1、课时作业 9 浮力 基础夯实 1.(2020 四川南充)某次军事演习中,执行深海作业的潜水艇悬浮在海水中(如图)。要使潜水艇下潜,应 对水舱 (选填“注水”或“排水”),在下潜过程中,海水对潜水艇上下表面的压力差 (选 填“变大”“变小”或“不变”)。 2.(2021 预测)在透明薄塑料袋中装入大半袋水,用弹簧测力计钩住塑料袋缓慢放入水中,当塑料袋中 的水面与容器中水面 时,水袋中水的重力和排开水的重力相等。 3.(2020 安徽淮北联考)一个质量为 200 kg 的热气球,在空中受到 1 900 N的升力时匀速下降,若要使 该热气球匀速上升,则应抛出 N 的重物。(假设抛出重物前后热气球受到
2、的升力和阻力大小 均不变,g取 10 N/kg) 4.(2020 山东威海)用密度为 0.4103 kg/m3的泡沫制作长 5 m、宽 1.5 m、厚 20 cm的长方体简易浮 桥,浮桥在河水中的最大承重为 kg(河=1103 kg/m3,g 取 10 N/kg);此浮桥空载时分别平放 到海水和河水中,下表面受到的压强分别为 p海和 p河,则 p海 (选填“”“”“G,所以松手后干枣会上浮,最后漂浮在水面上。 6.答案 水 解析 设塑料筒的底面积为 S,塑料筒在水中漂浮处于平衡状态,所以塑料筒受到的浮力等于重力,即 F 浮=G酒,所以 水gh2S=酒gh1S,所以 水h2=酒h1,因为酒精的密
3、度小于水的密度,所以 h1h2;所以 酒 = 水 。 7.答案 0.81 0.9 解析 由阿基米德原理可得,该物块放在水中时,受到的浮力 F浮=G排=m排g=0.081 kg10 N/kg=0.81 N; 该物块放在酒精中时,受到的浮力 F浮=G排=m排g=7210-3 kg10 N/kg=0.72 N,通过上面的计算可知, 物体在酒精中受到的浮力小于物块在水中所受的浮力,而物块的重力不变,因此物块在水和酒精中不 可能都漂浮,只能是一漂一沉或两个都浸没;由于酒精的密度小于水的密度,则物块放入酒精中一定是 下沉的,则根据 F浮=液 gV排得物块的体积 VA=V排酒精= 浮 酒精 =910 -5
4、m3=90 cm3, 物块在水中时,其排开水的体积:V排水= 浮 水 =8.110 -5 m3;因为排开水的体积小于 物体的体积,所以物块在水中漂浮。因为物块在水中漂浮,所以物体的重力等于浮力(排开水的重力), 则 mA=m排水=81 g。则 A的密度 A= =0.9 g/cm 3。 8.答案 45 解析 因为实心木块的密度为 0.8103 kg/m3,小于水的密度,则放于足够深的水中木块静止后木块会漂 浮于水面上,所以 F浮=G木,由于 F浮=水gV排,G木=木gV木,所以 水gV排=木gV木,则 排 木 木 水 。 9.D 解析 潜水艇浸没在水中后继续下潜时,海水的密度不变,排开海水的体积
5、不变,根据 F浮=液gV排 可知潜水艇受到的浮力不变,故 A不符合题意;轮船由长江驶入大海,都漂浮,受到的浮力等于轮船重, 轮船重力大小不变,则浮力不变,故 B 不符合题意;因为铁球的密度小于水银的密度,铁球在水银中处 于漂浮状态,浮力等于其重力;因为铁球的密度大于水的密度,铁球在水中沉底,浮力小于其重力,所以 从水银中取出铁球放入水中浮力会变小,故 C 不符合题意;人由浅水区走向深水区时,液体的密度不变, 排开水的体积增大,根据 F浮=液gV排可知人受到的浮力增大,故 D符合题意。 10.C 解析 根据物体的浮沉条件,释放前甲受到的浮力一定大于它自身的重力,甲球才能上浮,A错误; 甲的体积小
