1. 一个重为8 N的物体挂在弹簧测力计下,将它浸没在盛满水的溢水杯中。静止时弹簧测力计的示数为6 N,则物体所受的浮力是
2
N,溢出水所受的重力为2
N。答案
1. 2 2
解析
【分析】
要解决这道题,首先利用称重法计算物体所受浮力,称重法公式为浮力等于物体在空气中的重力减去浸没在液体中时弹簧测力计的示数;再根据阿基米德原理,物体所受浮力等于排开液体的重力,由此可得出溢出水的重力。
【解析】
1. 计算物体所受浮力:根据称重法测浮力公式 $ F_{浮} = G - F_{示} $,已知物体重力 $ G = 8\ \mathrm{N} $,浸没时弹簧测力计示数 $ F_{示} = 6\ \mathrm{N} $,代入得 $ F_{浮} = 8\ \mathrm{N} - 6\ \mathrm{N} = 2\ \mathrm{N} $。
2. 计算溢出水的重力:根据阿基米德原理,浸在液体中的物体受到的浮力等于排开液体的重力,即 $ G_{排} = F_{浮} $,因此溢出水的重力 $ G_{溢} = G_{排} = 2\ \mathrm{N} $。
【答案】
2;2
【知识点】
称重法测浮力;阿基米德原理
【点评】
本题是浮力计算的基础题型,直接考察称重法测浮力和阿基米德原理的应用,解题思路清晰、步骤简单,属于对基础知识点的巩固练习。
【难度系数】
0.9
要解决这道题,首先利用称重法计算物体所受浮力,称重法公式为浮力等于物体在空气中的重力减去浸没在液体中时弹簧测力计的示数;再根据阿基米德原理,物体所受浮力等于排开液体的重力,由此可得出溢出水的重力。
【解析】
1. 计算物体所受浮力:根据称重法测浮力公式 $ F_{浮} = G - F_{示} $,已知物体重力 $ G = 8\ \mathrm{N} $,浸没时弹簧测力计示数 $ F_{示} = 6\ \mathrm{N} $,代入得 $ F_{浮} = 8\ \mathrm{N} - 6\ \mathrm{N} = 2\ \mathrm{N} $。
2. 计算溢出水的重力:根据阿基米德原理,浸在液体中的物体受到的浮力等于排开液体的重力,即 $ G_{排} = F_{浮} $,因此溢出水的重力 $ G_{溢} = G_{排} = 2\ \mathrm{N} $。
【答案】
2;2
【知识点】
称重法测浮力;阿基米德原理
【点评】
本题是浮力计算的基础题型,直接考察称重法测浮力和阿基米德原理的应用,解题思路清晰、步骤简单,属于对基础知识点的巩固练习。
【难度系数】
0.9
2. 1783年,法国物理学家查理制成了世界上第一个可载人氢气球,球体体积为620 m³。这个气球在地面附近受到的浮力为
7 998
N。(设地面附近气温是0℃,大气压强是1.013×10⁵ Pa,ρ空气 = 1.29 kg/m³,g取10 N/kg)答案
2. 7 998
解析
【分析】
本题考查空气中浮力的计算,需运用阿基米德原理解题。思路:氢气球在地面附近浸没在空气中,排开空气的体积等于气球自身的体积,根据阿基米德原理公式$F_{浮}=\rho_{空气}gV_{排}$,代入已知的空气密度、重力加速度和气球体积,即可求出气球受到的浮力。
【解析】
根据阿基米德原理,浸在空气中的物体受到的浮力等于排开空气的重力,公式为:
$F_{浮}=\rho_{空气}gV_{排}$
由于气球浸没在空气中,排开空气的体积等于气球体积,即$V_{排}=V_{球}=620\ \mathrm{m}^3$,将已知数据$\rho_{空气}=1.29\ \mathrm{kg/m}^3$、$g=10\ \mathrm{N/kg}$代入公式:
