6、。
(2) 比較丙、丁兩圖可知,浮力的大小跟 有關。
(3) 分析甲、丙兩圖可得,物體浸沒在水中時受到的浮力 F浮= ,物體的密度 ρ物= 。
(4) 深入分析丙、丁兩圖,比較水對燒杯底的壓強 p水 和某液體對燒杯底的壓強 p液 的大小關系,則 p水 p液。
7. 如圖所示是某同學“探究浮力大小與哪些因素有關”的實驗:
(1) 如圖甲、乙,先用彈簧測力計吊著石塊,彈簧測力計的示數(shù)為 1.6?N,然后讓石塊浸沒在水中,彈簧測力計的示數(shù)變?yōu)?1?N。則石塊受到水的浮力為 N;
(2) 如圖丙,用彈簧測力計緩慢將石塊拉出水面,隨著
7、石塊露出水面的體積越來越大,觀察到彈簧測力計的示數(shù)也越來越大。該同學探究的問題是:浮力的大小與 是否有關。
8. 實驗桌上有兩個完全相同的燒杯,分別裝有適量的水和酒精(密度已知),另外還有如圖所示的圓柱體 A 且 ρA>ρ水>ρ酒精 、彈簧測力計及餐巾紙。請利用上述實驗器材,設計一個實驗證明:“浸在液體中的物體所受浮力的大小與液體的密度有關”。請寫出實驗步驟,畫出實驗數(shù)據(jù)記錄表格。
9. 在探究物體所受浮力大小與物體排開液體所受重力大小關系的實驗中,小波的一次操作過程如圖所示。
實驗步驟:
①用細線將物塊系好,掛在已調零的彈簧測力計掛鉤上,測出物塊所受的重力 G物
8、(如圖甲),將數(shù)據(jù)記錄在表格中;
②將水倒入溢水杯中(如圖乙);
③將掛在彈簧測力計掛鉤上的物塊浸沒在溢水杯內(nèi)的水中,不接觸溢水杯,同時用小桶收集溢出的水,物塊靜止,待溢水杯中的水不再流出時,讀出彈簧測力計示數(shù) F(如圖丙),將數(shù)據(jù)記錄在表格中;
④將步驟③中裝有溢出水的小桶掛在彈簧測力計掛鉤上,測出小桶和溢出水的總重 G總(如圖丁),將數(shù)據(jù)記錄在表格中;
⑤利用 F浮=G物?F 求出物體所受浮力的大小,并與 G總 進行比較。
(1) 請指出上述步驟中存在的兩個問題:
問題 1: ;
問題 2: ;
(2) 已知水的密度為 ρ水,請根據(jù)小波測量出的物理量
9、和 ρ水 及 g,寫出計算物塊體積的表達式:V物= 。
10. 閱讀《國之重器,駛向深藍》回答問題。
國之重器,駛向深藍
2017 年 4 月 26 日,001A 型中國首艘國產(chǎn)航母在大連正式下水,標志著國產(chǎn)航母向成為一艘真正的作戰(zhàn)艦艇邁出了關鍵一步。
一艘航母的強弱主要體現(xiàn)在排水量、動力系統(tǒng)、艦載機和其起降方式上。航母根據(jù)噸位的大小分為超大型、重型、中型和輕型航母。航母的動力系統(tǒng)分為常規(guī)動力和核動力。艦載機的起降方式目前有三種:一是彈射起飛,阻攔索降落。這種起飛方式可以節(jié)省燃料,增加艦載機航程;阻攔索降落方式,要求艦載機著陸時必須加速著陸,一旦阻攔索尾鉤未能掛住艦載機,
10、艦載機能快速拉升逃逸。二是滑躍式起飛,阻攔索降落?;S式起飛需要艦載機的發(fā)動機具有很強的推動力,在短時間、短距離內(nèi)推動艦載機達到起飛速度。三是垂直起降,也就是不需要滑跑就可以起飛和著陸。從各方面來說彈射起飛方式是最好的,效率高,危險少,可以不限制航母的作戰(zhàn)能力和結構設計,同時對艦載機的要求少,擁有其他兩種不可比擬的優(yōu)勢。
我國的 001A 型航空母艦是中型航母,它只是對“遼寧號”的部分艙室進行了修改設計,而在主要結構尺寸上進行了保持處理,因此,主體數(shù)據(jù)變化不大,下表所示為“遼寧號”航母的一些參考數(shù)據(jù)(其中有的數(shù)據(jù)為瓦良格號,改裝后略有不同,暫無可靠數(shù)據(jù)公布)
雖然 001A 型航母外觀上幾
11、乎和“遼寧號”一模一樣,但在艦上搭載的艦載機數(shù)量方面有了較大提升,這幾乎是“遼寧號”的 1.5 倍。
