第3節(jié)科學(xué)探究：浮力的大小1（2019 云南）2019年4月23日，在中國海軍建軍70周年紀(jì)念日上舉行了海軍閱兵儀式。展示了中國海軍的軍威。如圖所示是最新入列的“101南昌艦”。下列說法正確的是( )a艦艇雷達(dá)發(fā)射和接收的是超聲波b艦艇甲板上有凹凸不平的紋路是為了減小摩擦c艦艇對水的壓力與水對艦艇的浮力是一對平衡力d艦艇上加裝質(zhì)最為50噸的裝備，排水體積增加50 m3【答案】d【解析】a雷達(dá)是通過發(fā)出和接收電磁波來搜尋目標(biāo)的，故a錯誤；b艦艇甲板上有凹凸不平紋路，是在壓力一定的情況下，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力的，故b錯誤；c艦艇對水的壓力與水對艦艇的浮力作用在兩個物體上，是一對相互作用力，不是一對平衡力，故c錯誤；d艦艇上加裝質(zhì)量為50噸的裝備，由艦艇始終漂浮可知，浮力的增加量f浮=g=mg，由f浮=gv排可得，排水體積的增加量。2.（2019 廣州）兩個相同的燒杯中分別裝滿了兩種不同的液體，把甲乙兩球輕輕放入兩杯液體，最后處于如圖9所示狀態(tài)。甲、乙排開的液體的重力相等。甲乙所受浮力相比（）a甲所受浮力更大 b乙所受浮力更大c甲、乙所受浮力一樣大 d不知道液體密度無法比較浮力大小【答案】c【解析】由于甲、乙在液體中排開液體的重力相等，所以根據(jù)阿基米德原理得，甲、乙在液體中受到的浮力是相等的。故應(yīng)選c。3.（2019湖北武漢）如圖所示，在溢水杯中裝滿水，將掛在彈簧測力計下的鐵塊緩慢放入水中，從鐵塊下表面剛剛接觸水面直至測力計示數(shù)為零的過程中（）a. 鐵塊受到的浮力一直變大 b. 溢水杯底部受到水的壓力一直變大c. 彈簧測力計對手的拉力先變小后變大 d. 桌面受到溢水杯的壓強(qiáng)先不變后變大【答案】d【解析】a選項，當(dāng)鐵塊完全浸沒時，浮力大小不變，故a選項不符合題意；b選項，溢水杯底部受到水的壓力先變大，后不變，故b選項不符合題意；c選項，彈簧測力計對手的拉力先變小后不變，故c選項不符合題意；d選項正確，符合題意；故答案選擇d.4.（2019湖北咸寧）如圖所示,完全相同的兩個圓柱形容器a和b分別盛有質(zhì)量相等的甲、乙兩種液體,b容器的液面高于a容器液面。將兩個完全相同的小球分別放入甲、乙液體中,靜止后受的浮力分別是f1、f2,下列判斷正確的是（）a.f1一定大于f2 b.f1一定小于f2c.f1不可能大于f2 d.f1不可能小于f2【答案】d【解析】因為甲、乙中液體質(zhì)量相等，由圖像可知乙液體體積大于甲液體體積，由公式可知，乙液體密度小于甲液體密度。因此由浮沉條件可知物塊在甲、乙液體中可能存在三種情況：，則小球在甲、乙中均漂浮，此時f1=f2 ，則小球在甲中漂浮，在乙中沉底，此時f1=g，f2g，則f1f2，則小球在甲、乙中均沉底，排開液體的體積相同，乙液體密度小于甲液體密度，由阿基米德原理，可知f1f2。因此f1不可能小于f2。5.（2019四川自貢）如圖所示，一個邊長為10cm的正方體豎直懸浮在某液體中，上表面受到液體的壓力f1為5n，下表面受到液體的壓力f2為13n下列說法錯誤的是（）a正方體受到的浮力為8n b液體的密度為0.8103kg/m3c正方體上表面到液面的距離h5cm d液體對物體下表面的壓強(qiáng)為1.3103pa【答案】 c【解析】a由浮力產(chǎn)生的原因可得，正方體受到的浮力f浮f2f113n5n8n，故a正確；b物體懸浮時排開液體的體積和自身的體積相等，則v排vl3（10cm）31000cm31103m3，由f浮gv排可得，液體的密度0.8103kg/m3，故b正確；cd正方體下表面的面積sl2（10cm）2100cm21102m2，液體對物體下表面的壓強(qiáng)：p1.3103pa，故d正確；由pgh可得，正方體下表面到液面的距離：h下0.1625m16.25cm，則正方體上表面到液面的距離：hh下l16.25cm10cm6.25cm，故c錯誤。