关于初二的《水的浮力》

首页/题库/249℃/2024-04-10 07:51:17

关于初二的《水的浮力》

我上课认真听了也许真的有点难希望能有哥哥姐姐能帮我复习一下我一定不会忘恩的更具人教版的作业本前提不能是复制和乱说 自己写的

优质解答：

一. 本周教学内容：

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.

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大.

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.

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.

已知：m＝2吨＝2000千克

求：F

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

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