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综合应用题18.人们常用盐水来选种,当把种子放入盐水中时

简介: 五、综合应用题18.人们常用盐水来选种,当把种子放入盐水中时,所有的种子都未浮起来,为使不饱满的种子浮起来,问应在盐水中加盐还是加水?

2.用弹簧测力计在空气中称一物块,测得其重为20 N,当把这个物块的一部分浸在水中时,弹簧测力计的示数为16 N,这时物块受到的浮力是_______N,若将物块全部浸没在水中,物块所受浮力为15 N,这时弹簧测力计的示数将变为_______N,两次实验物体所受的浮力不同说明浮力大小与_______有关。

3.一艘排水量为3000吨的轮船在河水中航行,满载时船及所装的货物共重_______N(g取10 N/ kg);当这艘轮船从河里驶入海里时,它受到浮力将_______(填“变大”“变小”或“不变”)4.一块质量为100 g的冰块漂浮在水中,盛放在大烧杯内,如图所示,则冰块受到的浮力为_______N。

5.用手把体积为5×10↑(–4 )m↑3的物体浸没在水中,若该物体重为8 N,放手后物体将______(填“上浮”“悬浮”或“下沉”),最后物体受到的浮力为_______N。

6.有一个实心物体,为了测量构成它的物质的密度,将它挂在弹簧测力计下,弹簧测力计的示数为19.6 N,将它没入水中称,弹簧测力计的示数为14.7 N,此物体的体积是_______m↑3,质量是_______kg,由此可知其密度是_______ 。

二、选择题7.如图所示的四个场景中,主要依靠空气浮力而“飞天”的是( )A.风筝升入高空B.李宁点燃奥运主火炬C.热气球冉冉升空D.飞机翱翔蓝天8.把树干挖空做成独木舟,是增大了如下的哪一个物理量( )A.独木舟受到的重力B.独木舟受到的浮力C.独木舟自身的体积D.独木舟可以利用的浮力9.2017年4月26日,我国第一艘国产航母在大连正式下水,这是我国继辽宁舰之后的第二艘航空母舰,当舰载机离开航空母舰在会后,航母所受的浮力将( )A.不变 B.变小C.变大 D.无法判断10.一均匀物体恰能漂浮在水中,若将此物体切成大小不相等的两块,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.两块悬浮在水中D.两块都漂浮11.如图甲在一只薄塑料袋中装水过半(未满),用细线扎紧袋口,用弹簧测力计测得其所受重力为10 N;再将这个装水的塑料袋浸入烧杯内的水中(如图乙),当弹簧测力计示数为0 N时,袋内水面与烧杯中的水面相比(不计塑料袋和细线的重)( )A.比烧杯中的水面高B.比烧杯中的水面低C.与烧杯中的水面相平D.高低无法判断12.如图所示,将底面边长为a(a=2b)的正方形薄壁容器放在水平桌面上,把高为h,密度为ρ(ρ<ρ↓水),底面边长为b的正方形实心长方体木块竖直放在容器中,然后向容器内注水,则( )A.注水前,木块对容器底的压力为ρg b↑2hB.注水前,木块对容器底的压强为ρg b↑2hC.若使木块竖直漂浮,向容器中注入水的质量至少为4b↑2ρhD.若使木块竖直漂浮,向容器中注入水的质量至少为3b↑2ρh三、作图题13.一烧杯放在斜面上,杯中有重为10N的小球静止,画出小球所受浮力的示意图。

四、实验探究题15.如图所示,将两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中,当玻璃圆筒沿水平方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F↓(向左)和F↓(向右)的大小关系是F↓(向左)_________F↓(向右)(填“大于”“等于”或“小于”),当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F↓(向上)和F↓(向下)的大小关系是F↓(向上)_________F↓(向下)(填“大于”、“等于”或“小于”),通过以上探究,你认为浮力产生的原因是_________。

16.小明同学认为“金属块沉在水底,不受到水的浮力”,聪明的小旭同学做了如图所示的实验,加水前后弹簧的形变不同,说明了沉在水底的物体_________浮力(“受到”或“不受到”),浮力的方向是_________。