6.(2019山東菏澤)人們常用“生沉熟浮”來判斷餃子是否煮熟，煮熟后的餃子會漂起來的原因是( ) a.餃子的重力減小了 b.餃子的重力和浮力都增大了c.餃子的重力不變，浮力增大 d.餃子的重力和浮力都減小了【答案】 c【解析】餃子在水中煮的時候，質(zhì)量不變，則重力不變，因為餃子受熱膨脹，體積增大，根據(jù)f浮=gv排知，浮力增大，當(dāng)浮力大于重力時便會浮上來。故a、b、d錯誤，c正確。故選：c。7.（2019 湘西州）一個體積為110-3m3的鐵球全部浸沒在水中，它受到水對它的浮力為n（水的密度為1103kg/m3，g=10n/kg）。【答案】 10【解析】鐵球浸沒在水中時排開水的體積：v排=v=110-5m3，鐵球受到水的浮力：f浮=水gv排=1103kg/m310n/kg110-3m3=10n。故答案為：10。8.（2019江蘇宿遷）在測量物質(zhì)密度的實驗中，用調(diào)好的天平測量一合金塊的質(zhì)量，所加的砝碼和游碼在標(biāo)尺上的位置如圖甲所示。將合金塊放入盛有30ml水的量筒中，水面位置如圖乙所示，則合金塊的密度為g/cm2。合金塊浸沒在水中受到的浮力是n(g=10n/kg）。放入合金塊后，量筒底部受到水的壓強(qiáng)將（選填“增大”“減小”或“不變”）【答案】 4.4 ；0.1 ；增大【解析】由圖可知，金屬塊的質(zhì)量為44g。量筒中原來有30毫升水，現(xiàn)在的位置是40毫升，說明金屬塊的體積為10立方厘米，用已知的質(zhì)量和體積求出為4.4g/cm2。合金塊浸沒在水中，排開水的體積為10立方厘米，根據(jù)f浮=水gv排所以在水中受到的浮力是0.1n。放入金屬塊后，水面上漲，所以量筒底部受到水的壓強(qiáng)將增大。9.（2019 湖北襄陽）小明同學(xué)通過實驗來研究影響浮力大小的因素，做了如圖所示的四次實驗，高興地發(fā)現(xiàn)浮力的大小與深度有關(guān)，而且深度越深浮力越大，老師肯定了他的實驗，又帶他做了一次實驗，小明同學(xué)便恍然大悟。你認(rèn)為：（1）他在探究過程中存在的問題是_。（2）老師的實驗操作是：_觀察測力計的示數(shù)是否不同；（3）結(jié)合五次實驗，得到的正確結(jié)論是:液體密度一定時，_?！敬鸢浮浚?）沒有控制排開液體的體積相同（2）把物體浸沒入液體中，改變深度（3）浮力的大小與物體排開液體的體積有關(guān)【解析】（1）研究浮力大小與深度的關(guān)系，要控制排開液體的體積和密度相同，小明分析了abcd四個步驟，發(fā)現(xiàn)浮力的大小與深度有關(guān)，而且深度越深浮力越大，他在探究過程中存在的問題是：沒有控制排開液體的體積相同；（2）為了探究浮力與深度的關(guān)系，把物體浸沒入液體中，當(dāng)物體排開液體的體積相同時，改變深度，發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的示數(shù)不變；（3）結(jié)合五次實驗，得到的正確結(jié)論是：液體密度一定時，浮力的大小與物體排開液體的體積有關(guān)。