关于初二的《水的浮力》
注:ρ甲=Q ρ乙=W ρ水=E *为乘号 /为除号
(1)因为Q>E 所以下沉 因为W<E 所以漂浮
| F甲=ρ液gv排 |
=ρ液g * M/Q
F乙=G乙=Mg
所以F甲/F乙
=(ρ液g * M/Q )/Mg
=E/Q=1/1.2=5:6
| (2)因为Q>E ,所以下沉
| 因为W<E, 所以漂浮
V1=V2
所以 F甲=ρ1gv1 ,F乙=ρ2gv2
|所以F甲/F乙= ρ1gv1/ρ2gv2
因为 V1=V2
| 所以 ρ1gv1/ρ2gv2 =1/0.8=5:4
我做中考家教时搜集的教案,例题对初三学生来讲应该有难度的,有的可能说图示怎样的,其实不用看图也能想出来。希望对你有用~
浮力(一)
一、浮力的概念
1.浮力的产生原因:由于浸在液体里的物体上下底面的深度不同,所受液体的压强不同,下底面向上的压强大于上底面向下的压强,从而使物体受到向上的压力大于向下的压力,这两个压力差就是浮力。
2.浮力的方向:总是竖直向上的。
3.显然,当物体浸在液体中,且底面与容器底部密接的时候,物体底部不再受到液体向上的压强时,它就不受浮力。比如,建筑在水中的桥墩;再比如,陷在泥中的物体。同学们都有这样的体会,在泥泞的水中走路时,有时,鞋会被泥“吸”住而被拽下来,就是因为鞋受到大气压和水向下的压强,而没有受到向上的浮力。
4.阿基米德定律:浸在液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体的重力。它不仅适用于液体也适用于气体。
公式:F浮=ρ液gV排
5.物体的浮沉条件:这是指物体只受浮力和重力而没有其他力作用的情况而言:浸在液体中的物体,如果受到的浮力大于它的重力,物体就上浮;如果浮力小于重力,物体就下沉;如果浮力等于重力,物体就可以停留在液体里任何深度的地方。
物体上浮、下沉、悬浮和漂浮的物理过程分析:物体全部浸入液体中所受浮力最大。当F浮>G物,则物体上浮,一直到露出液面瞬间仍是如此。当物体继续上升时,F浮减小,直到最后物体静止地漂浮于液面时,F浮=G物,此时F浮与G物是一对平衡力。若F浮<G物,物体下沉,一直到底,此时物体所受F浮虽不变,但增加一个容器底的支持力,在三力作用下物体处于平衡状态。当物体在液体内部某处满足F浮=G物的条件,物体将静止在液体里某处,这种现象叫悬浮。
根据浮沉现象可分析ρ物与ρ液的关系:当物体全部浸入液体时:ρ物ρ液时下沉;ρ物=ρ液则悬浮。比如把一块泡沫塑料按在水里,因为ρ塑<ρ水,一松手,塑料块将上浮。石块的密度比水大,把石块投入水中,会下沉。人体的平均密度大约与水相当,当人完全没入水中时,会悬浮,可以游潜泳。鱼类则是靠着鱼膘的鼓与瘪来调整鱼的体积,进而改变鱼的平均密度,使它可以上浮或下沉。
二、浮力大小的计算
浮力大小的计算可归纳为三种方法:
(1)求物体上下表面的压力差
F浮=F向上-F向下
(2)通过测量,从受力情况入手,由平衡条件推算出F浮=G-G′。其中G为物体在空气中的重力,G′为物体浸入液体中的视重(此时从弹簧测力计上显示的物重)。
(3)应用阿基米德定律
F浮=ρ液gV排
值得注意的是:应用以上方法计算浮力,要具体情况具体分析,首先要弄清每个公式的适用条件,物理意义,不可死背乱套。
例题1:甲乙两个体积相等的实心球吊在弹簧测力计下,分别浸在水和酒精中静止。已知ρ甲=3ρ水,ρ乙=3ρ酒,ρ水>ρ酒。比较两个弹簧测力计示数的大小,下列判断正确的是( )
A.挂甲球的示数大 B.挂乙球的示数大
C.两个示数一样大 D.无法确定哪个示数大
分析与解答:依据关系式 F浮=G-G′可以变形为G′=G-F浮,此G′为物体的视重也就是弹簧测力计的示数。G甲=ρ甲gV甲,,就有G甲′=ρ甲gV甲-ρ水gV甲=(3ρ水-ρ水)gV甲=2ρ水gV甲 。
同理可知G乙′=G乙-F浮乙=ρ乙gV乙-ρ酒gV乙
=(3ρ酒-ρ酒)gV乙=2ρ酒gV乙
∵V甲=V乙 ∴G甲′=2ρ水gV,G乙′=2ρ酒gV。
又∵ρ水>ρ酒 ∴G甲′>G乙′ 选A。
例题2 只用一个弹簧测力计和一杯水,怎样测定一块合金的密度?
