(3)序号1的实验中瓶和沙的总质量m=0.2kg, 则瓶和沙的总重力G=mg=0.2kg×10N/kg=2N, ∴F浮=G=2N, 又∵F浮=ρgV排=ρgSh, ∴ρ==≈1.1×10kg/m. 333故答案为:(1)正;(2)<;(3)2;1.1×10. 点评: 本题考查了阿基米德原理和重力的计算、密度的计算等,解题的关键是对实验记录数据的理解和分析,还要学会灵活运用公式及其变形. 69.(8分)(2009?湖州)某科学兴趣小组用以下器材设计实验,探究“物体漂浮时,所受浮力与自才身重力的大小关系”.
器材:弹簧秤、量筒、小塑料瓶、细线、若干玻璃珠.
①向量筒中注入适量的水,读出量筒中水的体积V1=30毫升.
②在质量为5克的小塑料瓶中放入适量的玻璃珠,测出放有玻璃珠的小塑料瓶的重力G ③将该小塑料瓶放入量筒中,使它浮在水面上.稳定时读出水面对应的刻度V2=90毫升. ④比较小塑料瓶的重力和所受的浮力的大小关系,可以初步得出结论.
(1)使用测量仪器前,应观察它的量程和最小刻度值.图示弹簧测力计的量程是 0~5 牛.
(2)小塑料瓶本身就能浮在水面,实验时为什么还要放入适量的玻璃珠? 能用弹簧测力计较准确地测出塑料瓶自重 .
(3)计算放有玻璃珠的小塑料瓶所受的浮力F= 0.6 牛.(g=10N/kg)
考点: 物体的浮沉条件及其应用;弹簧测力计的使用与读数;阿基米德原理。 专题: 计算题;实验题;简答题。 分析: (1)从图示弹簧测力计找出弹簧测力计的量程; (2)因为小塑料瓶重较小,达不到弹簧测力计的分度值,为能较准确测量自重,放入适量的玻璃珠;同时放入量筒后,能排开更多的水,便于读出v排; (3)求出排开水的体积,利用阿基米德原理求放有玻璃珠的小塑料瓶所受的浮力. 解答: 解:(1)由图可知,弹簧测力计的量程为0~5N; (2)放入适量的玻璃珠,可以增大小塑料瓶自重,便于较准确的测出塑料瓶自重和排开水的体积; (3)由题知小塑料瓶排开水的体积: v排=90ml﹣30ml=60ml=60×10m, 放有玻璃珠的小塑料瓶所受的浮力: F浮=ρ水v排g=1×10kg/m×10N/kg×60×10m=0.6N. 故答案为:(1)5;(2)能用弹簧测力计较准确地测出塑料瓶自重;(3)0.6. 点评: 本题考查了学生分析实验、处理实验数据得出结论的能力,计算时要单位统一,特别记住:1ml=1×106m3. 70.(2009?安顺)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下的猜想: ①可能跟物体浸入液体的深度有关;
﹣﹣6333﹣63
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②可能跟物体的重力有关; ③可能跟物体的体积有关;
④可能跟物体浸入液体的体积有关; ⑤可能跟液体的密度有关.
为了验证上述猜想,小明做了如图所示的实验;他在弹簧测力计下端挂一个铁块,依次把它缓缓地浸入水中不同位置,在这一实验中:
(1)铁块分别在水中1一2一3的位置,观察弹簧测力计的示数怎样变化?在位置3一4中,弹簧测力计的示数又怎样变化?能说明什么间题.
(2)比较实验的整个过程,分析弹簧测力计的示数的变化规律,可以总结出什么结论.能证明上述哪个猜想是正确的?
考点: 探究浮力大小的实验。 专题: 实验题;控制变量法。 分析: 浮力的大小可能跟液体的密度、物体排开液体的体积、物体浸没到液体的深度、可能跟物体的重力、可能跟物体的体积有关,研究浮力大小的影响因素时,采用控制变量法. 解答: 解:(1)铁块分别在水中1一2一3的位置,观察弹簧测力计的示数变小,说明浮力大小与物体排开液体的体积有关. (2)在位置3一4中,弹簧测力计的示数不变,说明浮力大小与物体浸没到液体的深度无关. (3)弹簧测力计的示数先变小后不变,说明浮力先减小后不变.得到的结论:物体浸入液体的体积越大,受到的浮力越大,与物体浸没的深度无关. 答:(1)变小;不变,说明物体受到的浮力与浸入液体的深度无关. (2)物体浸入液体的体积越大,受到的浮力越大,与物体浸没的深度无关.能证明猜想④正确. 点评: 掌握浮力大小的影响因素,掌握用控制变量法研究浮力大小的影响因素. 四、简答与计算题
71.如图所示的大鱼和小鱼的争论中,请你评判一下谁对谁错?并说明理由.