10.（2019山東濟(jì)寧）小明用同一物體進(jìn)行了以下實驗。實驗中，保持物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧測力計的示數(shù)如圖所示。請根據(jù)圖中信息，求：（g取10n/kg）（1）物體的質(zhì)量；（2）物體在水中受到的浮力；（3）某液體的密度。【答案】（1）物體的質(zhì)量為0.54kg；（2）物體在水中受到的浮力為2n；（3）某液體的密度為0.8103kg/m3。【解析】（1）由左邊圖可知物體的重力gf15.4n，由gmg可得物體的質(zhì)量：m0.54kg；（2）由左邊、中間兩圖可得物體在水中受到的浮力：f浮水f1f25.4n3.4n2n；（3）由f浮水v排g可得物體的體積：vv排水2104m3，由中間、右邊兩圖可得物體浸沒在某液體中受到的浮力：f浮液f1f35.4n3.8n1.6n，由f浮液v排g可得某液體的密度：液0.8103kg/m3。1.（2019湖北鄂州）如圖所示，放在水平桌面上的三個完全相同的容器內(nèi)，裝有適量的水，將a、b、c三個體積相同的正方體分別放入容器內(nèi)，待正方體靜止后，三個容器內(nèi)水面高度相同。下列說法正確的是（）a物體受到的浮力大小關(guān)系為fafbfc b三個物體的密度大小關(guān)系為abcc容器底部受到水的壓力大小關(guān)系為f甲f乙f丙d容器對桌面的壓強(qiáng)大小關(guān)系為p甲p乙p丙【答案】d【解析】由題知，a、b、c三個正方體的體積相同；a.由圖可知，a、b、c三個正方體排開水的體積關(guān)系為va排vb排vc排，根據(jù)f浮液gv排可知，浮力的大小關(guān)系為：fafbfc，故a錯誤；b.由圖可知，a和b處于漂浮，c處于懸浮，則由浮沉條件可知：gafa，gbfb，gcfc，由于fafbfc，所以gagbgc；由于正方體a、b、c的體積相同，所以根據(jù)可知，物體密度的大小關(guān)系：abc，故b錯誤；c.由圖可知三個完全相同的容器內(nèi)水的深度相同，由pgh可知液體底部壓強(qiáng)關(guān)系是p甲p乙p丙，三個容器的底面積相同，根據(jù)fps可求容器底部受到水的壓力大小關(guān)系：f甲f乙f丙，故c錯誤；d.因正方體分別處于漂浮或懸浮狀態(tài)，則浮力等于自身重力，由阿基米德原理可知，物體受到的浮力等于排開液體的重力，即說明容器中正方體的重力等于正方體排開水的重力，即可以理解為，容器中正方體的重力補(bǔ)充了它排開的水的重力，能看出三個容器內(nèi)總重力相等；由于容器相同，所以三個容器對桌面的壓力關(guān)系為f甲f乙f丙，根據(jù)p可知，容器對桌面的壓強(qiáng)大小關(guān)系為p甲p乙p丙，故d正確；2.（2019山西）網(wǎng)上流傳著一種說法,雞蛋能否沉入水底可以鑒別其是否新鮮。為了驗證其真實性,小亮買了些新鮮雞蛋,并拿其中一顆進(jìn)行實驗。第一天放入水中的雞蛋沉入水底(如圖甲),取出雞蛋擦干放置 50 天后,再放入水中時雞蛋漂浮在水面(如圖乙),看來網(wǎng)傳是真的。下列分析正確的是() a.雞蛋兩次所受的浮力一樣大 b.甲圖中雞蛋排開水的重力大c.乙圖中雞蛋所受浮力大于重力 d.放置 50 天后的雞蛋密度變大甲乙【答案】b【解析】該題與潛水艇類似，雞蛋的體積不變，質(zhì)量變小，密度變小，根據(jù)阿基米德原理f 浮=液gv 排可知，液不變，v 排減小，則浮力減小；又根據(jù)受力分析可知，漂浮時，重力等于浮力，綜上所述，選b。