分析与解答 我们只要按照图乙所示的方法,读出两种情况下测力计G1与G2,就可以计算出物体的密度了。
从图中可以看出,这里G1就是合金块所受的重力,G2是合金块在水中时的视重(即弹簧测力计的读数)。合金块受到的浮力为F浮=G1-G2
由阿基米德定理:F浮=G排水,且物体浸没时V排=V物,∴G1-G2=ρ水gV物
(1) 又∵G1=m物g, (2)
式(2)除以(1)得。
这是一个巧妙的方法,本来求密度是离不开测物体体积的,这里通过浮力的计算代替掉了,只用弹簧秤和水就可以了。既不用天平也不用量筒就可以求物体密度了。
三、物体所受浮力的分析方法
浮力是物体所受到的各种力的一种,因此研究浮力对物体的作用,必须遵从力的一般分析方法,即首先要确定研究对象,对所选对象进行全面的受力分析,然后找出各物理量之间的数学关系再动手计算,求出所要求的量。
例题3 盘秤上放一盛水容器,秤的示数为10牛顿。将一5牛顿的物体吊在弹簧秤下放入水中,如图3所示,求当弹簧秤示数为4牛时,容器下的盘秤示数为多少?
分析:物、水、秤连在一起互相之间有相互作用力,必须分开研究。对于每一部分作全面受力分析,列出平衡力的关系,才能计算出容器下盘秤的示数。如图4所示,F浮与分别是水对物的浮力与物对水的反作用力,N与N′分别是秤对水的支持力与水对秤的反作用力。(盛水容器与秤看成一体)
解:T+F浮=G物 N=+G水
F浮= N=N′ ∵T=4牛,G物=5牛
∴F浮=G物-T=5牛-4牛=1牛
∵G水=10牛 =F浮=1牛
∴N′=N=1牛+10牛=11牛
即容器下的盘秤的示数是11牛顿。
例题4 某物体漂浮于水中,将密度为5克/厘米3体积为V1的金属块放在该物上,整个物体刚好浸没在水中,若将体积为V2的同种金属块挂在该物体下也可以使其刚好浸没入水中,求V1与V2之比为多少?
分析:根据题所给条件,物体与小金属块共同在重力和浮力作用下处于平衡状态,因此应选物体与金属块一起作为研究对象。如图6所示。
解:令物体体积为V,密度为ρ物,所受重力G:
F浮=G1+G,即ρ水gV=ρ金gV1+ρ物gV
=G2+G,ρ水g(V+V2)=ρ金gV2+ρ物gV
ρ金gV1=(ρ水-ρ物)gV
(ρ金-ρ水)gV2=(ρ水-ρ物)gV
∴ρ金gV1=(ρ金-ρ水)gV2
四、抓住本质,举一反三
应用浮力研究的问题是很多的,要善于抓住相同物理本质的题目,把它们抽象成同样的模型,这样才能举一反三,做一个题会一个题。
例题5 槽中水面上浮有一个木块,木块上压着一个铁块,此时槽内水面位置在K处,若将铁块用细线系于木块下放入水中,如图7-乙所示,水面将如何变化?若将铁块取下放入水槽中沉入水底,水面如何变化?
分析:如甲图所示木块与铁块浮于水面,F浮=G木+G铁,乙图所示相同的物理过程,只是铁块在下,木块在上,仍F浮=G木+G铁,所以水面不会变化。丙图所示则不然,当把铁块投入水中时,浮于水面的仅剩木块,浮力减小,水面会下降。
解:F浮1=ρ水gV排1=G木+G铁
F浮2=ρ水gV排2=G铁+G木
∴V排1=V排2,K=K′
F浮3=ρ水gV排3=G木<G木+G铁=ρ水gv排
∴V排3<V排1
下边是一部分练习,难度可能没上面那么强,但是也都还不错,有选择性的做吧~
二、选择题:
1、一密度计分别浮在水和盐水中, 则排开液体的体积是:-----------( )
A、在水中少一些; B、在盐水中少一些;
C、一样多; D、条件不够, 不能判断。
2、有一支试管中装有适量的砂子, 分别浸在甲乙两种不同液体中,如图, 试比较两液体的密
度:---------------------------------( )
A、甲较大; B、乙较大; C、甲乙一样大; D、不能判断。
3、有一很薄的塑料袋装满水后, 用细线系紧后挂在弹簧秤上称为10牛, 若将其浸没在水中
称, 弹簧秤的示数为:---------------------------( )
A、10牛; B、0 牛; C、接近10牛; D、接近8 牛。
4、如图所示, 4 个体积相同的小球浸在水中, 则受浮力最小的是:------( )
A、A 球; B、B 球; C、C 球; D、D 球。
5、关于浮力的说法中下列正确的是:--------------------( )
A、浮力的大小等于物体排开液体的质量;
B、浮力的方向是垂直于物体的下表面;
C、浮力的施力物体是气体或液体;
D、排开液体的体积越大, 浮力也越大。
6、两个物体分别挂在两个弹簧秤下, 将它们都没于水中, 发现两只弹簧秤的示数减小的数
值相同, 那么, 这两个物体必有相同的: ----------------( )
A、密度; B、体积; C、质量; D、重力。
7、100 克物体放在盛满液体的杯子里, 溢出液体80克, 则:----------( )
A、物体将浮在液面上; B、物体将沉入杯底;
C、物体将悬浮在液体中; D、无法确定物体的沉浮。
8、如图所示: 三球体积相同,都静止在水中, 则---------------( )
A、A 球受浮力最大; B、B 球受浮力最大; C、C 球受浮力最小;
D、三球所受浮力一样大。
9、一木块漂浮在水中, 露出水面的体积为V1, 它漂浮在煤油上时露出液面的体积为V2
则:--------------------------------( )
