湖南省長沙市中考物理分類匯編 第8講 浮力 課時(shí)1 阿基米德原理（含解析）.doc

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第八講　浮力 課時(shí)1 阿基米德原理 命題點(diǎn)　　　 1. (xx長沙31題6分)小王為研究浸在液體中的物體所受浮力的規(guī)律，做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)，分析比較圖中有關(guān)數(shù)據(jù)可知：物體所受浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度________(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)，物體浸沒時(shí)受到的浮力為________N．物體的體積為________m3.(ρ水＝1.0103 kg/m3，取g＝10 N/kg) 第1題圖 2. (xx長沙32題6分)今年“五一”節(jié)期間，小昭和媽媽到無錫旅游，買了一只宜興茶壺．她聽說宜興茶壺是用宜興特有的泥土制成的，就想利用所學(xué)的物理知識(shí)測(cè)出這種泥土的密度．她用天平分別測(cè)得壺蓋的質(zhì)量為44.4 g，空茶壺的總質(zhì)量為158 g，裝滿水后其總質(zhì)量為650 g，然后再把壺蓋浸沒在盛滿水的溢水杯中，測(cè)得溢出的水的質(zhì)量是14.8 g．已知茶壺底與水平桌面的接觸面積是60 cm2.則壺蓋在溢水杯中受到的浮力是________N，茶壺裝水前、后對(duì)桌面的壓強(qiáng)之差是________Pa，制成茶壺的泥土密度是________kg/m3.(ρ水＝1.0103 kg/m3，取g＝10 N/kg) 3. (xx長沙32題6分)“背漂”是兒童練習(xí)游泳時(shí)常佩戴的一種救生裝置．某科技小組的同學(xué)為測(cè)量背漂浸沒在水中時(shí)的浮力，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：在底部裝有定滑輪的圓臺(tái)形容器中加入適量的水后，再靜放在水平臺(tái)秤上(如圖甲)，臺(tái)秤的示數(shù)m1為6 kg.然后把質(zhì)地均勻的長方體背漂浸入水中，用一輕質(zhì)的細(xì)線通過定滑輪緩慢地將背漂拉入水中，拉力F的方向始終豎直向上，當(dāng)背漂的一半體積浸入水中時(shí)(如圖乙)，臺(tái)秤的示數(shù)m2為5 kg，當(dāng)背漂的全部體積浸沒在水中，臺(tái)秤的示數(shù)m3與m2相比變化了2 kg，則(不考慮滑輪的摩擦，在整個(gè)過程中水始終沒有溢出，背漂不吸水、不變形，且未與容器接觸，取g＝10 N/kg，ρ水＝1.0103 kg/m3)． 第3題圖 (1)容器、水和滑輪的總重力為________N； (2)臺(tái)秤的示數(shù)m3為________kg； (3)為確保兒童游泳時(shí)的安全，穿上這種背漂的兒童至少把頭部露出水面，若兒童頭部的體積占人體總體積的十分之一，兒童的密度取1.08103 kg/m3，則穿著此背漂游泳的兒童體重不能超過________kg(結(jié)果保留整數(shù))． 4. [xx長沙38(2)(3)題4分]中國第一艘航母——“遼寧艦”已于xx年10月正式服役，其最大吃水深度為10.5 m(指最底部到水面的豎直距離)，排水量達(dá)6.7104 t，艦載機(jī)50余架，它將為保衛(wèi)我國領(lǐng)土領(lǐng)海發(fā)揮重要的作用．(取ρ海水＝1.0103 kg/m3，g＝10 N/kg) (2)當(dāng)“遼寧艦”達(dá)到最大吃水深度時(shí)，其底部受到海水的壓強(qiáng)為多大？ (3)當(dāng)一架質(zhì)量為20 t的艦載機(jī)起飛后，航母排開海水的體積減小了多少？ 第4題圖 考向拓展 考向拓展圖 如圖所示，在一個(gè)底面積為150 cm2的足夠深的柱形容器內(nèi)裝有一定量的水．將一個(gè)長10 cm，橫截面積為50 cm2的圓柱形實(shí)心塑料塊掛于彈簧秤上，當(dāng)?shù)酌鎰偤媒佑|水面時(shí)，彈簧秤(0刻度線與1 N刻度線之間的間隔為1 cm)示數(shù)為4 N，則該實(shí)心塑料塊的密度為________kg/m3；現(xiàn)往容器里緩緩加水，當(dāng)彈簧秤示數(shù)為3 N時(shí)，容器底部壓強(qiáng)比原來增大________Pa；當(dāng)總的加水量為700 cm3時(shí)，實(shí)心塑料塊所受浮力為________N.　 答案 1. 