$F_{浮}=1.29\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×620\ \mathrm{m}^3=7998\ \mathrm{N}$
【答案】
7998
【知识点】
阿基米德原理、浮力计算
【点评】
本题是阿基米德原理在空气中的基础应用,核心是明确排开空气体积等于气球体积,计算过程简单,属于基础题型。
【难度系数】
0.8
本题考查空气中浮力的计算,需运用阿基米德原理解题。思路:氢气球在地面附近浸没在空气中,排开空气的体积等于气球自身的体积,根据阿基米德原理公式$F_{浮}=\rho_{空气}gV_{排}$,代入已知的空气密度、重力加速度和气球体积,即可求出气球受到的浮力。
【解析】
根据阿基米德原理,浸在空气中的物体受到的浮力等于排开空气的重力,公式为:
$F_{浮}=\rho_{空气}gV_{排}$
由于气球浸没在空气中,排开空气的体积等于气球体积,即$V_{排}=V_{球}=620\ \mathrm{m}^3$,将已知数据$\rho_{空气}=1.29\ \mathrm{kg/m}^3$、$g=10\ \mathrm{N/kg}$代入公式:
$F_{浮}=1.29\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×620\ \mathrm{m}^3=7998\ \mathrm{N}$
【答案】
7998
【知识点】
阿基米德原理、浮力计算
【点评】
本题是阿基米德原理在空气中的基础应用,核心是明确排开空气体积等于气球体积,计算过程简单,属于基础题型。
【难度系数】
0.8
3. 如图1所示,将装满水的烧杯放在空盘子里,将一个空饮料罐按入水中,随着溢出的水越来越多,感觉用力越来越大。
(1)根据上述现象描述提出一个合理的猜测:物体所受浮力的大小可能与
(2)将空饮料罐缓慢压入水中且饮料罐未接触烧杯底部时,浮力的方向
(3)若将烧杯中的水换成浓度较大的盐水,重复上述实验,感受手对饮料罐压力的大小,可用来探究物体所受浮力与
(1)根据上述现象描述提出一个合理的猜测:物体所受浮力的大小可能与
排开液体的体积
有关。(2)将空饮料罐缓慢压入水中且饮料罐未接触烧杯底部时,浮力的方向
竖直向上
,饮料罐受到的浮力与手对饮料罐的压力不是
(选填“是”或“不是”)一对平衡力。(3)若将烧杯中的水换成浓度较大的盐水,重复上述实验,感受手对饮料罐压力的大小,可用来探究物体所受浮力与
液体的密度
的关系。答案
3.(1)排开液体的体积 (2)竖直向上 不是 (3)液体的密度
解析
【分析】
要解决这道题,需结合浮力的概念、实验现象及平衡力的条件分析:
1. 第一问:实验中,将饮料罐按入水中时,溢出的水越多,说明饮料罐排开液体的体积越大,此时手需要施加的力越大,即饮料罐受到的浮力越大,因此可猜测浮力大小与排开液体的体积有关。
2. 第二问:浮力的方向始终竖直向上;判断两个力是否为平衡力,需满足“同物、等大、反向、共线”四个条件。饮料罐静止时,受竖直向下的重力、竖直向下的手的压力、竖直向上的浮力三个力,因此浮力与手的压力大小不相等,不满足平衡力条件。
3. 第三问:将水换成盐水,饮料罐排开液体的体积不变,仅液体密度改变,因此可探究浮力与液体密度的关系。
【解析】
(1)实验中,饮料罐排开液体的体积越大,手需要施加的力越大,说明浮力越大,因此猜测浮力大小与排开液体的体积有关。
(2)浮力的方向为竖直向上;饮料罐静止时,受力为重力(竖直向下)、手的压力(竖直向下)、浮力(竖直向上),三个力平衡,故浮力与手的压力大小不等,不是一对平衡力。
(3)将水换成盐水,排开液体的体积不变,液体密度变化,因此可探究浮力与液体密度的关系。
【答案】
(1)排开液体的体积 (2)竖直向上;不是 (3)液体的密度
