杯水中,如图所示。
两次牙膏皮的质量m甲和m乙的大小关系为m甲__等于__m乙;两次所受的浮力F甲和F乙的大小关系为F甲__小于__F 乙;两次杯底受到水的压强p甲和p乙的大小关系为p甲__小于__p乙。
(选填“大于”“小于”或“等于”)[解析] 牙膏袋的形状发生变化,但质量不变,所以m甲=m乙;甲下沉,F浮<G,乙漂浮,F浮=G,所以F甲<F乙;由F浮=ρ水gV排可得,V排甲<V排乙;由于两次都拧紧盖后先后放入同一杯水中,所以h甲<h乙,由p=ρ水gh得p甲<p乙。
二、选择题5.两手分别拿着一个小木块和一个大石块浸没在水中,同时松手,小木块上浮,大石块下沉。
比较松手时两者所受的浮力( B )A.木块受的浮力大B.石块受的浮力大C.两者受的浮力一样大 D.条件不足,无法比较6.如图所示,压在杯底的乒乓球,上浮时会弹离水面。
下列说法正确的是( D ) A.乒乓球上浮过程中,受到的浮力始终不变B.乒乓球弹离水面后上升,是由于水的浮力作用C.乒乓球上浮过程中,水对杯底的压强始终不变D.乒乓球上浮过程中,水对杯底的压强先不变,后减小7.海权握,国则兴。
建设一支强大的海军是实现中国梦的有力保障,潜水艇是海军的战略重器。
如图所示的是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海中悬浮、上浮、漂浮训练过程,下列对此潜艇分析正确的是( C )A.上浮过程中所受浮力逐渐变大B.悬浮和漂浮时所受的浮力相等C.漂浮时排开的海水所受的重力最小D.漂浮时潜艇底部所受海水压强最大[解析] 潜艇上浮过程中,露出水面前,V排不变,根据F浮=ρ液gV排可知,潜艇所受浮力不变;逐渐露出水面时,V排减小,潜艇所受浮力减小,故A项错误。
由图可知,悬浮时排开海水的体积大于漂浮时排开海水的体积,由F浮=ρ液gV 排可知,潜艇悬浮时所受浮力大,即F悬浮>F漂浮,故B项错误。
根据阿基米德原理可知,浮力等于排开液体所受的重力;由B项可知F悬浮>F漂浮,所以漂浮时排开海水所受的重力最小,故C项正确。
由图可知,潜艇漂浮时其底部所处深度最小,根据p=ρgh可知,此时潜艇底部所受海水压强最小,故D项错误。
【点评】本题考查了学生对阿基米德原理、液体压强公式的理解与运用;注意潜艇悬浮和漂浮时所受的浮力并不相等,虽然都处于平衡状态,但水舱中水的重力、排开液体的体积不同,故这两种状态下浮力不相等。
8.关于物体浮沉条件及应用实例,下列分析合理的是( A )A.同一密度计在不同液体中漂浮时,所受浮力大小相同B.轮船从长江驶入东海,吃水深度变大C.橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面,是通过改变自身重力实现的D.潜水艇靠改变排开水的体积来改变浮力,从而实现上浮和下沉[解析] 密度计是漂浮在液体中,所受浮力等于本身的重力,而重力不变,所以所受浮力大小相同,故A项正确;轮船从长江驶入东海,所受浮力等于本身的重力不变,由于水的密度变大,则轮船浸入水的体积变小,所以吃水深度变小,故B项错误;橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面,橡皮泥的重力不变,是通过改变排开水的体积来实现漂浮的,故C项错误;潜水艇在水中排开水的体积不变,受到的浮力不变,为了实现上浮和下沉,是通过改变自身的重力来实现的,故D项错误。
9.如图所示,质量相等的甲、乙两球分别悬浮、漂浮在水中,下列说法正确的是( D )A.甲球受到的浮力大B.乙球受到的浮力大C.甲球浸在水中的体积大D.两球浸在水中的体积一样大[解析] 甲、乙两球分别悬浮、漂浮在水中,根据漂浮和悬浮条件可知:F浮甲=G甲,F浮乙=G乙,由于两球质量相等,重力相等,所以浮力相等,故A、B项错误;由F浮=G排=ρ水gV排可得,V排相同,所以两球浸在水中的体积一样大,故C项错误,D项正确。
10.一枚重力为G的鸡蛋悬浮在盐水中,如图所示。
往盐水中继续均匀缓慢加盐,鸡蛋所受浮力F随时间t变化的图象可能是( A )[解析] 因为鸡蛋悬浮在盐水中时,根据悬浮条件可知:浮力等于鸡蛋的重力;往盐水中继续均匀缓慢加盐,盐水密度增大,浮出水面前鸡蛋排开水的体积不变,根据公式F浮=ρgV排可知鸡蛋所受浮力逐渐增大;浮出水面后,鸡蛋漂浮时所受浮力等于鸡蛋的重力,浮力不再变化。
鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象应该是开始浮力变大,后来不变。
由此分析可知:选项A项正确,B、C、D项错误。
【点评】本题考查浮力公式的应用和物体的浮沉条件,关键知道物体密度大于液体密度时物体会下沉,物体漂浮或悬浮时浮力等于物体的重力,影响浮力的因素有液体密度和物体排开液体的体积,本题考查的是液体密度对物体所受浮力的影响。