中國航母已經(jīng)起航,它承載著中國人從積弱屈辱到重整雄風的壯志,托舉起富國強軍的海天夢想,是保障國家戰(zhàn)略意圖的強國利器。
根據(jù)上述材料,回答下列問題。
(1) 航母上的艦載機起飛方式有三種,分別為彈射起飛、滑躍式起飛和 。
(2) 彈射起飛和滑躍式起飛都采用阻攔索降落的方式,請用“?”代替艦載機畫出艦載機著陸時被阻攔索鉤住后的受力圖。
(3) 某同學要估算一下“遼寧號”滿載時受到的浮力,他的思路如下:
根據(jù) F浮=ρ海gV 進行估算,其中 V=艦長×舷寬×艦高,可認為海
12、水的密度近似等于水的密度,g 取 10?N/kg。
你認為這樣估算合理嗎?如果認為合理,請根據(jù)文中數(shù)據(jù)計算出具體的浮力數(shù)值;如果認為不合理,請用其他方法估算出“遼寧號”滿載時受到的浮力。
11. 海洋科學鉆探船被稱為海洋科學領域的“航空母艦”。如圖所示為一艘滿載時排水量為 5×104?t 的海洋科學鉆探船。甲板上裝有很高的鉆塔,可以安裝并控制鉆桿進行拉升作業(yè),使鉆頭和鉆桿最深可在 4000?m 深的海底向下鉆取巖芯進行研究。(ρ海水=1.03×103?kg/m3,g 取 10?N/kg)
(1) 該鉆探船滿載時受到海水的浮力是多少?
(2) 滿載時,該鉆探船從海水密度較小的
13、海域駛入密度較大的海域,鉆探船排開海水的體積 (選填“變大”“變小”或“不變”)。
(3) 鉆頭在 4000?m 深的海底處受到海水的壓強是多少?
(4) 該鉆探船以 36?km/h 的速度勻速航行時,動力推進系統(tǒng)的輸出功率為 4×107?W,則船受到的牽引力是多少?
答案
1. 【答案】C
【解析】浸在液體中的物體,只要下表面不是和容器緊密結合,一定會受到浮力,A錯誤;雞蛋上浮時,雞蛋的重力是地球施加的,雞蛋受到的重力不變,B錯誤;加鹽后鹽水的密度增大,而雞蛋排開液體的體積不變,由 F浮=ρ液gV排??芍?,雞蛋所受浮力增大,當浮力大于雞蛋的重力時雞蛋會上浮,C正確;雞蛋
14、最終漂浮在水面上時,雞蛋受到的鹽水的作用力(浮力)等于雞蛋受到的重力,D錯誤。
2. 【答案】B
【解析】根據(jù)阿基米德原理可知,浸入液體中的物體受到的浮力的大小等于其排開的液體受到的重力,從鋁塊下表面開始接觸水面到上表面剛沒入水中的過程中,排開水的體積逐漸變大,根據(jù) F=G?F浮 可得測力計的示數(shù)變??;由于溢水杯中裝滿水,鋁塊浸沒在水中靜止時,根據(jù)阿基米德原理可知鋁塊受到的浮力等于排開的水的重力,鋁塊對水的壓力大小與浮力相等,所以溢水杯對電子秤的壓力不變,即電子秤示數(shù)不變;B正確,A、C、D錯誤。
3. 【答案】B;C
【解析】探究滑動摩擦力大小與壓力大小的關系時,需要控制
15、材料性質與粗糙程度一定,故A錯誤。壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積大小有關,在探究與壓力大小關系時,要控制受力面積一定,故B正確。導體中的電流大小與導體兩端電壓大小和電阻大小有關,在探究導體中的電流大小與導體兩端電壓大小的關系時,需要控制導體電阻一定,故C正確。浮力的大小與液體密度和排開液體的體積有關,在探究浮力大小跟物體排開液體體積大小的關系時,需要控制液體密度一定,故D錯誤。
4. 【答案】C;D
【解析】根據(jù) F浮=G?F示=3?N?1?N=2?N,即圓柱體浸沒在水中受到的浮力為 2?N,故A錯誤。
比較圖甲、丙、戊發(fā)現(xiàn)液體密度不同,所以不能說明圓柱體受到的浮力大小與浸沒
16、在液體中的深度有關,故B錯誤。
比較圖甲、丁、戊時,V排 相等,液體種類不同,浮力不等,說明圓柱體受到的浮力大小與液體的種類有關,故C正確。
根據(jù)浸沒時的浮力大小利用阿基米德原理可以計算出圓柱體的體積,再根據(jù)圖甲中的重力算出其質量,最后根據(jù)密度公式算出其密度是 1.5×103?kg/m3,故D正確。