【知识点】
浮力的影响因素、平衡力的判断、浮力的方向
【点评】
本题围绕浮力的基础知识点展开,结合实验现象考查对浮力影响因素、平衡力条件的理解,属于基础题型,注重对概念的应用。
【难度系数】
0.8
要解决这道题,需结合浮力的概念、实验现象及平衡力的条件分析:
1. 第一问:实验中,将饮料罐按入水中时,溢出的水越多,说明饮料罐排开液体的体积越大,此时手需要施加的力越大,即饮料罐受到的浮力越大,因此可猜测浮力大小与排开液体的体积有关。
2. 第二问:浮力的方向始终竖直向上;判断两个力是否为平衡力,需满足“同物、等大、反向、共线”四个条件。饮料罐静止时,受竖直向下的重力、竖直向下的手的压力、竖直向上的浮力三个力,因此浮力与手的压力大小不相等,不满足平衡力条件。
3. 第三问:将水换成盐水,饮料罐排开液体的体积不变,仅液体密度改变,因此可探究浮力与液体密度的关系。
【解析】
(1)实验中,饮料罐排开液体的体积越大,手需要施加的力越大,说明浮力越大,因此猜测浮力大小与排开液体的体积有关。
(2)浮力的方向为竖直向上;饮料罐静止时,受力为重力(竖直向下)、手的压力(竖直向下)、浮力(竖直向上),三个力平衡,故浮力与手的压力大小不等,不是一对平衡力。
(3)将水换成盐水,排开液体的体积不变,液体密度变化,因此可探究浮力与液体密度的关系。
【答案】
(1)排开液体的体积 (2)竖直向上;不是 (3)液体的密度
【知识点】
浮力的影响因素、平衡力的判断、浮力的方向
【点评】
本题围绕浮力的基础知识点展开,结合实验现象考查对浮力影响因素、平衡力条件的理解,属于基础题型,注重对概念的应用。
【难度系数】
0.8
4. 体积均为$200\ \mathrm{cm^3}$的木块和合金块,放入水中静止时的情况如图2所示。已知木块重为$1.8\ \mathrm{N}$,合金块重为$6\ \mathrm{N}$,则木块受到的浮力为$\_\_\_\_\_\_\ \mathrm{N}$,合金块受到的浮力为$\_\_\_\_\_\_\ \mathrm{N}$。($g$取$10\ \mathrm{N/kg}$)

答案
4. 1.8 2
解析
【分析】
本题需分别计算木块和合金块受到的浮力,先判断两物体的状态:木块漂浮,根据漂浮条件(浮力等于重力)计算其浮力;合金块完全浸没在水中,排开水的体积等于自身体积,利用阿基米德原理计算其浮力。
【解析】
1. 计算木块受到的浮力:
木块静止时漂浮在水面上,根据物体的漂浮条件,浮力等于自身重力,因此木块受到的浮力:$F_{\mathrm{浮木}} = G_{\mathrm{木}} = 1.8\ \mathrm{N}$。
2. 计算合金块受到的浮力:
合金块完全浸没在水中,排开水的体积等于合金块的体积,即$V_{\mathrm{排}} = V_{\mathrm{合金}} = 200\ \mathrm{cm^3} = 200 × 10^{-6}\ \mathrm{m^3} = 2 × 10^{-4}\ \mathrm{m^3}$。
根据阿基米德原理$F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{水}} g V_{\mathrm{排}}$,代入数据得:
$F_{\mathrm{浮合金}} = 1 × 10^3\ \mathrm{kg/m^3} × 10\ \mathrm{N/kg} × 2 × 10^{-4}\ \mathrm{m^3} = 2\ \mathrm{N}$。
【答案】
1.8;2
【知识点】
物体的漂浮条件、阿基米德原理
【点评】
本题结合物体浮沉条件和阿基米德原理进行浮力计算,关键是正确判断物体的状态,选择对应的公式,属于基础浮力计算题,难度不大。