A、一定是V1<V2,说明水对木块的浮力较大;
B、一定是V1>V2,说明水对木块的浮力较小;
C、一定是V1>V2,水对木块的浮力与煤油对木块的浮力一样大;
D、一定是V1<V2,水对木块的浮力与煤油对木块的浮力一样大。
10、蜡块悬浮于酒精和水的混合液中, 要使蜡块上浮, 则应:--------( )
A、往筒内加纯酒精; B、往筒内加水;
C、使量筒倾斜一定角度; D、把蜡块切成两半后再放入量筒的混合液中。
11 实心木球和铁球, 没入水中, 铁球下沉, 木球上浮,是由于:-------( )
A、铁球比木球重;
B、铁球的体积比木球的体积小;
C、木球受到的浮力比铁球受到的浮力大;
D、铁球的密度比水的密度大, 木球的密度小于水的密度。
12、一均匀实心物体恰能悬浮在水中, 若将此物体切成大小不等的两块, 则:--( )
A、大的一块下沉, 小的一块上浮; B、大的一块上浮, 小的一块下沉;
C、两块仍悬浮在水中; D、两块都上浮到水面;
13、如图所示: 天平处于平衡状态, 若将左盘中的木块放入盛水的烧杯内, 水未流出, 那
么:-------------------------------( )
A、天平仍然平衡; B、天平指针向右倾斜; C、天平指针向左倾斜;
D、无法确定。
14、如图所示: 将一个物体先后放入密度为ρ1和ρ2两种不同液体中,当物体静止后, 则物
体所受的浮力关系和液体密度关系为:----------------( )
A、F1>F2, ρ1>ρ2; B、F1>F2, ρ1<ρ2; C、F1=F2, ρ1<ρ2;
D、F1=F2, ρ1>ρ2;
15、在四只相同的杯子中都盛满水, 乙中浮着一块小木块,丙中浮着一块小冰块, 丁的水中
浮着一个空心球, 下列说法中正确的是:----------------( )
A、每只杯的总质量是相同的;
B、在乙杯中撒些细盐, 木块露出液面的体积减小;
C、丙杯中的冰块熔解, 液面就会升高;
D、在丁杯中加些酒精, 空心球要上浮。
16、如图所示, 同一木块C 恰能停留在水中同一深度, 那么图甲中所挂重物A 与图乙中所放
重物B 的重力比较:--------------------------( )
A、相等; B、A比B重; C、B比A重; D、无法确定。
17、一空心铅球, 重4.5牛顿, 体积为0.5 米3, 如果把这个铅球浸没在水中, 则铅球( )
A、上浮; B、下沉; C、悬浮; D、无法确定。
18、漂浮在水缸中的一木盒, 里面有一块石头, 如果将石头从木盒中取出扔到水缸里, 则缸
内水面高度将:---------------------------( )
A、上升; B、下降; C、不变; D、无法确定。
19、木块从水底上浮到水面(没有露出水面)的过程中, 下述说法中正确的是:-( )
A、木块所受浮力逐渐增大, 且浮力大于木块重力;
B、木块所受浮力逐渐减小, 且浮力大于木块重力;
C、木块所受浮力不变, 且浮力等于重力;
D、木块所受浮力不变, 且浮力大于重力。
20、一木块重4 牛顿, 浮在水面上, 有一半体积浸没在水中。若使木块全部浸没在水中, 其
受到的浮力应等于:---------------------------( )
A、2牛; B、4牛; C、6牛; D、8牛。
21、有一小木块, 当它浮在水面上时有2/5 的体积露出液面, 而当它浮在另一种液体中时
有1/5 的体积露出液面, 则小木块在这两种液体中所受的浮力的比是:-----( )
A、1:1 ; B、2:1 ; C、5:3 ; D、3:5。
22、如图所示, 把同一金属块用线吊着浸入水中的情况, 哪一种情况, 线对金属块的拉力
最大:--------------------------------( )
23、如图所示, 甲、乙两球用细线相连, 放入水杯中, 细线受的力为1牛, 两球正好悬浮在
水中, 如果细线断后, 下列判断完全正确的是:--------------( )
A、甲、乙两球都能下沉; B、甲球下沉, 乙球上浮;
C、甲球上浮, 乙球下沉; D、甲、乙两球还悬浮在水中。
24、如图所示, 一个物体浮在液面上, 它露出液面的体积为V1,液面下的体积为V2, 液体密度与物体密度的比为:-------------------------( )
A、V1:V2 ; B、V2:V1 ; C、(V1+V2):V2; D、V2:(V1+V2)。
25、质量相同的空心铅球和空心铜球各一个(铅的密度大于铜的密度),放入水中后都悬浮,
两球相比较, 则:--------------------------( )
A、铜球的体积大; B、铅球的体积大;
C、铜球空心部分的体积大; D、铅球空心部分的体积大
六、计算题:
1、某物体悬浮在煤油中,受到的浮力为15.68牛,求(1)、物体的体积?(2)、若将此
物体放入水中,它露出水面的体积为多大?(煤油密度为800千克/ 米3)
2、一根钢丝绳的最大拉力是10000牛,能否将体积为1米3,重为17000牛的石块从水中提起? (通过计算说明)
3、水雷重4400牛,体积为500分米3,把它放入水中,水雷静止时受到的浮力多大?
4、有一物体漂在水面上时有3/5的体积没入水中,当它漂在某液体表面上时,有1/4的体积
露出液面,求该液体的密度?
