3
变化如图乙所示.则铝块浸没时所受的浮力为________N,液体的密度为________kg/m.(g取10 N/kg,ρ3
3
铝=2.7×10 kg/m)
第5题图
- 5 -
参考答案及解析
基础练习
1. C 【解析】饺子煮熟后,重力不变,但受热膨胀,其体积变大,则饺子受到的浮力变大,当浮力大于重力时,饺子会上浮.C正确.故选C.
2. A 【解析】鸡蛋悬浮在盐水中,说明盐水和鸡蛋的密度相等,当给盐水中加水时,因为水的密度较小,所以盐水的密度会减小,这样就会导致盐水的密度小于鸡蛋的密度,所以鸡蛋就会下沉,A正确;鸡蛋的质量不变,重力也不变,B错误;鸡蛋排开盐水的体积不变,而盐水的密度减小,所以根据F浮=ρ液gV排可知,鸡蛋受到的浮力减小,C错误;鸡蛋悬浮时受到的浮力等于其重力为0.5 N,当加水后鸡蛋下沉,受到的浮力减小,此时鸡蛋受到的浮力小于0.5 N,D错误.故选A.
3. A 【解析】由ρ=可得物体的密度为:ρ物==
mVm60 g3
g/cm;由于ρ物<ρ酒,3=0.6
V100 cm
F浮0.6 N
==3
ρ酒g0.8×10 kg/m3×10 N/kg
根据物体的浮沉条件,把物体放入酒精中,物体静止后处于漂浮状态,则F浮=G物=mg=0.06 kg × 10 N/kg=0.6 N,物体浸入酒精中的体积为V排=
-5
3
3
V排75 cm337.5×10 m=75 cm,所以==,A正确.故选A.
V100 cm34
4. C 【解析】正方体受到的浮力大小F浮= F2- F1= 13 N-5 N=8 N,A正确;液体密度ρ=F浮8 N33
==0.8×10 kg/m,B正确;正方体上表面受到的压强p=3
Vg(0.1 m)×10 N/kg
F15 Np500 Pa=Pa,又因为p =ρ液gh,h===6.25 cm,2=500 3S(0.1 m)ρg0.8×10 kg/m3×10 N/kgF213 NC错误;正方体下表面受到的压强p===1 300 Pa,D正确.故选C.
S(0.1 m)25. 不变 变大 【解析】潜水器在水面下匀速下潜过程中,海水的密度和潜水器排开水的体积都不变,由F浮=ρgV排可知,浮力大小不变;因下潜过程中深度变大,海水密度不变,由p=ρgh可知,潜水器下表面受到的压强变大.
6. 3 竖直向上 【解析】浸在液体(或气体)中的物体都会受到液体(或气体)竖直向上的浮力作用;根据题意可得,物块受到的浮力F浮=G-F示=8 N-5 N=3 N. 7. 38 3.8×10 【解析】 因水陆两栖飞机在水中处于漂浮状态,F5
5
浮
=G=mg=38×10
3
5
F浮3.8×10 N
kg×10 N/kg=3.8×10 N,则由F浮=ρ水gV排得V排===38
ρ水g1.0×103 kg/m3×10 N/kg
m.
8. 0.1 不变 【解析】冰块浮在水面上,则冰块所受的浮力F浮=G冰,即ρ水g V排=ρ冰
3
ρ冰 Vg V,则冰块排开水的体积V排=,冰块静止时露出水面的体积 V露= V- V排= V-
ρ水
- 6 -
33
ρ冰 Vρ冰0.9×10 kg/m
=(1-)V=(1-因为冰块漂浮于水面上,所以F浮=ρ水33)V=0.1V;ρ水ρ水1.0×10 kg/m
g V排=G冰 ①;又因为冰块熔化成水后,其质量不变,重力不变,所以G水=ρ水g V水=G冰
②;由①②可得ρ水g V排=ρ水g V水,所以 V排= V水,即冰熔化为水的体积等于冰排
开水的体积,所以冰完全熔化后水位不变.
9. (1)2 (2)无关 (3)丁、戊 1.2×10 偏大,因为容器底对金属块有支持力,弹簧测力计示数减小,根据F浮=G-F可知,金属块在盐水中受到的浮力测量值偏大,V排不变,由
3
ρ盐水
=
F浮
可知,测量出的盐水密度值偏大;(4)将盛有适量液体的烧杯放在铁架台上,把V排g弹簧测力计固定在铁圈上,通过改变铁圈的高度来改变金属块浸在液体中的体积(先将盛有适量液体的烧杯放在升降台上,然后把弹簧测力计固定在铁架台的铁圈上,并调节到适当高度,接着用升降台调节烧杯的高度来改变金属块浸在液体中的体积)
【解析】(1)由图甲可知,金属块在空气中的示数为4.8 N,即金属块重力为4.8 N,由图丙或图丁可知,金属块完全浸没在水中,弹簧测力计的示数为2.8 N,则金属块受到的浮力F浮
=G-F示
=4.8 N-2.8 N=2 N;(2)图丙和图丁弹簧测力计示数相同,则浮力大小跟物体
浸没在水中的深度无关;(3)分析丁、戊两图可知,浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体的密度有关;在盐水中金属块受到的浮力F=V排=
盐浮
=4.8 N-2.4 N=2.4 N,金属块的体积为VF浮2 N-43
==2×10 m,由F盐浮=ρ盐水gV排得,盐水的密度为33
ρ水g1.0×10kg/m×10 N/kg
F盐浮F盐浮2.4 N33
===1.2×10kg/m;如果在实验中不小心使戊图中金-43
V排gVg2×10 m×10 N/kg
ρ盐水
=
属块接触了容器底且与容器底有力的作用时,此时测量出的盐水密度值将偏大.因为容器底对金属块有支持力,弹簧测力计示数减小,根据F浮=G-F可知,金属块在盐水中受到的浮力测量值偏大,V排不变,由ρ盐水=
F浮
可知,测量出的盐水密度值偏大;(4)改进措施:将V排g盛有适量液体的烧杯放在铁架台上,把弹簧测力计固定在铁圈上,通过改变铁圈的高度来改变金属浸在液体中的体积(先将盛有适量液体的烧杯放在升降台上,然后把弹簧测力计固定在铁架台的铁圈上,并调节到适当高度,接着用升降台调节烧杯的高度来改变金属块浸在液体中的体积).