3.（2019 山東淄博）把木塊放入裝滿水的溢水杯中，溢出水的體積為v1（如圖甲）；用細(xì)針將該木塊全部壓入水中，溢出水的總體積為v2（如圖乙），忽略細(xì)針的體積。則a木塊的質(zhì)量為水v2b緩慢下壓木塊的過程中，溢水杯底部受到水的壓強(qiáng)變大c木塊全部壓入水中靜止時，細(xì)針對木塊的壓力大小為水gv2d木塊的密度為【答案】d【解析】ad木塊靜止地漂浮在水面上時，f浮=g；因為木塊所受到的浮力f浮=水gv1，所以水gv1=mg，木塊的質(zhì)量m=水v1；木塊完全浸入水中時所排開水的體積等于木塊的體積，由題意知木塊的體積v=v2，則木塊的密度：；故a錯誤，故d正確；b緩慢下壓木塊的過程中，溢水杯中水的深度不變，由p=gh可知，溢水杯底部受到水的壓強(qiáng)不變，故b錯誤；c木塊完全浸沒后的浮力：f浮=水gv2，木塊完全浸沒時，由力的平衡條件可得：f浮=f壓+g木，所以手對木塊的壓力（最大壓力）：f壓=f浮g木=水gv2mg=水gv2水v1g=水g（v2v1），故c錯誤。4.（2019 四川巴中）將一實心圓柱體懸掛于彈簧測力計下，物體下表面剛好與水面接觸，從此處勻速下放物體，直至浸沒（物體未與容器底接觸）的過程中，彈簧測力計示數(shù)f與物體下表面浸人水中深度h的關(guān)系如圖所示，則下列說法正確的是（）a物體重力為40 nb物體浸沒時受到的浮力為15 nc物體的密度為2.5103 kg/m3 d物體剛好浸沒時下表面受到的液體壓強(qiáng)為800 pa【答案】c【解析】a如圖，圓柱體沒有浸入水中時彈簧測力計示數(shù)f為25 n，則圓柱體重g=f=25 n；故a錯誤；b當(dāng)圓柱體全浸入時，彈簧測力計的示數(shù)為15 n，浸沒時受到的浮力為：f浮=gf=25 n15 n=10 n，故b錯誤；c圓柱體的質(zhì)量：，體積：；則圓柱體的密度：，故c正確；d圓柱體剛浸沒時下表面深度：h=4 cm=0.04 m，此時下表面受到的液體壓強(qiáng)：p=gh=1103 kg/m310 n/kg0.04 m=400 pa；故d錯誤。5.（2019 山東棗莊）在彈簧測力計下懸掛一長方體實心金屬塊，金屬塊下表面與水面剛好接觸，如圖甲。從此處勻速下放金屬塊，直至浸沒于水中并繼續(xù)勻速下放（金屬塊未與容器底部接觸），在金屬塊下放過程中，彈簧測力計示數(shù)f與金屬塊下表面浸入水的深度h的關(guān)系如圖乙，g10n/kg，水1.0103kg/m3由圖象可知：（1）金屬塊完全浸沒在水中受到的浮力為n。（2）金屬塊的密度是kg/m3。（3）你還能求出有關(guān)金屬塊的哪些物理量：（寫出三個物理量即可，不需要計算結(jié)果）【答案】（1）4；（2）2.25103；（3）體積、質(zhì)量、重力?！窘馕觥浚?）由圖可知，金屬塊未浸入水中時彈簧測力計示數(shù)為9n，即金屬塊的重力為g9n；金屬塊全部浸入水中時，彈簧測力計的示數(shù)為f5n，金屬塊完全浸沒在水中受到的浮力：f浮gf9n5n4n，（2）由f浮水gv排得金屬塊的體積：vv排=f浮水g=4n1103kg/m310n/kg=4104m3，金屬塊的質(zhì)量：m=gg=9n10n/kg=0.9kg，金屬塊的密度：=mv=0.9kg410-4m3=2.25103kg/m3；（3）由上面的解答可知，除了能求出金屬塊浸沒水中受到的浮力、金屬塊的密度外，還可以計算金屬塊的體積、質(zhì)量、重力，利用pgh還可計算出金屬塊剛浸沒時所受水的壓強(qiáng)（下表面浸入水的深度h4cm）。