11. (多选)水平桌面上有甲、乙两个相同的烧杯,都装有一些水,将不同材料制成的、体积相同的两个空心球a和b放入两个烧杯的水中,静止时,a球下沉到烧杯底部,b球漂浮在水面,且两个烧杯中的水面恰好相平,如图所示。
则下列说法正确的是( ABD )A.两个烧杯底部受到水的压力相等B.a球受到的浮力大于b球受到的浮力C.a球材料的密度一定大于b球材料的密度D.甲烧杯对桌面的压力大于乙烧杯对桌面的压力三、简答题与计算题12.小明用阿基米德原理测某物体密度的操作过程如图所示,他用细绳将物体悬挂在弹簧测力计的挂钩上,然后把物体浸没在盛满水的溢水杯中,此时弹簧测力计示数为F=0.3 N,接着再分别用弹簧测力计测出小桶与排开水的总重为G1=0.5 N和空小桶的重为G2=0.2 N。
求:(1)物体浸没水中所受的浮力。
(2)物体的重力。
(3)物体的密度。
解:(1)物体排开水的重G排=G1-G2=0.5 N-0.2 N=0.3 N,由阿基米德原理可得,物体浸没水中所受的浮力F浮=G排=0.3 N。
(2)由F浮=G-F可得,物体的重力G=F浮+F=0.3 N+0.3 N=0.6 N。
(3)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以,由F浮=ρgV排可得,物块的体积V=V排=,由G=mg可得,物块的质量m=,则物块的密度ρ===ρ水=×1.0×103 kg/m3=2×103 kg/m3。
答:(1)物体浸没水中所受的浮力为0.3 N。
(2)物体的重力为0.6 N。
(3)物体的密度为2×103 kg/m3。
13.如图所示,放在水平面上装满水的一溢水杯,水深为20 cm。
弹簧测力计挂着重为10 N的物块。
现将物块浸没在装满水的溢水杯中,静止后溢出水的质量为0.4 kg。
(g取10 N/kg)求:(1)弹簧测力计的示数。
(2)物体的密度。
解:(1)物块受到浮力F浮=G排=m排g=0.4 kg×10 N/kg=4 N,弹簧测力计读数F=G-F浮=10 N-4 N=6 N。
(3)F浮=G排=ρ水gV排=ρ水gV可得:物块的体积V=V排===4×10-4 m3,物块的质量m===1 kg,物块的密度ρ===2.5×103 kg/m3。
答:(1)弹簧测力计的读数为6 N。
(2)物块的密度为2.5×103 kg/m3。
14.小希在学习了密度和浮力的相关知识后,利用自制的量筒和其他实验器材按照如图所示的步骤进行了实验。
请结合图中提供的信息,计算:(1)石块在水中受到的浮力。
(2)石块的密度。
解:(1)由图(1)、(2)可知:石块浸没于水中排开水的体积V排1=V2-V1=450 mL -400 mL=50 mL=50 cm3=5×10-5 m3,石块受到的浮力F浮1=ρ水gV排1=1×103 kg/m3×9.8 N/kg×5×10-5 m3=0.49 N。
(2)由图(1)、(3)可知石块漂浮在盐水上时排开盐水的体积V排2=V3-V1=448 mL-400 mL=48 mL=48 cm3=4.8×10-5 m3,由图(4)可知:盐水密度ρ盐水=1.25×103 kg/m3,石块的体积V=V排1=5×10-5 m3,所以根据漂浮条件可知:石块的重力G=F浮2=ρ盐水gV排2=1.25×103 kg/m3×9.8 N/kg×4.8×10-5 m3=0.588 N。
由G=mg=ρVg可得:石块密度ρ===1.2×103 kg/m3。
答:(1)石块在水中受到的浮力为0.49 N。
(2)石块的密度为1.2×103 kg/m3。
四、实验与探究题15.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盐水),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)分析图甲、乙、丙,说明浮力的大小与__物体排开液体的体积__有关。
(2)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,可选用__丙、丁__图的装置来进行操作。
(3)圆柱体浸没在水中时受到的浮力是__4__N,圆柱体的体积是__4×10-4__m3。
(g取10 N/kg)(4)用图示实验数据测出盐水的密度是__1.1×103__kg/m3。
16.小帆同学在学习了“阿基米德原理”后,发现用弹簧测力计也可以测出液体的密度。
下面是他设计测量盐水密度的实验步骤:(1)如图甲,把一个合金块用细线悬挂在弹簧测力计的挂钩上,测出合金块的重力G=4.0 N;(2)如图乙,将挂在弹簧测力计挂钩上的合金块浸没在盐水中,记下弹簧测力计的示数F=__3.4__N;(3)计算合金块浸没在盐水中所受到的浮力F浮=__0.6__N;(4)根据阿基米德原理计算该盐水的密度ρ=__1.2×103__kg/m3。