第八講浮力課時(shí)1 阿基米德原理命題點(diǎn)1. (xx長(zhǎng)沙31題6分)小王為研究浸在液體中的物體所受浮力的規(guī)律，做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)，分析比較圖中有關(guān)數(shù)據(jù)可知：物體所受浮力的大小與物體浸沒(méi)在液體中的深度_(選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”)，物體浸沒(méi)時(shí)受到的浮力為_(kāi)N物體的體積為_(kāi)m3.(水1.0103 kg/m3，取g10 N/kg)第1題圖2. (xx長(zhǎng)沙32題6分)今年“五一”節(jié)期間，小昭和媽媽到無(wú)錫旅游，買(mǎi)了一只宜興茶壺她聽(tīng)說(shuō)宜興茶壺是用宜興特有的泥土制成的，就想利用所學(xué)的物理知識(shí)測(cè)出這種泥土的密度她用天平分別測(cè)得壺蓋的質(zhì)量為44.4 g，空茶壺的總質(zhì)量為158 g，裝滿水后其總質(zhì)量為650 g，然后再把壺蓋浸沒(méi)在盛滿水的溢水杯中，測(cè)得溢出的水的質(zhì)量是14.8 g已知茶壺底與水平桌面的接觸面積是60 cm2.則壺蓋在溢水杯中受到的浮力是_N，茶壺裝水前、后對(duì)桌面的壓強(qiáng)之差是_Pa，制成茶壺的泥土密度是_kg/m3.(水1.0103 kg/m3，取g10 N/kg)3. (xx長(zhǎng)沙32題6分)“背漂”是兒童練習(xí)游泳時(shí)常佩戴的一種救生裝置某科技小組的同學(xué)為測(cè)量背漂浸沒(méi)在水中時(shí)的浮力，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：在底部裝有定滑輪的圓臺(tái)形容器中加入適量的水后，再靜放在水平臺(tái)秤上(如圖甲)，臺(tái)秤的示數(shù)m1為6 kg.然后把質(zhì)地均勻的長(zhǎng)方體背漂浸入水中，用一輕質(zhì)的細(xì)線通過(guò)定滑輪緩慢地將背漂拉入水中，拉力F的方向始終豎直向上，當(dāng)背漂的一半體積浸入水中時(shí)(如圖乙)，臺(tái)秤的示數(shù)m2為5 kg，當(dāng)背漂的全部體積浸沒(méi)在水中，臺(tái)秤的示數(shù)m3與m2相比變化了2 kg，則(不考慮滑輪的摩擦，在整個(gè)過(guò)程中水始終沒(méi)有溢出，背漂不吸水、不變形，且未與容器接觸，取g10 N/kg，水1.0103 kg/m3)第3題圖(1)容器、水和滑輪的總重力為_(kāi)N；(2)臺(tái)秤的示數(shù)m3為_(kāi)kg；(3)為確保兒童游泳時(shí)的安全，穿上這種背漂的兒童至少把頭部露出水面，若兒童頭部的體積占人體總體積的十分之一，兒童的密度取1.08103 kg/m3，則穿著此背漂游泳的兒童體重不能超過(guò)_kg(結(jié)果保留整數(shù))4. xx長(zhǎng)沙38(2)(3)題4分中國(guó)第一艘航母“遼寧艦”已于xx年10月正式服役，其最大吃水深度為10.5 m(指最底部到水面的豎直距離)，排水量達(dá)6.7104 t，艦載機(jī)50余架，它將為保衛(wèi)我國(guó)領(lǐng)土領(lǐng)海發(fā)揮重要的作用(取海水1.0103 kg/m3，g10 N/kg)(2)當(dāng)“遼寧艦”達(dá)到最大吃水深度時(shí)，其底部受到海水的壓強(qiáng)為多大？(3)當(dāng)一架質(zhì)量為20 t的艦載機(jī)起飛后，航母排開(kāi)海水的體積減小了多少？第4題圖考向拓展考向拓展圖如圖所示，在一個(gè)底面積為150 cm2的足夠深的柱形容器內(nèi)裝有一定量的水將一個(gè)長(zhǎng)10 cm，橫截面積為50 cm2的圓柱形實(shí)心塑料塊掛于彈簧秤上，當(dāng)?shù)酌鎰偤媒佑|水面時(shí)，彈簧秤(0刻度線與1 N刻度線之間的間隔為1 cm)示數(shù)為4 N，則該實(shí)心塑料塊的密度為_(kāi)kg/m3；現(xiàn)往容器里緩緩加水，當(dāng)彈簧秤示數(shù)為3 N時(shí)，容器底部壓強(qiáng)比原來(lái)增大_Pa；當(dāng)總的加水量為700 cm3時(shí)，實(shí)心塑料塊所受浮力為_(kāi)N.