③比较图 可知,浮力的大小与液体的密度有关。
数据 结论
如图,用木块、弹簧测力计、溢水杯和小桶进行实验: ④木块受到的浮力F浮= N。
⑤木块排开的水所受的重力G排水= N。
⑥比较数据可知:浮在水上的木块受到的浮力大小 (填“大于”、“等于”或“小于”)它排开的水所受的重力。
【答案】:①大;物体排开液体的体积;②0.3;③丙、丁;④1.2;⑤1.2;⑥等于。 【解析】:解:①由图知,丙中物体排开水的体积更大,弹簧测力计的示数更小,说明受到的浮力更大,且浮力大小与物体排开液体的体积有关;
②由甲图知,物体的重力G=3.6N,由图丁知,弹簧测力计的示数为3.3N,可知物体受到的浮力为:F浮=G﹣F=3.6N﹣3.3N=0.3N;
③图丙丁,物体都是完全浸没,排开液体的体积相同,液体的密度不同,测力计的示数不同,即所受浮力不同,可知浮力的大小与液体的密度有关;
④由图甲知,木块的重力G=1.2N,因为木块漂浮,所以F浮=G=1.2N;
⑤空桶的重力为0.4N,桶和水的总重为1.6N,可知排开水的重力为G排=G总﹣G桶=1.6N
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﹣0.4N=1.2N;
⑥由④⑤数据可知,浮在水上的木块受到的浮力大小等于它排开的水所受的重力。 【点评】:探究影响浮力大小的因素及阿基米德原理的实验,是浮力部分的两个重点实验,影响浮力大小的因素,需要注意控制变量法的应用,探究漂浮的物体所受浮力和排开的液体重力的关系,需用用到浮沉条件来判断浮力大小。 典型例题3:
(2018?潍坊)如图所示,用细线将正方体A和物体B相连放入水中,两物体静止后恰好悬浮,此时A上表面到水面的高度差为0.12m。已知A的体积为1.0×10﹣3m3,所受重力为8N;B的体积为0.5×10﹣3m3,水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,求:
(1)A上表面所受水的压强; (2)B所受重力大小; (3)细线对B的拉力大小。
【答案】:(1)1200Pa;(2)7N;(3)2N。
【解析】:(1)由p=ρgh知道,A上表面所受水的压强是:p=ρ水gh=1×103 kg/m3 ×10N/kg×0.12m=1200Pa;
(2)由阿基米德原理知道,A、B受到的总浮力是:
F浮=ρ水gV排=ρ水g(VA +VB)=1×103 kg/m3 ×10N/kg×(1.0×10-3m3 +0.5×10-3 m3 )
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=15N;
又因为A、B恰好悬浮,所以F浮 =GA +GB ,故B的重力是:GB =F浮-GA =15N-8N=7N; (3)由阿基米德原理知道,B受到的浮力是:F浮B =ρ水gV排B =ρ水gVB =1×103 kg/m3 ×10N/kg×0.5×10-3 m3 =5N,
所以,细线对B的拉力是:F拉 =GB -F浮B =7N-5N=2N。
【点评】:本题考查的是液体压强公式、阿基米德原理、物体浮沉条件的应用,是一道力学综合题,难度不大,计算复杂。 典型例题4:
(2018?河北)制作简易气压计,观察大气压随高度的变化。
(1)如图所示,在玻璃瓶中倒入适量红色的水,将插有玻璃管的橡皮塞塞紧瓶口,红水升到玻璃管一定的高度,但高度不够,你应_______________________,使水上升到瓶口以上适当位置,制成了简易气压计。
(2)将简易气压计从四楼移到一楼过程中,发现玻璃管内水柱_______________,说明____________。
(3)小明将简易气压计放在阳光下,过一会儿,他发现玻璃管内水柱发生了变化,这一现象说明,简易气压计的测量结果会受到_________________________影响。
【答案】:(1). 向瓶内吹适量的气 (2). 下降 (3). 高度越高,大气压越低 (4). 外界温度
【解析】:(1)将插有玻璃管的橡皮塞塞紧瓶口,红水升到玻璃管一定的高度,但高度不够,
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根据知,当液体膨胀体积一定时,要想减小高度,需要增大横截面积,即换用较粗的
玻璃管,使水上升到瓶口以上适当位置;也可以向瓶内吹适量的气;
(2)四楼移到一楼过程中,高度减小,大气压增大,管内水柱高度会降低,说明大气压随高度的减小而增加;
(3)小明将简易气压计放在阳光下,过一会儿,瓶内气体温度升高,压强增大液柱升高,说明简易气压计的测量结果会受到温度的影响。
【点评】:学生利用身边的器材做成气压计,探究大气压的变化、用所学的知识分析判断,学以致用!
变式训练1:(2018?泰州)某实验小组在探究“影响浮力大小的因素”时,做了如图所示的实验。观察图片并分别比较图中有关数据可知:
(1)当物体逐渐浸入水中,物体底面所受压强将逐渐 ; (2)当物体浸没在水中时,受到的浮力为 N;
(3)比较(b)、(c)两图,可以得出 越大,物体受到的浮力越大; (4)比较 两图可知,物体所受浮力的大小与液体密度有关。 【答案】:(1)变大;(2)1;(3)物体排开液体的体积;(4)(c)、(d)。
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【解析】:(1)当物体逐渐浸入水中,下底面在水中的深度增加,根据p=ρgh可知,下底面所受的压强变大;
(2)由a图知,物体的重力G=4N,由图c知,物体完全浸没在水中受到的拉力为3N,所以物体浸没在水中时,受到的浮力为F浮=G﹣F=4N﹣3N=1N;
(3)(b)、(c)两图,液体的密度相同,物体排开液体的体积不同,物体排开液体的体积越大,测力计的示数越小,可得物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大;
(4)(c)、(d)两图,物体都是完全浸没,排开液体的体积相同,液体的密度不同,测力计的示数不同,可得物体所受浮力的大小与液体密度有关。
【点评】:探究浮力的影响因素的方法,以及实验的理解!
变式训练2:(2018?巴中)边长为10cm的正方体木块,漂浮在水面上,露出水面体积与浸在水中的体积比为2:3,如图甲所示;将木块从水中取出,放入另一种液体中,并在木块上表面放一重为2N的小铁块,静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所示。求: (1)图甲中木块所受浮力大小; (2)图乙中液体的密度;
(3)图乙中木块下表面所受压强的大小。
【答案】:(1)图甲中木块受的浮力为6N;
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