5、密度为7.5×103千克/米3的金属球,在空气中称时重为1.47牛,浸没在水中称时为1.176
牛,这个球是空心的还是实心的?(通过计算说明)
6、一个体积为1000厘米3的长方形物体,浸没在水中某处,物体的下表面受到水的压力是
15牛,求物体上表面受到的水的压力是多少?
7、把质量是270克的铝块挂在弹簧秤的挂钩下面,并把铝块浸没在水中,问铝块受到的浮力
多大?弹簧秤的示数是多大?(铝的密度是2.7×103千克/米3)。
8、槽中水面上浮有一个木块,木块上压着一个铁块,如图7-甲所示,此时槽内水面位置在K处,若将铁块用细线系于木块下放入水中,如图7-乙所示,水面将如何变化?若将铁块取下放入水槽中沉入水底,如图7-丙所示,水面如何变化?
说一下 关于冰放在液体中的问题答案是不变 不妨记住:
盐升 酒降 水不变,就是将冰块放入盐水,融化后液面上升。放入酒精中,融化后液面下降水中,融化后不变。
第10章 第1、2节
二. 重、难点解析:
1. 物体浮沉条件
浸在液体里的物体,受到两个力的作用——重力和浮力,物体的运动状态由这两个力的合力效果决定。当浮力小于重力时,合力方向竖直向下,物体就下沉。当浮力大于重力时,合力方向竖直向上,物体就上浮,直至部分物体露出液面,这种状态叫漂浮。当浮力等于重力时,物体在液内可以静止在任何一个位置,这种状态叫悬浮。
由此可见,物体所处的状态由重力和浮力共同决定。需要指出的是,物体在悬浮或漂浮时,浮力都等于重力,所不同的是前者物体完全浸在水中(也叫浸没),后者物体部分浸在水中。
2. 浮力的应用
(1)轮船在水上航行呈漂浮状态。航行时船体排开的水的重力(即水面以下部分船体体积的水)等于轮船所受浮力大小,常用“排水量”表示载货时轮船的总重量。如:最大排水量为1万吨的轮船,并不代表能装1万吨的货物而是船体和货物总计1万吨。对于一条船来讲,自重是定值,因此设计时的排水量扣除自重,就是最大载货量。
(2)潜艇为了能升、降自如,必须使浮力大小不等于重力。潜艇在水下时,由于艇壳不能任意变大或变小,因此浮力是不变的。要想控制上浮、下沉就只有控制自重。潜艇两侧都有水箱,与高压舱相连,高压气作用时就能将水从水舱内排出,减轻潜艇重力至小于浮力时潜艇就上浮;若浮力大小等于重力时潜艇可在水面上保持静止,即悬浮;关闭高压气舱使进水口打开,在水压作用下水舱进水,自重增大到大于浮力时,潜艇开始下沉。
(3)气球和飞艇是漂浮在空中的,内部所充气体密度必须小于空气密度,一般充有氢气和氦气。充气时体积增大,排开空气重力增大,浮力也增大。当浮力增大到大于重力时,气球或飞艇就上升;反之,排出一部分氢气或氦气时,气球或飞艇就下降。因此,它们是通过改变浮力来实现上升、下降的。要指出的是,有一种热气球是通过加热方式使球内气体热胀达到减小气体密度增大浮力,因此热气球只要停止加热,气球体积就会缩小而减小浮力,降回地面。
(4)密度计是测定液体密度的仪器,它是利用物体浮在液面的条件工作的。密度计是个密封的玻璃管,下端装有小弹丸或水银,使它能竖直地浮在液体中。管上有刻度,它的刻度值一般标的是液体的密度与水的密度的比值,如果密度计的读数是1.6,则表示这种液体的密度是水的密度的1.6倍,它的密度则是1.6×103千克/米3。密度计浮在不同液体中,由于它本身受到的重力不变,所以它在不同液体中所受的浮力也都相等。它排开液体的体积不同,说明液体的密度不同,当它浸入密度大的液体中,它排开液体的体积就小,露出液面的部分较多。
3. 二力平衡
当物体受两个力的作用时处于平衡状态,我们就把这两个力称为二力平衡。
二力平衡的条件是:同体、等值、反向、共线
当物体在力的作用下处于平衡状态时则受到的是平衡力;当物体受到平衡力的作用时一定处于平衡状态。当物体受到非平衡力时运动状态将发生改变。
【典型例题】
例1. 将体积是500分米3、质量是450千克的水雷抛入水中。求水雷在静止时所受的浮力。
分析:本题没有明确水雷静止时是浮还是沉,在这种情况下求水雷在静止时所受的浮力,必须先判断它静止时是沉还是浮。
解答:水雷所受的重力 G=mg=450×9.8牛/千克=4.41×103牛顿
水雷浸没在水中时所受浮力