無關(guān)　2　210－4　【解析】第3和第4幅圖中，物體浸沒在同種液體的不同深度中，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)相等，則說明浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度無關(guān)；浮力是指液體對(duì)物體向上的托力，物體重力為3 N，其全部浸沒在液體中時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為1 N，則物體受到的浮力F?。紾－F＝3 N－1 N＝2 N；由F?。溅裧V排可得，該物體的體積為V＝V排＝＝＝210－4 m3. 2. 0.148　820　3103　【解析】壺蓋受到的浮力F?。紾排＝mg＝0.014 8 kg10 N/kg＝0.148 N；(2)裝水前、后茶壺對(duì)桌面的壓強(qiáng)之差Δp＝＝＝＝820 Pa；(3)由F浮＝ρ水gV得，壺蓋的體積V＝＝＝0.14810－4 m3，制成壺蓋泥土的密度ρ＝＝≈3103 kg/m3. 3. 60　 3　 21(或20)　【解析】(1)由公式G＝m1g＝6 kg10 N/kg＝60 N；(2)如解圖，當(dāng)背漂全浸入水中后，所受浮力增大，則拉力增大，將容器、滑輪、水、“背漂”看作整體，整體受到的向上的支持力減小，則臺(tái)秤的示數(shù)減小為m3＝5 kg－2 kg＝3 kg；(3)當(dāng)背漂的一半浸入水中時(shí)受到浮力F浮，由力的平衡有60 N＋ G漂－(F?。璆漂)＝50 N…… ①，當(dāng)背漂全部浸入水中時(shí)，60 N＋ G漂－(2F?。璆漂)＝30 N……②，由 ①②兩式解得F?。?0 N，G漂＝5 N；兒童游泳時(shí)漂浮，F(xiàn)?。紾總，浮力最大(背漂浸沒，兒童剛好露出頭部)時(shí)，兒童體重可達(dá)最大，且F浮＝G排，所以有G漂＋ G人＝F浮漂＋F浮人，即5 N＋m人10 N/kg＝40 N＋1103 kg/m310 N/kg，則有m人≈21 kg. 第3題解圖 4. 解：(2)當(dāng)“遼寧艦”達(dá)到最大吃水深度時(shí)，即h＝10.5 m，根據(jù)液體壓強(qiáng)計(jì)算公式得：p＝ρ海水g h＝1.0103 kg/m310 N/kg10.5 m＝1.05105 Pa (3)因?yàn)楹侥钙≡诤Ｃ嫔?，?dāng)艦載機(jī)起飛后，浮力就減小了，減小的浮力等于起飛的飛機(jī)的重力，F(xiàn)?。紾＝mg＝20103 kg10 N/kg＝2105 N．根據(jù)阿基米德原理的變形公式可以計(jì)算出減小的體積V＝V排＝＝＝20 m3 【考向拓展】 0．8103　300　2 【解析】當(dāng)塑料塊底面剛好接觸水面時(shí)，彈簧秤示數(shù)為4 N，可以知道塑料塊的重力G＝4 N，m＝＝＝0.4 kg，體積V＝10 cm50 cm2＝500 cm3＝510－4 m3， 塑料塊的密度為：ρ＝＝＝0.8103 kg/m3； 當(dāng)彈簧秤的示數(shù)為F示＝3 N時(shí)，塑料塊受到的浮力F浮＝G－F示＝4 N－3 N＝1 N， 因?yàn)镕浮＝ρ水gV排，所以塑料塊浸入水中的體積為： V排＝＝＝110－4 m3＝100 cm3； 則塑料塊浸入水中的深度為：h＝＝＝2 cm， 彈簧秤示數(shù)減小1 N，因此彈簧縮短1 cm， 兩種情況下的高度之和就是水面變化的高度，即Δh＝2 cm＋1 cm＝3 cm； 容器底部所受壓強(qiáng)增大為：Δp＝ρgΔh＝1.0103 kg/m310 N/kg310－2 m＝300 Pa； 加水時(shí)，浮力增大，塑料塊上升，彈簧秤的拉力減??；由于F拉＋F?。紾物，所以，在加水過程中，塑料塊受到的浮力等于減小的拉力． 當(dāng)總的加水量為700 cm3時(shí)，設(shè)塑料塊浸入水中的深度為h1，彈簧縮短的長度為L(塑料塊上升的距離為L)， 因?yàn)閺椈沙邮緮?shù)減小1 N，彈簧縮短1 cm＝0.01 m，所以減小的拉力為100 L， 又塑料塊受到的浮力等于減小的拉力，所以有ρ水gS物h1＝100 L， 則L＝ ＝＝0.5h1， 關(guān)于塑料塊浸入的深度h1、彈簧縮短的長度L和水面升高的高度Δh的關(guān)系如解圖所示，它們的關(guān)系為： 考向拓展解圖 Δh＝h1＋L＝h1＋0.5h1＝1.5h1， 由解圖可知，加水的體積為： V加水＝S容Δh－V排＝S容1.5h1－S物h1＝(1.5S容－S物)h1 ＝(1.5150 cm2－50 cm2)h1＝700 cm3. 解得：h1＝4 cm.所以，此時(shí)塑料塊受到的浮力為： F浮＝ρ水gS物h1＝1.0103 kg/m310 N/kg5010－4 m20.04 m＝2 N.