则:(1)金属块A浸没在水中时,受到的浮力是_______N。

(2)分析乙、丙两图实验数据可得:物体所受的浮力大小与_________有关;分析丙、丁两图实验数据可得:浮力大小跟物体浸没在水中的深度_______ (选填“有关”或“无关”);分析_________ 两图可知,浮力大小跟液体密度有关。

(3)为了研究“浮力的大小可能与物体的形状有关”,小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图己所示的实验,由此小明得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关,小宁认为这结论不可靠,主要原因是_________。

(4)小宁利用上述的器材测量一块合金的密度,他的实验步骤如下:①用弹簧测力计测出合金所受的重力G;②使合金浸没在水中,读出此时弹簧测力计的示数F;③则合金密度的表达式为ρ↓(合金)=_________(用G、F、ρ↓水表示)。

五、综合应用题18.人们常用盐水来选种,当把种子放入盐水中时,所有的种子都未浮起来,为使不饱满的种子浮起来,问应在盐水中加盐还是加水?

练习题1.受解析:由图可知,石鼓中间粗、两端细,浸在水中的下部的壁受到水对它向上的作用力,所以水对浸在其中的石鼓有向上的作用力和向下的压力作用,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即物体受到的浮力。

2.4;5;排开液体的体积解析:铁块受到的浮力F↓(浮力1)=G-F↓1=20N-16N=4N;若将铁块全部浸没在水中,则G=F↓(浮力2)+F↓2,F↓2=G-F↓(浮力2)=20N-15N=5N。

3.3×10↑7;不变解析:由题意知:轮船的排水量为m↓排=3000t=3×10↑6kg,g=10N/kg,满载时船及所装的货物共重G=m↓排g=3×10↑6kg×10N/kg=3×10↑7N,因为轮船漂浮在水上,所以船及所装货物的重力G=F↓浮=3×10↑7N。

4.0.98解析:因冰块漂浮在水中,所以,冰块受到的浮力:F↓浮=G=mg=0.1kg×9.8N/kg=0.98N。

5.5;下沉;5解析:物体浸没在水中,V排=V=5×10↑(-4)m↑3,则球受到的浮力:F↓浮=ρ↓水V↓排g=1×10↑3kg/m↑3×5×10↑(-4)m↑3×10N/kg=5N;由于物体重力G=8N,则F↓浮<G,所以物体将下沉;在下沉到底部的过程中,V↓排始终等于V↓物,水的密度不变,由F↓浮=ρ↓液gV↓排可知,浮力不变,还是5N。

6.5×10↑(-4) ;2;4×10↑3kg/m↑3解析:物体受到的浮力:F↓浮=G-F=19.6N-14.7N=4.9N;因物体浸没在水中,所以物体的体积与它排开水的体积相等,则:V=V↓排=F↓浮/ρ↓水g=4.9N/1.0×10↑3kg/m↑3×9.8N/kg=0.5×10↑(-3)m↑3=5×10↑(-4) m↑3;由G=mg得,物体的质量:m=G/g=19.6N/9.8N/kg=2kg;物体的密度:ρ=m/V=2kg/0.5×10↑(3)m↑3=4×10↑3kg/m↑3。

10.C解析:物体原来恰能悬浮在水中,说明物体的重力与浮力恰好相等,即ρ↓物gV=ρ↓水gV,可知物体的密度与水的密度相等,当切成两块后,不论体积大小,都能保证所受浮力与重力相等。

12.D解析:木块的体积:V=Sh=b↑2h,木块的质量:m=ρV=ρb↑2h,木块的重力:G=mg=ρb↑2hg,木块对容器底的压力:F=G=mg°=ρb↑2hg,故A错;木块对容器底的压强:p= F/ S=ρb↑2hg/ b↑2=ρhg,故B错误;当木块与容器底接触且木块对容器底的压强恰好为零时,此时注入水的质量最少,F↓浮=G=mg=ρb↑2 hg,木块排开水的体积:V↓排= F↓浮/ρ↓水g=ρb↑2 hg/ρ↓水g=ρb↑2 h/ρ↓水,木块浸入水中的深度:h↓水= V↓排/ S↓木=(ρb↑2 h/ρ↓水)/ b↑2=ρh/ρ↓水,注入水的体积为:V↓水=(S↓容-S↓木)h↓水=(a↑2-b↑2)ρh/ρ↓水=3b↑2ρh/ρ↓水,注入水的质量:m↓水=ρ↓水V↓水=ρ↓水×3b↑2ρh/ρ↓水=3b↑2ρh,故C错误、D正确。