答案1. 無(wú)關(guān)22104【解析】第3和第4幅圖中，物體浸沒(méi)在同種液體的不同深度中，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)相等，則說(shuō)明浮力的大小與物體浸沒(méi)在液體中的深度無(wú)關(guān)；浮力是指液體對(duì)物體向上的托力，物體重力為3 N，其全部浸沒(méi)在液體中時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為1 N，則物體受到的浮力F浮GF3 N1 N2 N；由F浮gV排可得，該物體的體積為VV排2104 m3.2. 0.1488203103【解析】壺蓋受到的浮力F浮G排mg0.014 8 kg10 N/kg0.148 N；(2)裝水前、后茶壺對(duì)桌面的壓強(qiáng)之差p820 Pa；(3)由F浮水gV得，壺蓋的體積V0.148104 m3，制成壺蓋泥土的密度3103 kg/m3.3. 60 3 21(或20)【解析】(1)由公式Gm1g6 kg10 N/kg60 N；(2)如解圖，當(dāng)背漂全浸入水中后，所受浮力增大，則拉力增大，將容器、滑輪、水、“背漂”看作整體，整體受到的向上的支持力減小，則臺(tái)秤的示數(shù)減小為m35 kg2 kg3 kg；(3)當(dāng)背漂的一半浸入水中時(shí)受到浮力F浮，由力的平衡有60 N G漂(F浮G漂)50 N ，當(dāng)背漂全部浸入水中時(shí)，60 N G漂(2F浮G漂)30 N，由 兩式解得F浮20 N，G漂5 N；兒童游泳時(shí)漂浮，F(xiàn)浮G總，浮力最大(背漂浸沒(méi)，兒童剛好露出頭部)時(shí)，兒童體重可達(dá)最大，且F浮G排，所以有G漂 G人F浮漂F浮人，即5 Nm人10 N/kg40 N1103 kg/m310 N/kg，則有m人21 kg.第3題解圖4. 解：(2)當(dāng)“遼寧艦”達(dá)到最大吃水深度時(shí)，即h10.5 m，根據(jù)液體壓強(qiáng)計(jì)算公式得：p海水g h1.0103 kg/m310 N/kg10.5 m1.05105 Pa(3)因?yàn)楹侥钙≡诤Ｃ嫔希?dāng)艦載機(jī)起飛后，浮力就減小了，減小的浮力等于起飛的飛機(jī)的重力，F(xiàn)浮Gmg20103 kg10 N/kg2105 N根據(jù)阿基米德原理的變形公式可以計(jì)算出減小的體積VV排20 m3【考向拓展】081033002【解析】當(dāng)塑料塊底面剛好接觸水面時(shí)，彈簧秤示數(shù)為4 N，可以知道塑料塊的重力G4 N，m0.4 kg，體積V10 cm50 cm2500 cm35104 m3，塑料塊的密度為：0.8103 kg/m3；當(dāng)彈簧秤的示數(shù)為F示3 N時(shí)，塑料塊受到的浮力F浮GF示4 N3 N1 N，因?yàn)镕浮水gV排，所以塑料塊浸入水中的體積為：V排1104 m3100 cm3；則塑料塊浸入水中的深度為：h2 cm，彈簧秤示數(shù)減小1 N，因此彈簧縮短1 cm，兩種情況下的高度之和就是水面變化的高度，即h2 cm1 cm3 cm；容器底部所受壓強(qiáng)增大為：pgh1.0103 kg/m310 N/kg3102 m300 Pa；加水時(shí)，浮力增大，塑料塊上升，彈簧秤的拉力減小；由于F拉F浮G物，所以，在加水過(guò)程中，塑料塊受到的浮力等于減小的拉力當(dāng)總的加水量為700 cm3時(shí)，設(shè)塑料塊浸入水中的深度為h1，彈簧縮短的長(zhǎng)度為L(zhǎng)(塑料塊上升的距離為L(zhǎng))，因?yàn)閺椈沙邮緮?shù)減小1 N，彈簧縮短1 cm0.01 m，所以減小的拉力為100 L，又塑料塊受到的浮力等于減小的拉力，所以有水gS物h1100 L，則L0.5h1，關(guān)于塑料塊浸入的深度h1、彈簧縮短的長(zhǎng)度L和水面升高的高度h的關(guān)系如解圖所示，它們的關(guān)系為：考向拓展解圖hh1Lh10.5h11.5h1，由解圖可知，加水的體積為：V加水S容hV排S容1.5h1S物h1(1.5S容S物)h1(1.5150 cm250 cm2)h1700 cm3.解得：h14 cm.所以，此時(shí)塑料塊受到的浮力為：F浮水gS物h11.0103 kg/m310 N/kg50104 m20.04 m2 N.