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11. 将铁块悬挂在弹簧测力计下，提着弹簧测力计使铁块慢慢浸入水中，弹簧测力计的示数（选填“变大”“变小”或“不变”），这个现象说明铁块受到水对它向的作用力。仅根据这个现象（选填“能”或“不能”）得出物体在液体中都受到向上的浮力。要用实验说明物体浸入液体中都会受到浮力，可以这样做：（说出一种合理做法即可）。要用实验说明浮力的方向总是竖直向上，可以这样做：（说出一种合理做法即可）。
答案
变小
上
不能
使用不同的物体在
不同的液体里重复以上实验，并观察弹簧测力计的示数是否变小
用同一重锤在不同液体中实验，并观察重垂线是否总是沿着竖直方向
上
不能
使用不同的物体在
不同的液体里重复以上实验，并观察弹簧测力计的示数是否变小
用同一重锤在不同液体中实验，并观察重垂线是否总是沿着竖直方向
解析
【解析】
当铁块慢慢浸入水中时，排开水的体积逐渐增大，铁块受到的浮力变大，弹簧测力计示数等于铁块重力减去浮力，因此示数变小；弹簧测力计示数变小，说明铁块受到水对它向上的作用力；仅通过铁块浸入水中这一个实验，样本单一，不能得出物体在液体中都受到向上浮力的普遍结论；要验证物体浸入液体都会受浮力，可使用不同物体在不同液体里重复上述实验，观察弹簧测力计示数是否变小；要验证浮力方向总是竖直向上，可用同一重锤在不同液体中实验，观察重垂线是否始终沿竖直方向。
【答案】
变小；上；不能；使用不同的物体在不同的液体里重复以上实验，并观察弹簧测力计的示数是否变小；用同一重锤在不同液体中实验，并观察重垂线是否总是沿着竖直方向
【知识点】
浮力的概念；浮力的方向；实验归纳法
【点评】
本题围绕浮力的基础认知展开，考查浮力的产生、方向及实验探究的严谨性，要求学生理解浮力的基本特点，同时掌握归纳普遍结论的实验方法，注重科学思维的培养。
【难度系数】
0.7
当铁块慢慢浸入水中时，排开水的体积逐渐增大，铁块受到的浮力变大，弹簧测力计示数等于铁块重力减去浮力，因此示数变小；弹簧测力计示数变小，说明铁块受到水对它向上的作用力；仅通过铁块浸入水中这一个实验，样本单一，不能得出物体在液体中都受到向上浮力的普遍结论；要验证物体浸入液体都会受浮力，可使用不同物体在不同液体里重复上述实验，观察弹簧测力计示数是否变小；要验证浮力方向总是竖直向上，可用同一重锤在不同液体中实验，观察重垂线是否始终沿竖直方向。
【答案】
变小；上；不能；使用不同的物体在不同的液体里重复以上实验，并观察弹簧测力计的示数是否变小；用同一重锤在不同液体中实验，并观察重垂线是否总是沿着竖直方向
【知识点】
浮力的概念；浮力的方向；实验归纳法
【点评】
本题围绕浮力的基础认知展开，考查浮力的产生、方向及实验探究的严谨性，要求学生理解浮力的基本特点，同时掌握归纳普遍结论的实验方法，注重科学思维的培养。
【难度系数】
0.7
12. 棱长为$10cm$的立方体石块，其上表面与水面平行，距水面深度为$0.9m$。求：（$g$取$10N/kg$）
(1) 石块上、下表面水的压强。
(2) 石块上、下表面受到水的压力。
(3) 石块上、下表面受到水的压力的合力大小及方向。
(4) 石块在水中受到的浮力及方向。
(1) 石块上、下表面水的压强。
(2) 石块上、下表面受到水的压力。
(3) 石块上、下表面受到水的压力的合力大小及方向。
(4) 石块在水中受到的浮力及方向。
答案
解：
(1) 上表面水的压强：
$ p_{上}=\rho_{水}gh_{上}=1×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×0.9\ \mathrm{m}=9×10^{3}\ \mathrm{Pa}$
下表面深度$h_{下}=0.9\ \mathrm{m}+0.1\ \mathrm{m}=1\ \mathrm{m}$，下表面水的压强：
$ p_{下}=\rho_{水}gh_{下}=1×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×1\ \mathrm{m}=1×10^{4}\ \mathrm{Pa}$
(2) 石块的表面积$S=(0.1\ \mathrm{m})^2=0.01\ \mathrm{m}^2$
上表面受到的压力：
$ F_{上}=p_{上}S=9×10^{3}\ \mathrm{Pa}×0.01\ \mathrm{m}^2=90\ \mathrm{N}$
下表面受到的压力：
$ F_{下}=p_{下}S=1×10^{4}\ \mathrm{Pa}×0.01\ \mathrm{m}^2=100\ \mathrm{N}$
(3) 压力的合力大小：
$ F_{合}=F_{下}-F_{上}=100\ \mathrm{N}-90\ \mathrm{N}=10\ \mathrm{N}$，方向竖直向上
(4) 石块在水中受到的浮力$F_{浮}=F_{合}=10\ \mathrm{N}$，方向竖直向上
(1) 上表面水的压强：
$ p_{上}=\rho_{水}gh_{上}=1×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×0.9\ \mathrm{m}=9×10^{3}\ \mathrm{Pa}$
