湖南省長沙市中考物理分類匯編 第8講 浮力 課時1 阿基米德原理(含解析).doc
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湖南省長沙市中考物理分類匯編 第8講 浮力 課時1 阿基米德原理(含解析).doc
第八講 浮力
課時1 阿基米德原理
命題點
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,做了如圖所示的實驗,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)的物理知識測出這種泥土的密度.她用天平分別測得壺蓋的質(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、后對桌面的壓強之差是________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)游泳時常佩戴的一種救生裝置.某科技小組的同學(xué)為測量背漂浸沒在水中時的浮力,進行了如下實驗:在底部裝有定滑輪的圓臺形容器中加入適量的水后,再靜放在水平臺秤上(如圖甲),臺秤的示數(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(如圖乙),臺秤的示數(shù)m2為5 kg,當(dāng)背漂的全部體積浸沒在水中,臺秤的示數(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)臺秤的示數(shù)m3為________kg;
(3)為確保兒童游泳時的安全,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6.7104 t,艦載機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”達到最大吃水深度時,其底部受到海水的壓強為多大?
(3)當(dāng)一架質(zhì)量為20 t的艦載機起飛后,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.將一個長10 cm,橫截面積為50 cm2的圓柱形實心塑料塊掛于彈簧秤上,當(dāng)?shù)酌鎰偤媒佑|水面時,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,容器底部壓強比原來增大________Pa;當(dāng)總的加水量為700 cm3時,實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,彈簧測力計示數(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);浮力是指液體對物體向上的托力,物體重力為3 N,其全部浸沒在液體中時,彈簧測力計的示數(shù)為1 N,則物體受到的浮力F浮=G-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、后茶壺對桌面的壓強之差Δp====820 Pa;(3)由F?。溅阉甮V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,60 N+ G漂-(2F?。璆漂)=30 N……②,由 ①②兩式解得F?。?0 N,G漂=5 N;兒童游泳時漂浮,F(xiàn)?。紾總,浮力最大(背漂浸沒,兒童剛好露出頭部)時,兒童體重可達最大,且F?。紾排,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”達到最大吃水深度時,即h=10.5 m,根據(jù)液體壓強計算公式得:p=ρ海水g h=1.0103 kg/m310 N/kg10.5 m=1.05105 Pa
(3)因為航母漂浮在海面上,當(dāng)艦載機起飛后,浮力就減小了,減小的浮力等于起飛的飛機的重力,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,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,塑料塊受到的浮力F浮=G-F示=4 N-3 N=1 N,
因為F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;
容器底部所受壓強增大為:Δp=ρgΔh=1.0103 kg/m310 N/kg310-2 m=300 Pa;
加水時,浮力增大,塑料塊上升,彈簧秤的拉力減小;由于F拉+F浮=G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,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),
因為彈簧秤示數(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,此時塑料塊受到的浮力為:
F?。溅阉甮S物h1=1.0103 kg/m310 N/kg5010-4 m20.04 m=2 N.