5. 【答案】
(1) 相平
(2) V2?V1
(3) ρ水(V2?V3)
(4) ρ水(V2?V3)V2?V1
(5) 換用分度值更小的量筒(合理即可)
【解析】
(2) 利用排水法,根據(jù)圖乙和圖丙,可知小玻璃珠的總體積為 V=V2?V1;
17、(3) 如圖丁,將量筒中的水慢慢倒入水盆中的空碗內(nèi),直到標記處與碗外水面相平,記下量筒中小玻璃珠和剩余水的總體積 V3,對比圖甲和圖丁,都是漂浮,F(xiàn)浮=G物,又由于 ρ液 和 V排 相同,由阿基米德原理 F浮=ρ液gV排 可知 F浮 相等,則小玻璃珠的總質量等于碗中水的質量,即 m=m水=ρ水V水=ρ水(V2?V3);
(4) 小玻璃珠密度的表達式為 ρ=mV=ρ水(V2?V3)V2?V1;
(5) 換用分度值更小的量筒,可提高測量精度。
6. 【答案】
(1) 乙、丙
(2) 液體密度
(3) F1?F3;F1F1?F3ρ水
(4) 大于(或 >)
【
18、解析】
(1) 乙圖中物體所受的浮力為 F1?F2,丙圖中物體所受的浮力為 F1?F3,因為 F2>F3,所以 F1?F2
19、1?F3ρ水。
(4) 水對燒杯底的壓強 p水=ρ水gh,
某液體對燒杯底的壓強 p液=ρ液gh,
由 F1?F3>F1?F4,得 ρ水gV排>ρ液gV排,
即 ρ水>ρ液,
所以 p水>p液。
7. 【答案】
(1) 0.6
(2) 排開液體的體積
【解析】
(1) F浮=G?F拉=1.6?N?1?N=0.6?N。
(2) 隨著石塊露出水面的體積越來越大,石塊排開水的體積越來越小,所以自變量是排開液體的體積。
8. 【答案】實驗步驟:
(1)將圓柱體 A 懸掛在已調零的彈簧測力計下,測出圓柱體 A 的重力 G 并記錄;
(2)將圓柱體
20、A 浸沒在水中且不接觸容器,記錄彈簧測力計的示數(shù) F;
(3)將圓柱體 A 浸沒在酒精中且不接觸容器,記錄彈簧測力計的示數(shù) F;
(4)根據(jù)公式 F浮=G?F,計算浮力并記錄,
實驗數(shù)據(jù)記錄表格:
ρ液/(kg?m?3)G/NF/NF浮/N
9. 【答案】
(1) 溢水杯未裝滿,則溢出到小桶中的水所受的重力小于物塊排開的水所受的重力;沒有測量空桶所受的重力,所以不能得到物塊排開的水所受的重力
(2) G物?Fρ水g
【解析】
(2) F浮=G物?F,F(xiàn)浮=ρ水gV排,V物=V排,故 V物=F浮ρ水g=G物?Fρ水g。
10. 【答案】
(1)
21、 垂直起飛
(2) 如圖所示
(3) 該同學這樣估算不合理。
航母漂浮在水面上,排開水的體積不等于航母的體積。
已知航母滿載時的排水量,則 F浮=G排=m排g=60900×103?kg×10?N/kg=6.09×108?N。
【解析】
(2) 阻攔索降落方式,要求艦載機著陸時加速,艦載機著陸時被阻攔索鉤住后,豎直方向受重力、支持力,水平方向受向前的牽引力、阻攔索向后的拉力。
11. 【答案】
(1) 5×108?N
(2) 變小
(3) 4.12×107?Pa
(4) 4×106?N
【解析】
(1) 滿載時船受到的浮力 F浮=G排=m排g=5×104×103?kg×10?N/kg=5×108?N。
(2) 船在水上始終處于漂浮狀態(tài),所以受到的浮力大小始終等于自身重力,自身重力大小不變,所以受到的浮力大小也不變。相根 F浮=ρ液V排g 可得 V排=F浮ρ液g,所以當海水密度變大時,船排開海水的體積會變小。
(3) 鉆頭受到海水的壓強 p=ρ海水gh=1.03×103?kg/m3×1?0N/kg×4000?m=4.12×107?Pa。
(4) v=36?km/h=10?m/s,
由 P=Wt 、 W=Fs 和 v=st 得船受到的牽引力 F=Pv=4×107?W10?m/s=4×106?N。