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三、简答题
18.在湖水中游泳的人上岸时,在由深水区域走向浅水区域的过程中,如果水底布满石子,脚会感觉被石子硌得越来越疼,请用物理知识解释原因。
18.在湖水中游泳的人上岸时,在由深水区域走向浅水区域的过程中,如果水底布满石子,脚会感觉被石子硌得越来越疼,请用物理知识解释原因。
答案:
答:人在水中由深水区域走向浅水区域时,人所受浮力减小;根据F支=G - F浮,因浮力减小,重力不变,故支持力增大,根据力的相互性及p=$\frac{F}{S}$可知,脚的受力面积不变,脚受到石子的压强变大,所以人的脚将越来越疼。
19.按要求作图:
(1)如图所示,重30N的小球浮在水面上,画出小球受到的浮力示意图;
(2)如图所示,重0.5N的鸡蛋漂浮在水面上,画出鸡蛋受到的重力和浮力的示意图。

(1)如图所示,重30N的小球浮在水面上,画出小球受到的浮力示意图;
(2)如图所示,重0.5N的鸡蛋漂浮在水面上,画出鸡蛋受到的重力和浮力的示意图。
答案:
[解析]
(1)因为小球漂浮在水面上,因此小球受到的浮力和重力是一对平衡力,即F浮=G=30N;过小球的重心沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段,用F浮表示,大小为30N;
(2)鸡蛋漂浮在水面上,因此鸡蛋受到的浮力和重力是一对平衡力。过鸡蛋的重心,沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,用符号G表示,并标出大小G=0.5N。过鸡蛋的重心沿竖直向上的方向画一条等长的带箭头线段,用符号F浮表示,并标出大小F浮=0.5N。
[解析]
(1)因为小球漂浮在水面上,因此小球受到的浮力和重力是一对平衡力,即F浮=G=30N;过小球的重心沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段,用F浮表示,大小为30N;
(2)鸡蛋漂浮在水面上,因此鸡蛋受到的浮力和重力是一对平衡力。过鸡蛋的重心,沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,用符号G表示,并标出大小G=0.5N。过鸡蛋的重心沿竖直向上的方向画一条等长的带箭头线段,用符号F浮表示,并标出大小F浮=0.5N。
20.如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验装置和实验过程中弹簧测力计挂着同一金属块的示数。
(1)如图C所示,金属块浸没在水中时,金属块受到的浮力是________N;
(2)分析图C、D可知,浮力大小跟物体浸没在水中的深度________(选填“有关”或“无关”),分析图A、B、C,说明浮力的大小与________有关;
(3)图E中弹簧测力计的示数为________N,分析图D、E,说明浮力的大小与________有关;
(4)易错题若在图D中,拴着金属块的细绳突然断了,金属块沉底,与金属块未沉底时相比,水对容器底部的压力________,容器对水平地面的压力________(两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。

(1)如图C所示,金属块浸没在水中时,金属块受到的浮力是________N;
(2)分析图C、D可知,浮力大小跟物体浸没在水中的深度________(选填“有关”或“无关”),分析图A、B、C,说明浮力的大小与________有关;
(3)图E中弹簧测力计的示数为________N,分析图D、E,说明浮力的大小与________有关;
(4)易错题若在图D中,拴着金属块的细绳突然断了,金属块沉底,与金属块未沉底时相比,水对容器底部的压力________,容器对水平地面的压力________(两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。
答案:
(1)1
(2)无关 物体排开液体的体积
(3)1.6 液体的密度
(4)不变 变大 [解析]
(1)金属块浸没在水中所受的浮力为:F浮=G - F=2.8N-1.8N=1N;
(2)图C、D中,金属块排开液体的密度相同,排开液体的体积相同,但浸入液体的深度不同,弹簧测力计的示数相同,所以说明浮力的大小跟物体浸没的深度无关,与排开液体的体积有关;
(3)弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为1.6N;图D、E金属块都是全部浸没在液体中,但是液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,所以说明浮力的大小与液体的密度有关;
(4)当金属块浸没在水中,剪断细绳前后,水的深度不变,根据p=ρgh分析,可知水对容器底部的压强不变,水对容器底部的压力不变;金属块受到的重力大于浮力,根据力的相互性,剪断细线前,容器对水平地面的压力为F1=G容 + G水 + F浮,剪断细线后,容器对水平地面的压力为F2=G容+G水+G物,F2 - F1=G物 - F浮>0,故金属块沉底后容器对地面的压力增大了。
(1)1
(2)无关 物体排开液体的体积
(3)1.6 液体的密度
(4)不变 变大 [解析]
(1)金属块浸没在水中所受的浮力为:F浮=G - F=2.8N-1.8N=1N;
(2)图C、D中,金属块排开液体的密度相同,排开液体的体积相同,但浸入液体的深度不同,弹簧测力计的示数相同,所以说明浮力的大小跟物体浸没的深度无关,与排开液体的体积有关;
(3)弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为1.6N;图D、E金属块都是全部浸没在液体中,但是液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,所以说明浮力的大小与液体的密度有关;
(4)当金属块浸没在水中,剪断细绳前后,水的深度不变,根据p=ρgh分析,可知水对容器底部的压强不变,水对容器底部的压力不变;金属块受到的重力大于浮力,根据力的相互性,剪断细线前,容器对水平地面的压力为F1=G容 + G水 + F浮,剪断细线后,容器对水平地面的压力为F2=G容+G水+G物,F2 - F1=G物 - F浮>0,故金属块沉底后容器对地面的压力增大了。
21.小强在实验室“探究浮力大小与哪些因素有关”。
(1)实验时,他提出了以下猜想与假设:
猜想1:与物体浸入液体的深度有关;
猜想2:与液体的密度有关;
请你写出能够支持猜想1的一个生活现象:______________________________。
(2)为了验证上述猜想是否正确,小强利用弹簧测力计、物体M、烧杯、水和盐水进行了如图所示的实验:
①由图甲、乙可知,物体M受到的水的浮力大小为________N;
②由图甲、乙、丙可得猜想1是________(选填“正确”或“错误”)的;由图甲、丙、丁可得猜想1 是________(选填“正确”或“错误”)的;进一步分析实验现象和数据可知:浮力大小与________有关,与浸入液体的深度________;
③若要验证猜想2是否正确,可选择图__________进行比较分析。