10. 解:(1)驱逐舰满载时所受的浮力
F浮=G排=m排g=12 500×103 kg×10 N/kg=1.25×108 N
(2)直升机飞离驱逐舰,055驱逐舰所受的浮力减小,则减小的浮力
F浮′=G机=m机g=13×103 kg×10 N/kg=1.3×105 N
由阿基米德原理F浮=ρgV排可知 055驱逐舰浸在水中的体积减小了
5
F浮′1.3×10 N3
V排===13 m 33
ρ海水g1.0 × 10 kg/m×10 N/kg
能力提升
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1. C 【解析】因为小球排开酒精的质量为80 g,所以小球在酒精中受到的浮力为F酒浮=G排
=m酒g=0.08 kg×10 N/kg=0.8 N,由F酒浮=ρ酒精gV排酒得,小球的体积为V球=V排酒=
3
F酒浮
ρ酒精g=
0.8 N-433
=1×10 m=100 cm,B错误;由于小球在某种液体中时,小3
0.8×10 kg/m×10 N/kg
4
球露出液面的体积与浸入液体中的体积之比为1∶4,则浸没在某种液体中的体积为V浸液=
5
3-53
V球=×1×10-4 m=8×10 m,小球在某种液体中受到的浮力为F液浮=G液体=m液体g=0.08
4
5
kg×10 N/kg=0.8 N,由F液浮
=ρ液体
gV排液
得,液体的密度为ρ液体
=
F液浮
=gV排液
0.8 N33
3=1.0×10 kg/m,C正确;由于小球漂浮在液体中,小球的重力与
10 N/kg×8×10-5 m
受到的浮力是一对平衡力,小球的重力为G=F-4
液浮
=0.8 N,小球的密度为ρ球
=
G球
=V球g0.8 N33
=0.8×10 kg/m,D错误;由于小球的密度等于酒精的密度,所以小3
1×10 m×10 N/kg
球在酒精中处于悬浮状态,A错误.故选C.
2. B 【解析】未放钻块前,木块受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×10 kg/m×10 N/kg×6×10
-4
3
3
m=6 N,木块漂浮,故G木=F浮=6 N,A错误;木块的质量m木=
3
G木6 N
==0.6 kg,g10 N/kg
当木块上放4 N的铝块静止时,木块完全浸没在水中,G铝+G木=F浮′,即G铝+G木=ρ水
gV木,则木块的体积为V木=
的密度为ρ木=
G铝+G木4 N+6 N-33
==1×10 m,B正确;木块33ρ水g1.0×10 kg/m×10 N/kg
m木0.6 kg3333-33
=-33=0.6×10 kg/m,C错误;V木=a,即a=1×10 m,aV木1×10 m
-43
V排6×10 m
=0.1 m,木块下表面两次的深度差为h2-h1=a-2=0.1 m-2=0.04 m,木块
a(0.1 m)
下表面增大的压强为p2-p1=ρ水g(h2-h1)=1.0×10 kg/m×10 N/kg×0.04 m=400 Pa,D错误.故选B.
113
3. 9 0.75×10 【解析】当物体的体积浸入水中时,受到的浮力F1浮=ρ水g×V物=G物
3311
-5 N…①;当物体的体积浸入水中时,受到的浮力F2浮=ρ水g×V物=G物-3 N…②;由
221
①②解得:G物=9 N;由②得,当物体的体积浸入水中时,受到的浮力F2浮=G物-3 N=9 N
2-3 N=6 N,由此可推出,当物体全部浸入水中时,受到的浮力为12 N,此时受到的浮力大于物体的重力,所以物体在水中最终应处于漂浮状态,漂浮静止时受到的浮力等于重力,即静止时受到的浮力F浮=9 N;把G物=9 N代入②,解得物体的体积为V物=1.2×10 m,则物体的密度为ρ物=-3
3
33
G物9 N33
==0.75×10 kg/m. -33V物g1.2×10 m×10 N/kg
4. 3 漂浮 5 【解析】小球一半浸没在水中时受到的浮力:F浮=G-F示=5 N-2 N=3 N;
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