考点: 阿基米德原理。 专题: 应用题;简答题。 分析: 浸在液体中的物体受到液体的浮力,浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积成正比,与物体所在深度的大小无关. 解答: 答: 大鱼说的对. 由公式F浮=ρ液gV排知:在同一液体中,液体密度相同,浮力的大小决定于排开液体的体积,大鱼排开液体的体积较大,所以受到的浮力较大;小鱼所在的深度较大,但浮力与深度无关. 点评: 利用公式分析物理量的变化时,公式中有的物理量不一定对研究对象有影响(如常数),公式中没有的物理
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量对研究对象一定没有影响. 72.(宿迁)将一个鸡蛋轻轻放入烧杯水中,然后向水中加盐,使鸡蛋上浮,如图所示. (1)在图中画出鸡蛋上浮时的受力示意图;
(2)鸡蛋浮出水面后,不会立即停止,还会上升一些,这是什么原因? 答: 因为鸡蛋具有惯性,所以不会立即停止 .
考点: 物体的浮沉条件及其应用;力的示意图;惯性。 专题: 作图题;简答题。 分析: (1)鸡蛋在水中受竖直向上的浮力及竖直向下的重力,作图时注意方向及两力的大小关系即可; (2)鸡蛋由于具有惯性而不会立即停下来. 解答: 解:鸡蛋受向上的浮力及向下的重力,两力在同条直线上,上浮时浮力要大于重力,故浮力应大于重力; 故答案如图: (2)鸡蛋浮出水面后,由于具有惯性而保持原来的速度,故鸡蛋还会上升. 点评: 本题考查力的作图,作图时应注意作图的要求:应标明力的名称,注意力的大小方向作用点. 73.在烧开水时,我们都看到过这样的现象:水中产生大量的气泡,这些气泡不断上升,到达水面时破裂并放出水蒸气.你能否用学到的液体压强知识和浮力知识来解释这个现象?
考点: 沸腾及沸腾条件;液体的压强的计算;阿基米德原理。 专题: 应用题;简答题。 分析: 根据液体压强的知识,气泡越向上,气泡外的液体压强就越小,气泡内的压强一定,气泡就会越向上越大,体积越大,由阿基米德原理知道受到的浮力就越大. 解答: 解:水在沸腾时,上下方水的温度是一定的,根据液体压强的知识,气泡越向上,气泡外的液体压强就越小,气泡内的压强一定,气泡就会越向上越大,体积变大;体积越大,受到的浮力就越大,到水面处,液体压强为0胀破. 点评: 此题考查到三个方面,一个是学生平时实验时是不是认真观察,有没有养成认真观察实验现象的好习惯;另两个是关于液体压强和浮力的知识.
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74.人们常用“冰山一角”来形容事物显露出来的仅仅是其很小的一部分,更多的还隐藏在表面现象之下.事实上,冰山浮在海水中的确只露“一角”,那么这露出的“一角”到底占冰山大小的多少呢?请你用物理知识通过计算和简要是文字具体说明.
