液体金属

浮力问题和方法

发布时间:2022/6/24 20:05:11   
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1.浮力的产生:液体或气体对浸在它当中的物体产生的压力差称之为浮力,浮力是弹力的一种表现形式。在初中物理学习过程中,是对静止的液体或气体对浸在它当中的物体所产生的浮力的作用。

1.实验称量法:浮力的大小可以通过物体的平衡关系来通过称量的方法测出来,即先在空气中称量其重力G,然后将物体浸在液体中再称量其视重F,则浮力F浮=G–F。亦可以利用其他平衡的原理来进行测量。

例1如图所示,物理小组利用体积为cm3的潜水艇模型(忽略进气、排气管的体积),

探究潜水艇在水中如何实现上浮或下沉,下列说法不正确的是(ρ水=1.0×kg/m3,取g=10N/kg)

A.模型浸没在水中受到的浮力为1.7N

B.模型浸没后继续下沉的过程中受到的浮力大小不变

C.若要让悬浮的模型上浮应使模型中进水

D.潜水艇能上浮或下沉是通过改变自重实现的

例2如图甲所示,水平放置的方形容器里有一个重为8N、棱长为10cm的正方体物块M,

M与容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器内注水,容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示(g=10N/kg),则:当t=s时,物块M在水中处于____(选填“沉底”“悬浮”或“漂浮”)状态;当t=s时,水对容器底部的压力大小是____;图乙中a的值是____;40~s时段,浮力对物体做功是____。

例3如图所示,实心均匀圆柱体A、薄壁圆柱形容器B和C,三者高度均为H=10cm,都放置在水平桌面上。容器B内装有油,容器C内装有水,相关数据如下表所示。忽略圆柱体A吸附液体等次要因素,g取10N/kg。

(1)求A的底面积;

(2)若将A竖直缓慢放入B内,释放后静止时,求油对容器底部的压强;

(3)若将A竖直缓慢放入C内,释放并稳定后,再将A竖直向上缓慢提升0.5cm,求静止时水对容器底部的压力。

1.如图所示,甲、乙、丙三个完全相同的烧杯中均装有适量的水,将质地均匀且不吸水的

a、b两实心体分别放入甲、乙烧杯中,当a、b静止时,a有五分之二的体积露出水面,b悬浮于水中,此时两烧杯液面刚好相平。若将b置于a上一起放入丙烧杯中,静止时a的上表面刚好与液面相平,整个过程中水均未溢出,下列说法正确的是

A.a的密度是0.4×kg/m3

B.a、b的重力之比为5:3

C.a、b的体积之比为5:2

D.图中,甲、乙烧杯对桌面的压力之比为3:2

2.在如图所示的甲图中,石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没

入水中。图乙是钢绳拉力随时间t变化的图像。若不计水的摩擦力,则可算出该石料的密度为

A.石料的重为N

B.石料的重为N

C.石料的密度为2.8×kg/m3

D.石料的密度为3.2×kg/m3

3.(1)如图甲所示,将质量为3kg的木块放在盛有水的容器中,木块漂浮时有的体积露出水面,

则木块的密____g/cm3,木块的体积为_______g/cm3。

(2)如图乙所示,一均匀的长方体浸没在液体中,如图所示.已知它的底面积为S,上表面所处深度为h1,下表面所处深度为h2,则长方体下表面所受到液体的压力表达式为_______、浮力表达式为__________(液体密度ρ液和g为已知量)。

4.利用塑料笔芯自制密度计,同款的新笔芯和用了一半油墨的旧笔芯应该选用______。将所选笔芯放入水中,它能______漂浮在水中,在笔芯上标出水面的位置A;将笔芯放入酒精中,仍可漂浮,标出液面的

位置B,如图所示。该笔芯漂浮在水中和酒精中时受到的浮力大小_____。已知水的密度ρ1=1.0g/cm3,酒精的密度ρ2=0.8g/cm3,若笔芯漂浮在密度为ρ3=0.9g/cm3的液体中,则液面对应的位置可能是______(选填“C”或“D”)。

5.小明学习了阿基米德原理后,和物理兴趣小组的同学们利用图中的弹簧测力计、体积约为10cm3的实心金属块、细线、大烧杯、小桶、小垫块和水等器材,设计实验验证阿基米德原理。

(1)小明他们首先向老师汇报了自己的实验思路:

①用弹簧测力计分别测出空桶和金属块的重力为G1和G2;

②把大烧杯用小垫块垫起,使右边的溢水口斜向水下,在大烧杯中______水,过会儿把小桶放在大烧杯的溢水口下方;

③用弹簧测力计吊着金属块使其浸没到大烧杯的水中,记下弹簧测力计示数为F1;

④待大烧杯中的水不再溢出时,用弹簧测力计测出溢出的水和小桶的总重力为F2。若满足______(用所测物理量符号表示)等式成立就可以验证阿基米德原理。

(2)利用现有实验器材将无法完成实验,请分析无法完成实验的原因是:______________;

(3)小明他们更换相关器材,顺利完成了实验,实验后小组成员又进行了交流,要验证阿基米德原理,金属块______(选填“一定”或“不一定”)要浸没在水中。

6.如图甲所示,有一体积、质量忽略不计的弹簧,其两端分别固定在容器底部和正方体形状的物

体上。已知物体的边长为10cm,弹簧没有发生形变时的长度为10cm,弹簧受到拉力作用后,伸长的长度ΔL与拉力F的关系如图乙所示。向容器中加水,直到物体上表面与液面相平,此时水深24cm。(g=10N/kg)求:

(1)物体受到水的浮力;

(2)打开出水口,缓慢放水,当弹簧处于没有发生形变的状态时,关闭出水口。求放水后水的深度。

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