6、于乙的体积,根据阿基米德原理知 F浮=气gV排,释放前甲受到的浮力一定小于乙受到的浮 力,B 错误;由阿基米德原理知,物体在气体中受到的浮力等于物体排开空气的重力,C 正确;释放后探 空气球开始上浮过程中,气球受到浮力一定大于重力,气球升到一定的高度后,空气密度减小,若气球 的体积不变,气球所受浮力减小,上升到一定高度时浮力等于重力,由于惯性,气球继续向上运动,D错 误。 11.C 解析 当鸡蛋在浓盐水中漂浮时,此时鸡蛋所受浮力等于鸡蛋的重力;当给浓盐水中缓慢加入水 时,混合液的密度开始减小,但此时混合液的密度仍大于鸡蛋的密度,虽然鸡蛋开始缓慢下沉,不过鸡 蛋仍处于漂浮状态,只是浸入液体中的体
7、积在增大,而露出液体的体积在减小,所以此时鸡蛋受到的浮 力仍等于鸡蛋的重力;当混合液的密度逐渐减小到等于鸡蛋的密度时,此时鸡蛋在液体中处于悬浮状 态,鸡蛋受到的浮力仍等于鸡蛋的重力;当混合液的密度比鸡蛋密度小的时候,此时鸡蛋受到的浮力就 会小于重力,鸡蛋出现下沉直至沉到杯子的底部,由此可知,鸡蛋受到的浮力是先不变,然后减小,所以 选项 C符合题意。 12.A 解析 长方体物块悬浮在水中,说明受到水的浮力不变,而浮力等于物体上下表面受到水的压力 差,所以长方体物块上下表面受到水的压力差相等;而长方体物块上下表面受到水的压强差 p= ,竖 直放置比水平放置上下表面积小,所以长方体物块上下表面受到的
8、水的压强差不相等。综合上述分 析可知,选项 BCD错误,A正确。 13.D 解析 物体的重力为 G=mg=0.1 kg10 N/kg=1 N;把物体放入盛水的玻璃杯中,溢出水的重力 G 溢=m溢g=0.09 kg10 N/kg=0.9 N,如果原来是满杯水,则物体受到水的浮力 F浮=G排=G溢=0.9 N,如果 原来杯子水不满,则 G排G溢=0.9 N,即物体受到水的浮力大于 0.9 N,所以物体的重力有可能大于浮力, 也可能等于浮力,即物体有可能沉入水底,也可能漂浮或悬浮在水中。 14.D 解析 物体受到的浮力 F浮=G-F,故 A 正确;由阿基米德原理可知,该铁块所受浮力 F浮=G排=m排
9、 g=gV排,因为正方体边长为 L,则体积为 L3,故该铁块所受浮力 F浮=gV排=水gL3,故 B 正确;根据浮力 产生的原因是上下表面受到的压力差可知,该铁块所受浮力 F浮=G-F=F下-F上,故 C 正确;铁块上下表 面所受水的压力 F=F2-F1=液gh2S-液gh1S=液gV物=液gV排=F浮,可知铁块上下表面所受水的压力 差与浸没深度无关,故 D 错误。 15.D 解析 物体漂浮时浮力等于物体的重力,木块受到的浮力 F浮=G木=m木g=1.2 kg10 N/kg=12 N, 木块漂浮 F浮=G木,即 水gV排=木gV木,水g V 木=木gV木,木= 水= 1.010 3 kg/m3
10、=0.6103 kg/m3, 木块刚好浸没在水中受到浮力 F浮=水gV木= G 木= 12 N=20 N,由此可知另一个物体的重力为 G=F浮-G木=20 N-12 N=8 N,另一个物体的密度 物= - =4.010 3 kg/m3,综上分析 A、B、C错误,D 正确。 16.B 解析 由图可知,AB 两球排开液体的总体积 V排甲VA+VB,V排乙=VA+VB,所以 V排甲V乙,即甲容器中 液体的体积较大;已知容器中的液体质量相等,根据 = 可知 甲乙;B 球排开液体的重力 G排液=液 gVB,B球在甲中排开液体重力小于在乙中排开液体重力,故 A正确;由图可知,A在甲液体中漂浮,根据 漂浮条
