备战2021 浙教版科学中考专题训练 第19讲 浮力 14页

第 - 1 - 页 共 14 页 第 19 讲 浮 力 重点突破 阿基米德原理应用 【例 1】(2020·自贡)一枚重力为 G 的鸡蛋悬浮在盐水中,如图所示。往盐水中 继续均匀缓慢加盐(盐水未到饱和),鸡蛋所受浮力 F 随时间 t 变化的图像可能是 (A) 1.(2020·青海)如图所示是某实验小组“探究浮力大小跟哪些因素有关”的实 验过程中弹簧测力计挂着同一金属块的示数。 (1)金属块浸没在盐水中时,受到的浮力是 2.4 N。 (2)分析图乙、丙可知,浮力的大小跟 物体排开液体的体积大小 有关。 (3)分析 丙、丁 两图可知,浸在液体中的物体所受的浮力大小跟液体的密度 有关。 (4)由实验可知,该金属块的密度是 2.4×103 kg/m3。 浮力的简单计算 第 - 2 - 页 共 14 页 【例 2】(2019·枣庄)在弹簧测力计下悬挂一长方体实心金属块,金属块下表面 与水面刚好接触,如图甲。从此处匀速下放金属块,直至浸没于水中并继续匀速 下放(金属块未与容器底部接触),在金属块下放过程中,弹簧测力计示数 F 与金 属块下表面浸入水的深度 h 的关系如图乙,g 取 10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3。 由图像可知: (1)金属块完全浸没在水中受到的浮力为 4 N。 (2)金属块的密度是 2.25×103 kg/m3。 (3)你还能求出有关金属块的哪些物理量: 金属块的重力 G、金属块的质量 m、 金属块的体积 V、金属块的高度 h、金属块的底面积 S 等(任选三个即可) (写 出三个物理量即可,不需要计算结果) 2.(2019·金华)归纳与演绎是科学学习中非常重要的科学方法,如表是兴趣小 组归纳“根据ρ= ,运用浮力知识间接测量固体密度”的方法,请回答: 方 法 实验 器材 操作过程 思维过程 数据 处理 适用 范围 一 弹簧测力计、烧杯、水 因为 m= V 物=V 浮= 所以ρ物= = (1) ρ物= 3×103 kg/m3 ρ物 > ρ液 第 - 3 - 页 共 14 页 ρ水= ρ水 二 量筒、细铁丝、水 (2) ρ物= ρ水 (用 V1、V2、V3、 ρ水表示) …… ρ物 < ρ液 物体浮沉条件的应用 【例 3】(2019·杭州)如图所示,将密度为 0.6 g/cm3、高度为 10 cm,底面积为 20 cm2 的圆柱体放入底面积为 50 cm2 的容器中,并向容器内加水。(g 取 10 N/kg) (1)当水加到 2 cm 时,求圆柱体对容器底的压力大小。 (2)继续向容器中加水,当圆柱体对容器底压力为 0 时,求圆柱体在水面上方和下 方的长度之比。 解:(1)圆柱体的体积: V=Sh=20 cm2×10 cm=200 cm3=2×10-4 m3 圆柱体的重力:G=mg=ρ柱 Vg=0.6×103 kg/m3×2×10-4 m3×10 N/kg=1.2 N 当水加到 2 cm 时,圆柱体排开水的体积: V 排=Sh'=20 cm2×2 cm=40 cm3=4×10-5 m3 圆柱体受到的浮力:F 浮=ρ水 gV 排=1×103 kg/m3×10 N/kg×4×10-5 m3=0.4 N 此时圆柱体受到向上的浮力、向上的支持力和向下的重力,由力的平衡条件可得, 容器底对圆柱体的支持力:F 支=G-F 浮=1.2 N-0.4 N=0.8 N 第 - 4 - 页 共 14 页 因为容器底对圆柱体的支持力与圆柱体对容器底的压力是一对相互作用力,所 以 F 压=F 支=0.8 N。 (2)当圆柱体对容器底压力为 0 时,容器底对圆柱体的支持力也为 0,此时圆柱体 漂浮,有 F 浮'=G,则: ρ水 gSh 下=ρ柱 gSh,则: = = = 所以 = = 3.“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制的作业型深海载人潜水器。 “蛟龙号”体积约为 30 m3,空载时质量约为 22 t,最大荷载 240 kg。 (1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大? (2)若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的,则至少注入多少立方 米的水?