(ρ冰=0.9×10kg/m,ρ海水=1.03×10kg/m)
3
3
3
3
考点: 阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用。 专题: 计算题;应用题。 分析: 利用漂浮条件F浮=G冰=ρ冰v冰g和阿基米德原理F浮=G排=ρ液v排g,V冰=V排+V露可以求出V露(冰山一角)与V冰的关系 解答: 解:∵ρ冰<ρ水, ∴冰在水中要漂浮,F浮=G冰=ρ冰v冰g 又∵F浮=G排=ρ液v排g, ∴ρ冰v冰g=ρ液v排g ∵V冰=V排+V露, ∴V排=V冰﹣V露 ∴ρ冰v冰g=ρ液(V冰﹣V露)g ∴===; ∴=1﹣≈12.6%. 答:露出的“一角”占冰山的12.6%. 点评: 本题考查阿基米德原理和物体浮沉条件的应用;物体漂浮时F浮=G冰=ρ冰v冰g和阿基米德原理F浮=G排=ρ液v排g,要综合使用,找出内在联系:v冰=v排+v露、m物=m排、F浮=G冰、F浮=G排. 75.(宿迁)打捞沉船时,常先将金属浮箱注满水,沉入水底,再用钢绳将其固定在沉船上,然后向浮箱中压入气体排出浮箱内的水,这样浮箱就可上浮把沉船拉起.某次打捞作业中,所用的浮箱边长为2m的正方体,自重2000N.当浮箱上表面沉到距水面20m处时(g取10N/kg),求: (1)浮箱上表面受到水的压强; (2)浮箱受到水的浮力;
(3)当把浮箱内水全部排出,浮箱与沉船一起匀速上浮时,浮箱对沉船的拉力. 考点: 液体的压强的计算;力的合成与应用;浮力大小的计算。 专题: 计算题;应用题。 分析: (1)知道浮箱上表面所处深度和水的密度,利用液体压强公式计算水对浮箱上表面的压强; (2)知道浮箱边长,计算浮箱的体积(排开水的体积),利用阿基米德原理计算浮箱受到的浮力; (3)知道浮箱与沉船一起匀速上浮,浮箱受到的浮力等于浮箱受到的重力加上沉船对浮箱的拉力,根据力的作用是相互的求出浮箱对沉船的拉力. 解答: 解:(1)浮箱上表面受到水的压强: 335p=ρgh=1.0×10kg/m×10N/kg×20m=2×10Pa; 33(2)由题知,v排=v箱=(2m)=8m,
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浮箱受到水的浮力: F浮=ρ水gv排=1.0×10kg/m×10N/kg×8m=8×10N; (3)∵浮箱与沉船一起匀速上浮, ∴浮箱受到的浮力等于浮箱受到的重力加上沉船对浮箱的拉力, 即:F浮=G+F, 44∴F=F浮﹣G=8×10N﹣2000N=7.8×10N; ∴浮箱对沉船的拉力: 4F′=F=7.8×10N. 5答:(1)浮箱上表面受到水的压强为2×10Pa; 4(2)浮箱受到水的浮力为8×10N; 4(3)浮箱对沉船的拉力为7.8×10N. 点评: 本题考查了学生对液体压强公式、阿基米德原理的掌握和运用,涉及到浮箱竖直方向上的受力平衡和力的作用是相互的,综合性强,属于难题. 76.体积为10m的气球,自重为60牛. (1)求气球在空气中受到的浮力;
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(2)气球最多能载多重的物体?(空气的密度为1.29千克/米,g取10N/kg) 考点: 浮力大小的计算。 专题: 计算题;应用题。 分析: (1)已知空气的密度和气球的体积,根据公式F浮=ρgV排可求气球受到的浮力. (2)气球受到的浮力等于气球自重加上最多能提升的物体重,据此求解. 33解答: 解:(1)这个气球在空气中受到的浮力为F浮=ρgV排=1.29kg/m×10N/kg×10m=129N. 答:气球在空气中受到的浮力为129牛. 33343
(2)∵F浮=G球+G物体, ∴这只气球最多能提升的物体重:G物体=F浮﹣G球=129N﹣60N=69N. 答:气球最多能载69牛重的物体. 点评: 本题考查了学生对阿基米德原理和力的合成的掌握和运用,阿基米德原理也适用于气体.关键是浮力公式的应用,本题相对比较简单,主要考查基础知识. 77.将一个实心小球先后放入盛有足量的水和足量的酒精的两个容器中,小球静止时受到的浮力分别是4.5N和4.0N,
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小球的密度比水的密度小,但比酒精的密度大,酒精的密度为0.8×10kg/m. (1)试分析说明小球在这两种液体中的浮沉状态. (2)根据题中所给条件求出与小球有关的物理量.(取g=10N/kg). 考点: 物体的浮沉条件及其应用;密度公式的应用;重力的计算;阿基米德原理。 专题: 计算题;答案开放型;条件开放型。 分析: (1)根据小球的密度与水的密度、酒精的密度关系,判断小球在水中和酒精中所处的状态; (2)在水中漂浮,知道受到的浮力,根据物体的漂浮条件和重力公式求小球重和小球的质量; 在酒精中下沉,知道受到的浮力,利用阿基米德原理可求排开酒精的体积(小球的体积),再利用密度公式求小球的密度. 解答: 解:(1)∵ρ球<ρ水,ρ球>ρ酒精, ∴实心小球在水中漂浮、在酒精中下沉浸没在容器底; (2)∵在水中漂浮, ∴球的重: G球=F浮水=4.5N, ∵G=mg, ∴球的质量:
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