F浮=ρ液gV排=1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×500×10-3米3=4.9×103牛顿 得F浮>G
则根据物体的浮沉条件可知,水雷静止时是漂浮在水面上。
根据物体浮在液面的条件得出水雷此时受到的浮力
F浮=G=4.41×103牛顿
答:水雷在静止时所的浮力为4.41×103顿。
例2. 一个空心的塑料球,在水下恰能悬浮,如图所示,现在沿图中虚线位置将其分割成两部分,则 ( )
A. 小部分上浮,大部分下沉
B. 小部分下沉,大部分上浮
C. 大、小部分都保持悬浮
D. 以上说法都不正确
分析:据题意可知,球的重力等于所受的浮力。当分割成两部分后,小部分成为实心体。如果设想使原来的空心球内填满同样的物质,由于增加了重力而浮力没变,球必会下沉,这就说明组成球的物质的密度比水大。所以分出的小部分物块要下沉,因为整个球分为两部分后排水体积并没有变,即浮力不变,重力也不变,因此有F小+F大=G小+G大。由于F小<G小,∴F大>G大。
解答:B
例3. 北京气象台每天4次放出气象探空气球。气球所载仪器及球皮的总质量为2.7千克。球内所充气体为氢气。已知氢气的密度为0.09千克/米3,空气的密度为1.29千克/米3。为使这样的气球升空,球内所充氢气的体积至少应为_______米3。
分析:氢气球能升空,是因为它所受的浮力大于它所受的总重力。气球共受到三个力的作用,它们是空气对它的浮力F浮,仪器及球皮的总重力G和氢气本身的重力G氢。
由于F浮=G+G氢,即ρ空gV球=m物g+ρ氢gV球
代入数据解得V球=2.25米3。
例4. 由密度大于水的某物质制成的小球,用手置于盛满水的烧杯底部,使它完全浸没,放手后其物理现象是 ( )
A. 小球上浮 B. 小球静止不动
C. 小球悬浮 D. 无法判断
分析:本题通过阿基米德原理和物体浮沉条件之间的联系进行发散思维。由于F浮=ρ水gV排,G=ρgV,如果这个小球是实心的,则V=V排,于是得到G>F浮,小球下沉;如果小球是空心的,显然V排>V,这就不好判定了(要通过具体数值的计算)。本题已知条件含糊,我们不能只考虑一种情形。故应选D。
例5. 体积为0.05米3的救生圈重100牛。体重为400牛的人使用这个救生圈,则 ( )
A. 人或圈可以部分露出水面
B. 人和圈没入水中后可以悬浮在水中
C. 人和圈会沉没下去
D. 要做出正确判断,还须知道人的体积
分析:运用阿基米德原理可以算出当救生圈全部没入水中时所受的浮力为490牛,而人和救生圈的总重为500牛。由于人在使用救生圈时,身体确有很大一部分会浸在水中,只要有1分米3的体积浸入水中,所受浮力就约为10牛。从人使用救生圈的实际情况来看,人浸入水中的体积将远大于1分米3,所以人的身体所受浮力远大于10牛,这样人和救生圈所受的浮力将大于它们的总重力。故应选A。
例6. 一根电线下吊着一盏灯,下列各对力中是属于二力平衡的是 ( )
A. 电线对灯的拉力和灯对电线的拉力.
B. 灯的重力和灯对电线的拉力.
C. 电线对灯的拉力和灯的重力.
D. 电线对灯的拉力和灯对地球的吸引力.
分析:二力必须满足同体、等值、反向、共线四个条件才能平衡,缺一不可。选项A中二力不共体,是一对相互作用力;B中二力不共体而且是同方向;D中二力也是一对相互作用力,不共体。
解答:C
说明:相互作用的一对力也满足等值、反向、共线,但不共体。
例7. 图1中所表示的力的图示中,属于二力平衡的是图 ( )
分析:图A中二力大小不等,C中二力不在同一直线上,D中两力不作用于同一个物体,只有B图满足二力平衡的四个条件。
答案:B
例8. 吊车吊着质量2吨的集装箱以0.2米/秒速度匀速上升,吊车要给集装箱多大拉力?如果集装箱变为以0.1米/秒速度匀速下降,吊车要给集装箱多大拉力?
分析:首先分析集装箱的受力情况并画出受力分析图,集装箱受到重力和吊车给它的拉力。
集装箱做匀速直线运动,是处于平衡状态。它受到的两个力应该是彼此平衡。
根据质量与重力的关系求出集装箱受到的重力,再根据两个平衡力的关系,求出拉力。
解答:已知:m=2吨=2000千克
求:F
解:G=m×9.8牛顿/千克=2000千克×9.8牛顿/千克=19600牛顿
F=G=19600牛顿
答:无论上升或下降,吊车给集装箱的拉力大小是19600牛顿.