(海水密度ρ海取 1.0×103 kg/m3,g 取 10 N/kg) 解:(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时,根据漂浮条件可知潜水器受到浮力:F 浮= G 空载=m 空载 g=22×103 kg×10 N/kg=2.2×105 N; (2)满载下沉时潜水器排开海水的体积 V 排=V 潜=30 m3,此时 F'浮=ρ海 gV 排=1.0× 103 kg/m3×10 N/kg×30 m3=3×105 N,满载总重力 G 满=m 满 g=(22×103 kg+240 kg) ×10 N/kg=2.224×105 N,G 注水=F'浮-G 满=3×105 N-2.224×105 N=7.76×104 N, 第 - 5 - 页 共 14 页 则由 G=mg=ρgV 可得注入水的体积: V 注水= = =7.76 m3。 第 - 6 - 页 共 14 页 诊断自测 1.(2020·连云港)下列关于浮力的说法正确的是 (B) A.质量大的物体在液体中所受浮力一定大 B.码头上正在卸货的轮船所受的浮力逐渐减小 C.物体密度小于液体密度时物体在液体中处于悬浮状态 D.潜水艇在水面下从大海潜行进入长江,所受浮力不变 2.(2019·湖州)放有适量水的烧杯置于水平桌面上。将一木块浸没到水中一定 深度后撤去外力,木块开始上浮,最后漂浮,且有五分之二体积露出水面。下列叙 述中,错误的是 (C) A.在露出水面之前,木块所受浮力不变 B.在露出水面之前,木块所受浮力大于木块的重力 C.木块在浸没和漂浮两种情况下,水对烧杯底的压强相等 D.木块的密度为 0.6 g/cm3 3.(2020·金华)如图为金鱼吐出的某个气泡在温度恒定的水中上升过程的示意 图。该过程中气泡密度和受到浮力的变化情况,叙述正确的是 (D) A.密度和浮力都不变 B.密度和浮力都变大 C.密度变小,浮力不变 D.密度变小,浮力变大 4.(2020·乐山)如图所示,将两个完全相同的小球分别放入盛有两种不同液体 的甲、乙烧杯中,待小球静止后,两个烧杯内液面高度相同。下列说法正确的是 (C) 第 - 7 - 页 共 14 页 A.甲烧杯中小球受到的浮力大 B.乙烧杯中小球排开液体的质量大 C.甲烧杯中液体的密度大 D.乙烧杯底部受到的液体压强大 5.(2020·黔南州)如图,重为 5 N,体积为 0.2×10-3 m3 的物体用细线系在弹簧测 力计的挂钩上,将它浸没在水中,物体受到的浮力是 2 N,静止时弹簧测力计 的示数是 3 N(g 取 10 N/kg)。 6.(2020·北京)排水量是轮船装满货物时排开水的质量。一艘排水量为 2 000 t 的轮船,装满货物在河水中航行。河水密度取 1.0×103 kg/m3,g 取 10 N/kg。求: (1)装满货物时,轮船和货物受到的总重力; (2)轮船排开水的体积。 解:(1)一艘排水量为 2 000 t 的轮船,即轮船满载时排开水的质量为 2 000 t, 则排开水的重力:G 排=m 排 g=2 000×103 kg×10 N/kg=2×107 N,由阿基米德原理 可得,装满货物时轮船所受的浮力 F 浮=G 排=2×107 N,根据漂浮条件可知,轮船和 货物受到的总重力为:G 总=F 浮=2×107N; (2)由密度公式ρ= 可得,轮船排开水的体积: 第 - 8 - 页 共 14 页 V 排= = =2 000 m3。 第 - 9 - 页 共 14 页 高效提分作业 1.将两物体分别挂在弹簧测力计下,让它们同时浸没在水中时,两弹簧测力计示 数的减小值相同,则这两物体必定有相同的 (B) A.密度 B.体积 C.质量 D.重量 2.(2020·江西模拟)下列关于浮力的说法正确的是 (C) A.浮力是物体对液体施加的力 B.空气中的物体不受浮力作用 C.浮力是液体(气体)对物体压力的合力 D.漂浮在水面的木块比沉在水底的铁球受到的浮力大 3.(2020·衢州)2020 年 4 月 23 日,“雪龙”号考察船圆满完成历时 198 天的南 极考察任务,返回上海码头落锚。在铁链拉着铁锚缓慢放入水中时,经历了如图 所示三种情况:图甲中铁锚部分浸入水中;图乙中铁锚完全浸没水中但未触底; 图丙中铁锚沉底。三种情况下船身受到的浮力大小分别为 F 甲、F 乙、F 丙,它们的 大小关系正确的是 (C) A.F 甲=F 乙=F 丙 B.F 甲>F 乙=F 丙 C.F 甲>F 乙>F 丙 D.F 甲