(1)实验时,他提出了以下猜想与假设:
猜想1:与物体浸入液体的深度有关;
猜想2:与液体的密度有关;
请你写出能够支持猜想1的一个生活现象:______________________________。
(2)为了验证上述猜想是否正确,小强利用弹簧测力计、物体M、烧杯、水和盐水进行了如图所示的实验:
①由图甲、乙可知,物体M受到的水的浮力大小为________N;
②由图甲、乙、丙可得猜想1是________(选填“正确”或“错误”)的;由图甲、丙、丁可得猜想1 是________(选填“正确”或“错误”)的;进一步分析实验现象和数据可知:浮力大小与________有关,与浸入液体的深度________;
③若要验证猜想2是否正确,可选择图__________进行比较分析。
答案:
(1)人从浅水区向深水区走去,感觉身体越来越轻
(2)①0.8 ②正确 错误 物体排开液体的体积无关 ③甲、丁、戊 [解析]
(1)人从浅水区向深水区走去,感觉身体越来越轻,这个事实说明浮力的大小可能与物体浸入液体的深度有关,可以支持猜想1;
(2)①物体在图甲空气中时,弹簧测力计示数为3N。物体在图乙水中时,弹簧测力计的示数为2.2N,则物体M在图乙中所受浮力为:F浮=G - F示=3N−2.2N=0.8N;②乙、丙实验中物体在水中的深度不同,测力计示数不同,由称重法知,两实验中物体受到的浮力不同,根据甲、乙、丙的结果,可得猜想1是正确的;而丙、丁实验中,物体浸入液体的深度不同,测力计示数相同,由称重法知,两实验中物体受到的浮力相同,根据甲、丙、丁的结果,可得猜想1是错误的;分析甲、乙、丙知液体的密度相同,排开液体的体积不同,浮力不同,说明浮力与排开液体的体积有关,丙、丁说明浮力与深度无关,故综合分析甲、乙、丙、丁知浮力大小与物体排开液体的体积有关,与浸入液体的深度无关;③若要研究浮力与液体的密度有关,需控制排开液体的体积相同,只改变液体的密度,故应选甲、丁、戊进行比较分析。
(1)人从浅水区向深水区走去,感觉身体越来越轻
(2)①0.8 ②正确 错误 物体排开液体的体积无关 ③甲、丁、戊 [解析]
(1)人从浅水区向深水区走去,感觉身体越来越轻,这个事实说明浮力的大小可能与物体浸入液体的深度有关,可以支持猜想1;
(2)①物体在图甲空气中时,弹簧测力计示数为3N。物体在图乙水中时,弹簧测力计的示数为2.2N,则物体M在图乙中所受浮力为:F浮=G - F示=3N−2.2N=0.8N;②乙、丙实验中物体在水中的深度不同,测力计示数不同,由称重法知,两实验中物体受到的浮力不同,根据甲、乙、丙的结果,可得猜想1是正确的;而丙、丁实验中,物体浸入液体的深度不同,测力计示数相同,由称重法知,两实验中物体受到的浮力相同,根据甲、丙、丁的结果,可得猜想1是错误的;分析甲、乙、丙知液体的密度相同,排开液体的体积不同,浮力不同,说明浮力与排开液体的体积有关,丙、丁说明浮力与深度无关,故综合分析甲、乙、丙、丁知浮力大小与物体排开液体的体积有关,与浸入液体的深度无关;③若要研究浮力与液体的密度有关,需控制排开液体的体积相同,只改变液体的密度,故应选甲、丁、戊进行比较分析。
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