说明:解题的过程中,没有考虑集装箱的运动方向和速度大小,是因为这些条件跟解题没有关系。只要确定物体保持静止或匀速直线运动状态,也就是保持平衡状态,就能判定物体受到的两个力彼此平衡。
生活中,往往会觉得向上拉一个物体需要用的力较大,向下放一个物体需要的力较小。这是涉及到其他问题造成的感觉。可让学生自己实际做一次试验,用手提着重物,悬空保持静止,匀速向上提起来,匀速地下落,体会一下用力的情况。如果可能,最好用一个弹簧秤吊着重物来做这个试验。
通常觉得向上提用力要大,实际上是从静止改变为向上运动的过程中(这个阶段不是平衡状态),拉力一定要比重力大。而从静止改变为向下运动的过程中(这个阶段也不是平衡状态),拉力一定比重力小。如果是要保持匀速直线运动,无论向上还是向下运动,无论速度大还是小,需要的拉力是一样大的。生活中没有这么仔细地区分不同阶段的不同感觉,所以,有些“经验”是不完全可靠的。
【模拟试题】(答题时间:60分钟)
一、填充题
1. 物体所受的重力可表示为G=mg=ρ物V物g,物体所受的浮力可表示为F浮=ρ液V排g,当物体浸没在液体中时,V排液=V物,如果ρ物<ρ液,则G______F浮,物体将______,直至露出水面,F浮减小到______G;如果ρ物=ρ液,则G______F浮,物体将______在液体内任一位置;如果ρ物>ρ液,则G______F浮,物体将______。
2. 把三个体积相同的铜球,分别放在酒精、水和水银中,如图所示,受浮力最大的是在______中的铜球;受浮力最小的是在______中的铜球。
3. 图中,A、B两球的体积相同,A球受到的浮力______B球受到的浮力,A球的密度______B球的密度。
4. 弹簧秤下挂有一塑料袋水,将一袋水全部浸没在水中,则弹簧秤的读数将______。
5. 有一长方体木块,长、宽、高分别为10厘米、10厘米、20厘米,密度为0.4×103千克/米3。若木块以图(a)的方式浮在水面上,木块所受的浮力是______牛,浸在水中的下底面所受水的压强是______帕。若木块以(b)图的方式浮在水面上,木块所受的浮力是______牛,浸在水中的下底面所受水的压强为______帕。
6. 鱼肚内有鳔(即鱼泡),当鳔内充满空气时,鱼的体积变______,因而鱼排开水的体积变______,鱼受到的浮力变_______,当浮力______鱼所受的重力时,鱼就上浮,这与潜水艇上浮的原理______。
7. 一艘轮船排水量为5000t,最大载货量是3500t,则这艘船在满载时,受到浮力是______N,若该船仅装货2000t,则受到浮力是______。(g=10N/kg)
8. 已知空气密度为1.29kg/m3,氢气密度为0.09kg/m3。一个气象用氢气球充满氢气后体积达10m3,设气球外壳质量为3kg,则最多带______kg的仪器上升。
9. 密度计上刻度每一格代表0.2,当用这个密度计去测某液体密度时,液面位置处于水密度标志线下面2格,则这种液体密度就是______kg/m3。
10. 一艘潜艇的艇壳体积是6000m3,其内部水箱体积是2000m3。当它在水下航行时,水箱正好灌满水,此时潜艇受到浮力是______N。当潜艇排空水箱中水时,潜艇航行时受到浮力是______N,此时潜艇艇壳有______m3体积露出水面外。(g=10N/kg)
11. 一只茶杯静止在桌面上,它在________的作用下保持______状态,我们就说__________。
12. 作用在________的两个力,如果它们_______、________、____________,这两个力就是__________的。
13. 静止在水平桌面上的一本书,质量为0.2千克,受到____力的作用,大小为____牛,方向是_______,此力的施力物体是_______;同时书还受到____力的作用,大小是______牛,方向是_______,此力的施力物体是_______,这两个力的关系是___________。
14. 起重机的钢丝绳吊着货物匀速上升,货物受到____力和____力的作用,这两个力的施力物体是______和______,这两个力的关系是_______________。
二、选择题
1. 船从海里驶到河里时( )
A. 船受到的浮力变小,船身沉下去一些;
B. 船受到的浮力不变,船身浮上来一些;
C. 船受到的浮力不变,船身沉下去一些;
D. 船受到的浮力变大,船身浮上来一些.
2. 一均匀物体恰能悬浮在水中,若将此物体切成大小不等的两块,则 ( )
A. 两物块仍悬浮在水中;
B. 两物块都上浮到液面;
C. 大的物块下沉,小的物块上浮;
D. 大的物块上浮,小的物块下沉.
3. 有两个体积相同的物块A、B在水中的情况如图所示,则A、B所受浮力的大小关系和A、B两物的密度关系是( )
A. A大; B. B大; C. 一样大; D. 无法比较.
4. 把一实心木球和一个实心铁球浸在水中,放手后,铁球下沉、木球上浮,其原因是( )
A. 铁球比木球重;
B. 木球受到的浮力大;
C. 铁球的密度比水大,木球的密度比水小;
D. 上述几种说法都正确.
5. 一软木塞质量为0.01千克浮在水面上,只有1/4体积浸在水中,为使软木塞恰好浸没在水中,加在它上面的砝码的质量应是( )
A. 0.01千克; B. 0.02千克; C. 0.03千克; D. 0.04千克.
6. 一个鸡蛋悬浮在配制好的盐水中,要想使它浮到水面上来,可以 ( )
A. 往盐水里加些水; B. 往盐水里加些盐;
C. 将盐水倒掉一些; D. 以上方法都不行.
7. 如图所示两个密度计a、b. a密度计最上部刻线为1,而b密度计最下部刻线为1. 若要测定酒精的密度,则应该使用密度计( )
A. a B. b C. 任意一个 D. 都不好
8. 将密度计浸入在水中时,直立漂浮,要想使密度计向上浮出一点,可采取的办法是 ( )
A. 向水里放盐 B. 向水里倒酒精
C. 增加一点水 D. 上述方法都可以
9. 将细木棍下部缠上铁丝后放入水中能直立漂浮,如图所示,若将露出水面部分的木棍剪断,则剩余部分将( )
A. 保持不动 B. 要下沉一点
C. 要上浮一点 D. 不好判断
10. 同一支密度计放入三个盛有不同液体的烧杯中时,密度计静止位置如图所示. 则a、b、c烧杯中液体密度大小关系是( )
A. ρa>ρb>ρc B. ρb<ρa<ρc
C. ρc<ρa<ρb D. 以上关系都不对
11、一只木箱,静止放在水平地面上,下列说法中正确的是 ( )