【难度系数】
0.6
本题需分别计算木块和合金块受到的浮力,先判断两物体的状态:木块漂浮,根据漂浮条件(浮力等于重力)计算其浮力;合金块完全浸没在水中,排开水的体积等于自身体积,利用阿基米德原理计算其浮力。
【解析】
1. 计算木块受到的浮力:
木块静止时漂浮在水面上,根据物体的漂浮条件,浮力等于自身重力,因此木块受到的浮力:$F_{\mathrm{浮木}} = G_{\mathrm{木}} = 1.8\ \mathrm{N}$。
2. 计算合金块受到的浮力:
合金块完全浸没在水中,排开水的体积等于合金块的体积,即$V_{\mathrm{排}} = V_{\mathrm{合金}} = 200\ \mathrm{cm^3} = 200 × 10^{-6}\ \mathrm{m^3} = 2 × 10^{-4}\ \mathrm{m^3}$。
根据阿基米德原理$F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{水}} g V_{\mathrm{排}}$,代入数据得:
$F_{\mathrm{浮合金}} = 1 × 10^3\ \mathrm{kg/m^3} × 10\ \mathrm{N/kg} × 2 × 10^{-4}\ \mathrm{m^3} = 2\ \mathrm{N}$。
【答案】
1.8;2
【知识点】
物体的漂浮条件、阿基米德原理
【点评】
本题结合物体浮沉条件和阿基米德原理进行浮力计算,关键是正确判断物体的状态,选择对应的公式,属于基础浮力计算题,难度不大。
【难度系数】
0.6
5. 鱼在水中游动,木头漂浮在水面,石头静止在水底,则下列说法中正确的是(
A.水对石头的压强比水对木头的压强小
B.木头受到的浮力大于它自身的重力
C.鱼受到的浮力等于它排开水的重力
D.石头受到的浮力等于它自身的重力
C
)。A.水对石头的压强比水对木头的压强小
B.木头受到的浮力大于它自身的重力
C.鱼受到的浮力等于它排开水的重力
D.石头受到的浮力等于它自身的重力
答案
5. C
解析
【分析】要判断各选项的正误,需结合液体压强公式、阿基米德原理及物体浮沉条件分析:①液体压强由公式$p=\rho_{液}gh$决定,压强大小与液体密度、深度有关;②阿基米德原理:浸在液体中的物体所受浮力等于排开液体的重力($F_{浮}=G_{排}$);③物体浮沉条件:漂浮/悬浮时$F_{浮}=G$,沉底时$F_{浮}<G$。据此逐一分析选项即可。
【解析】
1. 选项A:石头静止在水底,其在水中的深度远大于木头漂浮时的深度,根据液体压强公式$p=\rho_{水}gh$,深度$h$越大压强越大,因此水对石头的压强比木头大,A错误。
2. 选项B:木头漂浮在水面,根据物体浮沉条件,漂浮时物体所受浮力等于自身重力,即$F_{浮}=G_{木}$,B错误。
3. 选项C:根据阿基米德原理,浸在水中的鱼受到的浮力等于它排开水的重力,C正确。
4. 选项D:石头静止在水底(沉底状态),此时石头受重力、浮力和容器底的支持力,满足$G_{石}=F_{浮}+F_{支持}$,因此石头受到的浮力小于自身重力,D错误。
【答案】C
【知识点】液体压强、阿基米德原理、物体浮沉条件
【点评】本题考查力学基础知识点,属于常规易错题,需准确掌握各规律的适用条件,逐一分析选项即可得出答案,难度较低。
【难度系数】0.8
【解析】
1. 选项A:石头静止在水底,其在水中的深度远大于木头漂浮时的深度,根据液体压强公式$p=\rho_{水}gh$,深度$h$越大压强越大,因此水对石头的压强比木头大,A错误。