11、件可知 FA浮甲=GA ,A 和 B在乙液体中一起悬浮,则 A 球的受力情况是 FA浮乙=GA+F ,由 可知,FA浮甲FA浮乙,故 B错误;已知两容器中液面恰好相平(液体的深度相同),甲乙,根据 p=gh 可知 p甲p乙,故 C正确;容器对水平面的压力等于容器的总重力,即 F压=G液+G容+GA+GB;由于容器和 液体质量均相等,A、B 两球的质量不变,所以 F甲=F乙,即两容器对水平面的压力相等,由于甲、乙为 两个完全相同的容器,则水平面的受力面积相等,根据 p= 可知 p 甲=p乙,即两容器对水平面的压强相 等,故 D正确。 17.答案 (1)2.7 (2)浸在同种液体中的物体所受浮力大
12、小跟物体排开液体的体积有关,且排开液体的体积越大受 到的浮力越大 (3)1.0103 解析 (1)由图 A可知,弹簧测力计的分度值为 0.1 N,则 A 步骤所示弹簧测力计的示数为 2.7 N; (2)由图 B、C、D和表格数据可知,物体排开水的体积越大,弹簧测力计的示数越小,由 F浮=G-F 可知,物体受到的浮力越大,故可得结论:浸在同种液体中的物体所受浮力大小跟物体排开液体的体积 有关,且排开液体的体积越大受到的浮力越大; (3)由 E、F和表格数据可知,物体浸没在水和液体中的深度相同,排开液体的体积相等,弹簧测力 计的示数相同,则受到的浮力相等,由 F浮=gV排可知,液体的密度和水的密度
13、相等。 18.答案 (1)200 N (2)0.05 m3 (3)20 根 解析 (1)竹子漂浮在水面上,受到的浮力等于自身的重力,即 F浮1=G自=200 N; (2)竹子漂浮时排开水的体积 V排= 浮 水 =0.02 m 3 一根竹子的体积为 V= 排 =0.05 m3 (3)每个竹子受到的最大浮力为 F浮=水V排g=1.0103 kg/m30.05 m310 N/kg=500 N, 每个竹子能承载的最大物体的重力为 G1=500 N-200 N=300 N 10 个人的总重力为 6 000 N,则需要的竹子根数:n= =20(根)。 19.答案 (1)950 Pa (2)70 N (3)
14、0.055 m 解析 (1)图甲中,容器对水平桌面的压力等于容器的重力和物块重力: F=(mA+mB+m)g=(8 kg+0.5 kg+1 kg)10 N/kg=95 N 容器对水平桌面的压强: p= =950 Pa (2)向容器中缓慢注水,直到细绳恰好伸直(细绳不受力)A 受到的浮力: F浮A=水gV排A=1.0103 kg/m3 10 N/kg0.001 cm3=10 N 由力的平衡:GA=F浮+F 弹簧对铁块 A 的支持力: F=GA-F浮=8 kg10 N/kg-10 N=70 N (3)再次注水前,以 B为研究对象,根据漂浮的特点,GB=F浮B=水gV排B, mBg=F浮B=水gV排
15、B mB=水V排B, V排B= 水 =510 -4 m3 B 浸在水中的深度: h浸= 排 - =0.05 m 若弹簧不伸缩,注水的深度: h1=h-h浸=0.1 m-0.05 m=0.05 m 再次注水木块刚好被浸没: B 受到浮力变化量等于弹簧受力的变化量,根据力的平衡有: F弹变=F浮增=F浮B-GB=1.0103 kg/m310 N/ g0.001 m3-0.5 kg10 N/kg=5 N 因弹簧的弹力每变化 1 N,弹簧的形变量改变 1 mm,故因弹簧弹力减小了 5 N,弹簧的压缩量减小 了 0.005 m,h2=0.005 m; 注水的总高度:h总=h1+h2=0.05 m+0.005 m=0.055 m 即水面又升高了 0.055 m