A. 木箱所受的重力和木箱对地面的压力为一对平衡力;
B. 木箱所受的重力和地面对木箱的支持力为一对平衡力;
C. 木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力为一对平衡力;
D. 木箱所受的重力和木箱对地球的吸引力为一对平衡力.
12. 跳伞运动员在空中张开降落伞后,跳伞运动员匀速下降,这是因为跳伞运动员 ( )
A. 没有受到力的作用;
B. 受到的重力小于阻力;
C. 受到的重力等于阻力;
D. 受到的重力大于阻力.
13. 下图中作用在物体上的力属于平衡力的是图 ( )
14. 重80牛的物体放在水平桌面上,滑动时受到的阻力是12牛,要使物体作匀速直线运动,所需的水平拉力是 ( )
A. 12牛; B. 68牛; C. 80牛; D. 92牛
三、计算题
1. 一艘轮船排水量是4000t,自身质量是1200t,求:(1)该船最大载货量为多少?(2)如果载货2500t,则水面是在轮船的吃水线下面还是上面(说清道理).
2. 一个氢气球的球壳自重20N,要想吊起重16N的仪器升空,求:这个氢气球体积至少是多大?(ρ空=1.29kg/m3,ρ氢=0.09kg/m3,g=10N/kg)
3. 圆木的密度是0.6×103kg/m3,用长2m,截面积0.5m2的圆木10根组成木筏在水上漂浮时,最多能载货物多少kg?
请做完之后再看答案!
【试题答案】
一、1. <,上升,=,=,悬浮,>,下沉
2. 水银,酒精
3. =,=
4. 变为零
5. 7.84,784,7.84,392
6. 大,大,大,大于,相同
7. 5×107,3.5×107N
8. 9
9. 1.4×103
10. 6×107,4×107,2000
11. 两个力,静止,这两个力是平衡的
12. 同一物体上,大小相等,方向相反,作用在一条直线上,平衡
13. 重,1.96,竖直向下,地球,支持,1.96,竖直向上,桌子,平衡力
14. 重,拉,地球,钢丝绳,平衡力
二、1. C 2. A 3. B 4 . C 5. C 6. B 7. B
8. A 9. C 10. C 11. B 12. C 13. D 14. A
三、1. (1)2800t,(2)2500t<2800 t ∴在吃水线下面
2. 3m3
3. 4000kg
【励志故事】
一次与总是
一个少年因为和妈妈吵架一怒之下决定离家出走。他坐上了一辆长途车,因为身上的钱没带够,司机中途把他赶下了车。他一个人在广阔的田地中走啊走啊……直到夕阳西下,他终于连累带饿,一头栽倒在麦地里。
等到他醒来时,他觉得自己像是在梦中一般。只见自己躺在温暖的被窝中,床边坐着一个慈祥的老太太,她正端着一碗米粥喂他。少年觉得从未喝过像那米粥一样美味的东西。老太太见他醒了,就把做好的饭菜都端了过来,虽然都是农村的家常菜,少年还是狼吞虎咽地把一桌菜全部吃掉了。
少年吃完饭,又沉沉睡去。下半夜时,一阵动静把他惊醒了,他睁开眼,看到老太太正弯腰给自己掖被子。那一刻,少年的泪水止不住流了下来:“您对我真是太好了,比亲妈还好。”
老太太笑了起来:“傻孩子。我这算得了什么呢,怎么能跟你的妈妈比?我只不过帮你做了一顿饭、掖了一次被子,你就感动成这样;而你在家时,总是你的妈妈帮你做饭、帮你掖被子,你却一点也体会不到。”
少年惭愧地低下头。他忘了是母亲总在关注着他的成长,总在奉献着自己的心血,他突然体会到母亲平时批评他、管教他的真正原因,那是因为最伟大和深沉的爱。
初二物理题,求画图
因为小船在水面静止,说明它处于平衡状态,说明浮力等于重力。浮力=重力=mg=40kg乘以9.8kg\/m2=392牛
初二科学水的浮力习题 急!!!
应该是7cm吧。(1)首先,桶之所以能浮起来,是因为桶内有空气,空气的排开水的这部分则产生了浮力。(2)桶重力=水密度×gv;所以2.94=1×9.8×v;所以v=0.3m³=300m³。那么排出水的空气体积为300m³。(3)v=sh,所以300=75×h;h=4cm。那么排出水的空气高度为4cm。...
初二 化学 水的浮力2 请详细解答,谢谢! (19 9:11:38)
这是力学问题。将一木块压入水中,假设在松手之前,T时木块是保持平衡不动的,那么手上施加的力F+木块自身的重力G=木块受到的浮力;无论松手与否,木块受到的力总是大于木块自身的重力G,因为手上施加的力不可能为零;当木块上浮到水面静止时,它只受重力G和浮力,这时木块保持平衡,则受力平衡。...
初二科学水的浮力计算题!
解:已知F拉=1N,G重=2N。2N-1N=1N
浮力计算公式
物体在液体中所受浮力的大小,只跟它浸在液体中的体积和液体的密度有关,与物体本身的密度、运动状态、浸没在液体中的深度等因素无关。在水中,虽然比水密度大的物体会下沉,比如石头、铁块;比水密度小的物体会上升,比如塑料、木头,但是它们本身的浮力不变。在其他液体和气体中也存在同样的规律。实物...
初二科学 水的浮力
F弹=mg-ρgv=g(m-ρV)B.减为一半
有没有初二上册关于“水的浮力”的难题。??急!~
底面积为S1的圆柱形容器中装有未知密度的液体。将一密度为ρ的正方体金属块放入底面积为S2的长方体塑料盒中(塑料盒的厚度可忽略不计),塑料盒漂浮在液面上(液体不会溢出容器),其浸入液体的深度为h1。若把金属块从塑料盒中取出,用细线系在塑料盒的下方,放入液体中,金属块不接触容器,塑料盒...