下表面深度$h_{下}=0.9\ \mathrm{m}+0.1\ \mathrm{m}=1\ \mathrm{m}$，下表面水的压强：
$ p_{下}=\rho_{水}gh_{下}=1×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×1\ \mathrm{m}=1×10^{4}\ \mathrm{Pa}$
(2) 石块的表面积$S=(0.1\ \mathrm{m})^2=0.01\ \mathrm{m}^2$
上表面受到的压力：
$ F_{上}=p_{上}S=9×10^{3}\ \mathrm{Pa}×0.01\ \mathrm{m}^2=90\ \mathrm{N}$
下表面受到的压力：
$ F_{下}=p_{下}S=1×10^{4}\ \mathrm{Pa}×0.01\ \mathrm{m}^2=100\ \mathrm{N}$
(3) 压力的合力大小：
$ F_{合}=F_{下}-F_{上}=100\ \mathrm{N}-90\ \mathrm{N}=10\ \mathrm{N}$，方向竖直向上
(4) 石块在水中受到的浮力$F_{浮}=F_{合}=10\ \mathrm{N}$，方向竖直向上
解析
【解析】
(1) 计算石块上、下表面水的压强：
上表面水的压强：
$ p_{上}=\rho_{水}gh_{上}=1×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×0.9\ \mathrm{m}=9×10^{3}\ \mathrm{Pa}$
下表面深度$h_{下}=0.9\ \mathrm{m}+0.1\ \mathrm{m}=1\ \mathrm{m}$，下表面水的压强：
$ p_{下}=\rho_{水}gh_{下}=1×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×1\ \mathrm{m}=1×10^{4}\ \mathrm{Pa}$
(2) 计算石块上、下表面受到水的压力：
石块的表面积$S=(0.1\ \mathrm{m})^2=0.01\ \mathrm{m}^2$
上表面受到的压力：
$ F_{上}=p_{上}S=9×10^{3}\ \mathrm{Pa}×0.01\ \mathrm{m}^2=90\ \mathrm{N}$
下表面受到的压力：
$ F_{下}=p_{下}S=1×10^{4}\ \mathrm{Pa}×0.01\ \mathrm{m}^2=100\ \mathrm{N}$
(3) 计算压力的合力：
合力大小$ F_{合}=F_{下}-F_{上}=100\ \mathrm{N}-90\ \mathrm{N}=10\ \mathrm{N}$，方向竖直向上
(4) 计算石块受到的浮力：
石块在水中受到的浮力$F_{浮}=F_{合}=10\ \mathrm{N}$，方向竖直向上
【答案】
(1) 上表面水的压强为$9×10^{3}\ \mathrm{Pa}$，下表面水的压强为$1×10^{4}\ \mathrm{Pa}$；
(2) 上表面受到水的压力为$90\ \mathrm{N}$，下表面受到水的压力为$100\ \mathrm{N}$；
(3) 压力的合力大小为$10\ \mathrm{N}$，方向竖直向上；
(4) 石块受到的浮力大小为$10\ \mathrm{N}$，方向竖直向上。
【知识点】
液体压强的计算、压力与压强的关系、浮力的产生原因
【点评】
本题考查液体压强、压力及浮力的综合计算，核心是理解浮力的产生原因是物体上下表面的压力差，解题时需注意单位统一，熟练运用相关公式，属于力学基础综合题型。
【难度系数】
0.7
(1) 计算石块上、下表面水的压强：
上表面水的压强：
$ p_{上}=\rho_{水}gh_{上}=1×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×0.9\ \mathrm{m}=9×10^{3}\ \mathrm{Pa}$
下表面深度$h_{下}=0.9\ \mathrm{m}+0.1\ \mathrm{m}=1\ \mathrm{m}$，下表面水的压强：
$ p_{下}=\rho_{水}gh_{下}=1×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×1\ \mathrm{m}=1×10^{4}\ \mathrm{Pa}$
(2) 计算石块上、下表面受到水的压力：
石块的表面积$S=(0.1\ \mathrm{m})^2=0.01\ \mathrm{m}^2$
上表面受到的压力：
$ F_{上}=p_{上}S=9×10^{3}\ \mathrm{Pa}×0.01\ \mathrm{m}^2=90\ \mathrm{N}$
下表面受到的压力：
$ F_{下}=p_{下}S=1×10^{4}\ \mathrm{Pa}×0.01\ \mathrm{m}^2=100\ \mathrm{N}$