2. 选项B:木头漂浮在水面,根据物体浮沉条件,漂浮时物体所受浮力等于自身重力,即$F_{浮}=G_{木}$,B错误。
3. 选项C:根据阿基米德原理,浸在水中的鱼受到的浮力等于它排开水的重力,C正确。
4. 选项D:石头静止在水底(沉底状态),此时石头受重力、浮力和容器底的支持力,满足$G_{石}=F_{浮}+F_{支持}$,因此石头受到的浮力小于自身重力,D错误。
【答案】C
【知识点】液体压强、阿基米德原理、物体浮沉条件
【点评】本题考查力学基础知识点,属于常规易错题,需准确掌握各规律的适用条件,逐一分析选项即可得出答案,难度较低。
【难度系数】0.8
6. 下列关于压强与浮力的说法中,正确的是(
A.飞机水平飞行时,机翼上方的空气流速大,压强小
B.潜入水中的潜水艇,潜水越深,所受的浮力就越大
C.历史上通过马德堡半球实验第一次测得了大气压的值
D.在将装有水的试管由竖直位置逐渐倾斜的过程中(水未洒出),水对管底的压强不变
A
)。A.飞机水平飞行时,机翼上方的空气流速大,压强小
B.潜入水中的潜水艇,潜水越深,所受的浮力就越大
C.历史上通过马德堡半球实验第一次测得了大气压的值
D.在将装有水的试管由竖直位置逐渐倾斜的过程中(水未洒出),水对管底的压强不变
答案
6. A
解析
【分析】本题考查压强与浮力的相关基础知识点,需结合流体压强与流速的关系、浮力的决定因素、大气压实验、液体压强特点,逐个分析选项的正误,最终确定正确答案。
【解析】
A选项:根据流体压强与流速的关系,流体流速越大的位置压强越小。飞机机翼上方空气流速大于下方,因此上方压强小、下方压强大,产生向上的升力,该选项正确。
B选项:潜水艇潜入水中时,排开水的体积等于自身的体积,保持不变,水的密度也不变,由阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$可知,浮力大小与深度无关,因此潜水越深,浮力不变,该选项错误。
C选项:马德堡半球实验仅证明了大气压的存在,首次测出大气压值的是托里拆利实验,该选项错误。
D选项:试管倾斜时,水的深度(液面到管底的垂直距离)减小,根据液体压强公式$p=\rho gh$,水的密度$\rho$和$g$不变,深度$h$减小,因此水对管底的压强变小,该选项错误。
【答案】A
【知识点】流体压强与流速的关系;浮力与液体压强;大气压的测量
【点评】本题为压强与浮力的基础概念题,涵盖多个核心知识点,需准确辨析各知识点的应用场景,考查学生对基础内容的掌握程度,难度适中。
【难度系数】0.7
【解析】
A选项:根据流体压强与流速的关系,流体流速越大的位置压强越小。飞机机翼上方空气流速大于下方,因此上方压强小、下方压强大,产生向上的升力,该选项正确。
B选项:潜水艇潜入水中时,排开水的体积等于自身的体积,保持不变,水的密度也不变,由阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$可知,浮力大小与深度无关,因此潜水越深,浮力不变,该选项错误。
C选项:马德堡半球实验仅证明了大气压的存在,首次测出大气压值的是托里拆利实验,该选项错误。
D选项:试管倾斜时,水的深度(液面到管底的垂直距离)减小,根据液体压强公式$p=\rho gh$,水的密度$\rho$和$g$不变,深度$h$减小,因此水对管底的压强变小,该选项错误。
【答案】A
【知识点】流体压强与流速的关系;浮力与液体压强;大气压的测量
【点评】本题为压强与浮力的基础概念题,涵盖多个核心知识点,需准确辨析各知识点的应用场景,考查学生对基础内容的掌握程度,难度适中。
【难度系数】0.7
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