初二科学水的浮力比较猪头的一些问题但是我依然不会
相等 当物体悬浮在液体中时, 浮力=重力 物体与底面接触时 重力=浮力+支持力 浮力=液体密度*排开液体的体积*g 液体密度越大,排开液体的体积越小,露在液面上的物体体积越大。
初二物理浮力
1.V1=V2时 ①它们浸没于水银中时:F1 = F2。F浮=p水银gV ②它们扔入水银中静止:F1<F2,G1<G2,而漂浮,浮力等于重力 2.m1=m2时 ①它们浸没于水银中时:F1 >F2 ②它们扔入水银中静止后:F1=F2
初二物理各个浮力公式都是在什么情况下应用的
表面受水压力 F向=P?S=2.94×103Pa×0.01m2=29.4N 铝块所受浮力 F浮=F向-F向=29.4N-19.6N=9.8N 解二:V排=V物=(0.1m)3=10-3m3 F浮=ρ水gV排=1.0×103kg\/m3×9.8N\/kg×10-3m3=9.8N 答案:铝块所受浮力9.8N 说明:(1)解适用于规则物体解二说明浮力与ρ液、V...
朝胥甘乐:[答案] 1、漂浮时,没入水面的体积所受到的浮力与重力相等;悬浮时就是物体全部没入水面浮力和重力相等.如果两者力不等价的话,物体就会运动,因为没有运动,所以力是等价的.2、沉到水底也不一定重力大于浮力,那得看物体对水底...
舟曲县18019375348: 初二科学 水的浮力 - ?
朝胥甘乐: 缓慢加入水,则液位上涨,气球上方的液体总量增加,液体对气球的压强增加,气球被压缩,气球排开的液体量减少,气球与铅块受到的浮力减小,向下运动.
舟曲县18019375348: 初二科学水的浮力 - ?
朝胥甘乐: 浮力嘛,挤出去多少水就有多少浮力(就是它的体积嘛)!!至于压强,水有多高就有多少压强(看高度,单位M).在计算的时候,因为水的密度是1G/CM3,所以可以不用算.其实学浮力和压强真的挺简单的,别老是去想算式的复杂,重点是理解,理解就OK.如果碰到题,告诉你某物体浮于水面上,浸入水几分之几,问物体的密度,记住,浸入几分之几,它的密度就是水的几分之几(这是我碰到的关于浮力最难的问题.我的想法非常复杂:例如浸入3/4,露出就是1/4,那么把这个物体压缩成原体积的3/4,他就和水的密度一样,换句话说,水膨胀开,水的密度乘以3/4就是它的密度!!!)
舟曲县18019375348: 初二水的浮力一共两道题需要问下,希望大家不仅可以给我标准的答案,更重要的是最好能给我讲解一下.1、一个鸡蛋沉在水中,往水中倒入一些浓盐水后,... - ?
朝胥甘乐:[答案] 1,变大,因为水的密度增大了.不变,因为鸡蛋已经漂浮在水面,所受浮力等于鸡蛋的重力,只是在水中的体积会变小. 2,浮力不变,道理同上
舟曲县18019375348: 初二水的浮力 - ?
朝胥甘乐: 1,变大,因为水的密度增大了. 不变,因为鸡蛋已经漂浮在水面,所受浮力等于鸡蛋的重力,只是在水中的体积会变小. 2,浮力不变,道理同上
舟曲县18019375348: 关于初二浮力的问题今天讲浮力时,老师说浮力(水中的)是由于上下的压力差产生的,举了个例子:将一个正方体物体完全浸没在水中,由于深度,水对下... - ?
朝胥甘乐:[答案] 你好! 你以平行光从上向下照,物体在水平面会留下阴影.这个阴影的面积就是物体上下顶面的投影面积,这个面积上下面是相等的 但是即便上下表面不是平面,但是投影面积也满足这个关系,下表面的压强又总是比上表面大,因此浮力是有的. 你说...
舟曲县18019375348: 初二科学(水的浮力)?
朝胥甘乐: 如果这10cm^3的铁块是实心的. 则铁块入水 后一定浸没. 所以,所受浮力: F 浮=G 排=p水 gV排=1.0*10^3*10*10*10^-6=0.1牛.
舟曲县18019375348: 初二科学(水的浮力计算) - ?
朝胥甘乐: (1)G=(p*V)g=12000N(p就是密度)(2)F浮=G=12000N(3)F浮=p水*g*(V-V露)V露=2-12000/(1*10^3*10)=0.8立方米
舟曲县18019375348: 科学初2年级上册水的浮力``` - ?
朝胥甘乐: 血滴的重力:G血=ρ血*g*V血所受的浮力:F浮=ρ液*g*V排当血滴既不下沉...
舟曲县18019375348: 关于初二《水的浮力》这一张 - ?
朝胥甘乐: 物体全部进入水中时,在水的浮力作用下弹簧测的为2N,故物体在水种受到的浮力为1N.同,在该液体中受到浮力为0.8N. 浮力公式:F浮=G液排=ρ液gV排 1N=F浮 水=ρ水gV排 水 0.8N=F浮 该液体=ρ 该液体gV排 该液体物体全部都进入水和该液...