(3) 计算压力的合力：
合力大小$ F_{合}=F_{下}-F_{上}=100\ \mathrm{N}-90\ \mathrm{N}=10\ \mathrm{N}$，方向竖直向上
(4) 计算石块受到的浮力：
石块在水中受到的浮力$F_{浮}=F_{合}=10\ \mathrm{N}$，方向竖直向上
【答案】
(1) 上表面水的压强为$9×10^{3}\ \mathrm{Pa}$，下表面水的压强为$1×10^{4}\ \mathrm{Pa}$；
(2) 上表面受到水的压力为$90\ \mathrm{N}$，下表面受到水的压力为$100\ \mathrm{N}$；
(3) 压力的合力大小为$10\ \mathrm{N}$，方向竖直向上；
(4) 石块受到的浮力大小为$10\ \mathrm{N}$，方向竖直向上。
【知识点】
液体压强的计算、压力与压强的关系、浮力的产生原因
【点评】
本题考查液体压强、压力及浮力的综合计算，核心是理解浮力的产生原因是物体上下表面的压力差，解题时需注意单位统一，熟练运用相关公式，属于力学基础综合题型。
【难度系数】
0.7
13. 力的平衡条件是发现、分析、解决平衡状态下物体受力问题的一种重要方法。请从本节内容的学习过程中各列举一个运用力的平衡条件发现或解决问题的案例。
答案
发现浮力的存在利用了二力平衡的条件，称重法测量浮力利用了二力平衡的条件来解决问题
解析
【解析】
1. 发现浮力的存在：当物体漂浮或悬浮在液体中处于平衡状态时，根据力的平衡条件，可知物体受到竖直向下的重力与另一个竖直向上的力（即浮力）是一对平衡力，由此发现了浮力的存在。
2. 称重法测量浮力：先用弹簧测力计测出物体的重力G，再将物体浸入液体中，读出弹簧测力计的拉力F拉，物体静止时处于平衡状态，根据力的平衡条件可得G=F浮+F拉，进而推导出F浮=G-F拉，解决了浮力的测量问题。
【答案】
发现浮力的存在利用了二力平衡的条件，称重法测量浮力利用了二力平衡的条件来解决问题
【知识点】
力的平衡条件、浮力的应用
【点评】
本题考查力的平衡条件在物理问题中的实际应用，要求学生结合所学知识列举相关案例，旨在加深学生对力的平衡条件的理解，提升知识迁移与应用能力。
【难度系数】
0.7
1. 发现浮力的存在：当物体漂浮或悬浮在液体中处于平衡状态时，根据力的平衡条件，可知物体受到竖直向下的重力与另一个竖直向上的力（即浮力）是一对平衡力，由此发现了浮力的存在。
2. 称重法测量浮力：先用弹簧测力计测出物体的重力G，再将物体浸入液体中，读出弹簧测力计的拉力F拉，物体静止时处于平衡状态，根据力的平衡条件可得G=F浮+F拉，进而推导出F浮=G-F拉，解决了浮力的测量问题。
【答案】
发现浮力的存在利用了二力平衡的条件，称重法测量浮力利用了二力平衡的条件来解决问题
【知识点】
力的平衡条件、浮力的应用
【点评】
本题考查力的平衡条件在物理问题中的实际应用，要求学生结合所学知识列举相关案例，旨在加深学生对力的平衡条件的理解，提升知识迁移与应用能力。
【难度系数】
0.7
影响浮力大小的因素
物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的有关，还与物体排开液体的有关，而与浸没在液体中的无关。
物体排开液体的越大、液体的越大，浮力就越大。
浮力大小与哪些因素有关？
物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的有关，还与物体排开液体的有关，而与浸没在液体中的无关。
物体排开液体的越大、液体的越大，浮力就越大。
浮力大小与哪些因素有关？
答案
密度
体积
深度
体积
密度
体积
深度
体积
密度
解析
【解析】
根据阿基米德原理$F_浮=\rho_液gV_排$可知，物体在液体中所受浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关，排开液体的体积越大、液体的密度越大，浮力越大；而浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关，因为当物体完全浸没后，深度增加时，排开液体的体积和液体密度均不变，浮力也不变。
【答案】
密度；体积；深度；体积；密度
【知识点】
阿基米德原理；浮力影响因素
【点评】
本题属于力学基础题型，重点考查对浮力影响因素的掌握，是阿基米德原理的核心内容，需准确记忆相关结论。
【难度系数】
0.8
根据阿基米德原理$F_浮=\rho_液gV_排$可知，物体在液体中所受浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关，排开液体的体积越大、液体的密度越大，浮力越大；而浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关，因为当物体完全浸没后，深度增加时，排开液体的体积和液体密度均不变，浮力也不变。
【答案】
密度；体积；深度；体积；密度
【知识点】
阿基米德原理；浮力影响因素
【点评】
本题属于力学基础题型，重点考查对浮力影响因素的掌握，是阿基米德原理的核心内容，需准确记忆相关结论。
【难度系数】
0.8