6.（2019 四川德陽）如圖所示，有一圓柱形容器，放在水平桌面上。現(xiàn)將一體積為210-4m3，質(zhì)量為0.54kg的矩形金屬塊放在容器底部，再向容器中加入水至14cm深時，水對容器底的壓強(qiáng)是_pa，金屬塊對容器底部的壓力是_n（金屬塊與容器底部不是緊密接觸，水=1.0103kg/m3，取g=10n/kg）。【答案】1.4l03； 3.4?！窘馕觥浚?）水的深度h14cm0.14m，則水對容器底的壓強(qiáng)：p水gh1.0103kg/m310n/kg0.14m1400pa；（2）由圖可知，金屬塊浸沒在水中，根據(jù)阿基米德原理可得，金屬塊所受的浮力：f浮水v排g1.0103kg/m32104m310n/kg2n；金屬塊的重力：g金m金g0.54kg10n/kg5.4n；根據(jù)力的合成可知金屬塊對容器底部的壓力：f壓g金f浮5.4n2n3.4n。7.（2019四川樂山）如圖甲所示，一個質(zhì)量為270g的鋁塊懸掛在彈簧測力計的掛鉤上，鋁塊的下表面剛好接觸某未知液體的液面。將鋁塊緩慢浸入液體，彈簧測力計的示數(shù)隨浸入深度的變化如圖乙所示。則鋁塊浸沒時所受的浮力為n，液體的密度為kg/m3（g=10n/kg，）。【答案】1.2；1.2103?！窘馕觥浚?）m=270g=0.27kg，g=mg=0.27kg10n/kg=2.7n，f浮=g-f=2.7n-1.5n=1.2n，（2）鋁塊浸沒液體時：v排=v=10-4m3受到液體的浮力：f浮=液gv排1.2n=液10n/kg10-4m3解得：液=1.2103kg/m38.（2019四川南充）彈簧測力計下懸掛一物體，當(dāng)物體的體積浸入水中時，彈簧測力計示數(shù)為5n，當(dāng)物體的體積浸入水中時，彈簧測力計示數(shù)為3n，現(xiàn)將物體從彈簧測力計上取下放入水中，則該物體靜止時所受浮力是_n，該物體的密度為_kg/m3。（水=1103kg/m3，g=10n/kg）【答案】 (1). 9 ; (2). 0.75103【解析】（1）當(dāng)物體的體積浸入水中時，排開水的體積為v，彈簧測力計示數(shù)為5n，根據(jù)稱重法測浮力：gf浮f和阿基米德原理有：；當(dāng)物體的體積浸入水中時，彈簧測力計示數(shù)為3n，同理有：；得：水gv12n，將代入得：；由知，物體浸沒受到的浮力為12n9n，由物體的浮沉條件，將物體從彈簧測力計上取下放入水中，則該物體靜止時處于漂浮狀態(tài)，由漂浮的特點，物體所受浮力是：fg9n；（2）由得物體的體積：；該物體的密度為：9.（2019 福建）如圖，“驗證阿基米德原理”的實驗步驟如下:用彈簧測力計測出物體所受的重力g（圖甲）;將物體浸沒在水面恰好與溢口相平的溢水杯屮，用空的小桶接從溢水杯里被物體排開的水，讀出這時測力計的示數(shù)f（圖乙）;測出接水后小桶與水所受的總重力g1（圖丙）；將小桶中的水倒出，測岀小桶所受的重力g2（圖?。?；分別計算出物體受到的浮力和排開的水所受的重力，并比較它們的大小是否相同回答下列問題：（1）物體浸沒在水中,受到水的浮力f浮=_，被排開的水所受的重力g排_。（用上述測得量的符號表示）（2）指出本實驗產(chǎn)生誤差的原因（寫出兩點）：（a）;（b）o（3）物體沒有完全浸沒在水中,_（選填“能”或“不能“）用實驗驗證阿基米德原理?！敬鸢浮?(1). g-f (2).g1-g2 (3).測力