13.如图所示解析:小球静止时处于漂浮状态,浮力与重力是一对平衡力,大小相等,即F↓浮=G=10N,过重心作一条竖直向上的有向线段,并标上F↓浮=10N。

14.如图所示解析:根据图甲可知,物体受重力、拉力和浮力的作用,因此物体受到的浮力大于重力;当剪断绳子后,物体只受到重力和浮力的作用,而浮力大于重力,根据物体浮沉条件可知,物体将上浮,在物体上表面露出水面之前,其排开水的体积不变,浮力大小不变,当物体上表面开始露出水面到物体静止漂浮在水面上时,物体排开水的体积逐渐变小,所受浮力不断变小,当物体再次静止时,浮力等于重力。

15.等于;大于;液体对物体上下表面的压力差解析:当玻璃圆筒沿水平方向放置时,由于在同一深度,由p=ρgh可知,液体压强相等,又因为受力面积相等,由p=F/S可知,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左和F向右的大小相等,水平方向的合力为0;当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,h↓下大于h↓上,由p=ρgh可知,p↓(向上)大于p↓(向下),又因为受力面积相等,由p=F/S可知,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F↓(向上)大于F↓(向下),此时两力不平衡,方向竖直向上;因此液体会对玻璃圆筒产生向上的和向下的压力不相等,压力差F↓差=F↓(向上)-F↓(向下)=F↓浮,即浮力产生的原因是液体对物体上下表面的压力差。

17.(1)2;(2)排开液体的体积;无关;丁戊;(3)没有控制排开液体的体积相同;(4)[G/(GF)]ρ↓水解析:(1)图甲中,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数F↓1=4.8N(即物重为4.8N);图丁中,A浸没时测力计的示数为2.8N,则金属块A浸没在水中时受到的浮力为4.8N-2.8N=2N;(2)由图乙、丙可知,液体都是水,即液体的密度相同,物体排开液体的体积不同,测力计的示数不同,物体受到的浮力不同,由此可知:物体在液体中所受浮力的大小跟排开液体的体积有关;分析丙、丁两图实验数据可知,物体浸没在水中的深度不同,弹簧测力计示数相同,则浮力相同,即浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关;分析丁、戊两图可知,排开液体的体积相同,液体密度不同,测力计示数不同,浮力不同,即浮力大小跟液体密度有关;(3)根据控制变量法可知,要研究浮力大小与物体形状的关系,必须保证排开液体的体积和液体的密度不变,小明实验中改变了形状,但没有控制排开水的体积相同,故小珍认为小明的结论不可靠,不可靠主要原因为没有控制排开液体的体积相同;(4)由步骤①②可得合金受到的浮力:F↓浮=G-F,由阿基米德原理可得F↓浮=ρ↓液gV↓排=ρ↓液gV↓物,则物体的体积为:V↓物=F↓浮/ρ↓液g,则合金密度的表达式为:ρ↓(合金)=G /gV↓物= G / {g ×[(GF)/ρ↓水g]} =[ G/(GF)] ρ↓水。

18.解析:所有的种子都未浮起来,是因为种子受到的浮力小于自重;为使不饱满的种子浮起来,种子的重不变,种子的体积(排开盐水的体积)不变,可以加盐使盐水的密度增大,而增大种子受到的浮力,当受到的浮力大于种子重时,就可以浮起来。

再向盐水里加盐,增大盐水的密度,因为种子排开盐水的体积不变,根据F↓浮=ρ↓液gV排可知:种子受到盐水的浮力增大,当种子受到的浮力大于种子重时,不饱满的种子就会浮起来。

19.解:(1)因为木块漂浮在水面上,所以受到的浮力:F↓浮=G木=5N;(2)根据阿基米德原理和浮沉条件知:F↓浮=G↓排=G,故m↓排=m=G / g=5N/(10N/kg)=0.5kg。


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