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6. 如图所示,将一圆柱体从水中匀速提起,直至其下表面刚好离开水面.用p表示容器底受到水的压强,$F_{浮}$表示圆柱体受到水的浮力,它们随时间t变化的大致图像正确的是 (
A、D
)
答案：
【解析】：将圆柱体从水中匀速提起直至下表面刚好离开水面，整个过程可分为两个阶段：
阶段一：圆柱体完全浸没在水中上升
浮力$F_{浮}$：根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，圆柱体完全浸没时$V_{排}=V_{物}$（体积不变），因此浮力大小不变，对应图像中一段水平直线。
容器底压强$p$：由于圆柱体未露出水面，$V_{排}$不变，水面高度$h$不变，根据$p=\rho gh$，压强$p$保持不变，对应图像中一段水平直线。
阶段二：圆柱体上表面露出水面至下表面离开水面
浮力$F_{浮}$：随着圆柱体上升，$V_{排}$逐渐减小（$V_{排}=S_{物}(h_{圆柱}-vt)$，其中$v$为匀速上升速度，$t$为露出水面后的时间），且$V_{排}$与时间$t$成线性关系，因此浮力$F_{浮}$随时间均匀减小，直至$V_{排}=0$时浮力为0，对应图像中一段斜向下方的直线，最终与横轴相交。
容器底压强$p$：$V_{排}$减小导致水面高度$h$均匀降低（$h$与$t$成线性关系），根据$p=\rho gh$，压强$p$随时间均匀减小，对应图像中一段斜向下方的直线。
图像匹配
浮力图像：先水平（完全浸没）后斜向减小至0，符合选项D。
压强图像：先水平（完全浸没）后斜向减小，符合选项A。
【答案】：A、D
阶段一：圆柱体完全浸没在水中上升
浮力$F_{浮}$：根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$，圆柱体完全浸没时$V_{排}=V_{物}$（体积不变），因此浮力大小不变，对应图像中一段水平直线。
容器底压强$p$：由于圆柱体未露出水面，$V_{排}$不变，水面高度$h$不变，根据$p=\rho gh$，压强$p$保持不变，对应图像中一段水平直线。
阶段二：圆柱体上表面露出水面至下表面离开水面
浮力$F_{浮}$：随着圆柱体上升，$V_{排}$逐渐减小（$V_{排}=S_{物}(h_{圆柱}-vt)$，其中$v$为匀速上升速度，$t$为露出水面后的时间），且$V_{排}$与时间$t$成线性关系，因此浮力$F_{浮}$随时间均匀减小，直至$V_{排}=0$时浮力为0，对应图像中一段斜向下方的直线，最终与横轴相交。
容器底压强$p$：$V_{排}$减小导致水面高度$h$均匀降低（$h$与$t$成线性关系），根据$p=\rho gh$，压强$p$随时间均匀减小，对应图像中一段斜向下方的直线。
图像匹配
浮力图像：先水平（完全浸没）后斜向减小至0，符合选项D。
压强图像：先水平（完全浸没）后斜向减小，符合选项A。
【答案】：A、D
7. 1783年,法国物理学家查理做成的世界上第一个可载人气球,体积为$620m^{3}$.设地面附近空气的密度为$1.3kg/m^{3}$,则这个气球在地面附近受到空气的浮力为
8060
N,方向是竖直向上
.(g取10N/kg)
答案：
【解析】：
浮力计算公式为$F_{浮}=\rho_{空气} \cdot g \cdot V$，其中$\rho_{空气}$为空气密度，$g$为重力加速度，$V$为气球体积。
已知$\rho_{空气}=1.3 kg/m^3$，$g=10 N/kg$，$V=620 m^3$。
代入公式计算浮力：
$F_{浮}=1.3 kg/m^3 \cdot 10 N/kg \cdot 620 m^3 = 8060 N$
浮力的方向是竖直向上。
【答案】：
8060
竖直向上
浮力计算公式为$F_{浮}=\rho_{空气} \cdot g \cdot V$，其中$\rho_{空气}$为空气密度，$g$为重力加速度，$V$为气球体积。
已知$\rho_{空气}=1.3 kg/m^3$，$g=10 N/kg$，$V=620 m^3$。
代入公式计算浮力：
$F_{浮}=1.3 kg/m^3 \cdot 10 N/kg \cdot 620 m^3 = 8060 N$
浮力的方向是竖直向上。
【答案】：
8060
竖直向上
8. 如图所示,有一个内外壁皆为圆柱形的平底容器,内装足够深的水.将一个质地均匀的正方体物体悬挂在竖直放置的弹簧测力计下(图中未画出弹簧测力计).当物体的$\frac {1}{5}$体积浸入水中时,弹簧测力计示数为7N;当物体的$\frac {1}{2}$体积浸入水中时,弹簧测力计示数为4N.现将物体从弹簧测力计上取下放入水中,则该物体静止时,所受到的浮力是______
9
N,该物体的密度为______0.9×10³
$kg/m^{3}$.
答案：
【解析】：设正方体物体的体积为$V$，重力为$G$，密度为$\rho$。
当物体的$\frac{1}{5}$体积浸入水中时，排开水的体积$V_{排1}=\frac{1}{5}V$，此时弹簧测力计示数$F_{示1}=7N$。根据称重法测浮力，浮力$F_{浮1}=G - F_{示1}$，由阿基米德原理$F_{浮1}=\rho_{水}gV_{排1}$，可得：
$\rho_{水}g×\frac{1}{5}V = G - 7N \quad \text{(1)}$
当物体的$\frac{1}{2}$体积浸入水中时，排开水的体积$V_{排2}=\frac{1}{2}V$，弹簧测力计示数$F_{示2}=4N$，同理可得：
$\rho_{水}g×\frac{1}{2}V = G - 4N \quad \text{(2)}$
用方程
(2)减去方程
(1)消去$G$：
$\rho_{水}g\left(\frac{1}{2}V - \frac{1}{5}V\right)= (G - 4N) - (G - 7N)$
$\rho_{水}g×\frac{3}{10}V = 3N$
已知$\rho_{水}=1.0×10^{3}kg/m^{3}$，$g=10N/kg$，代入解得：
$1.0×10^{3}×10×\frac{3}{10}V = 3N \implies 3000V = 3 \implies V = 1×10^{-3}m^{3}$
将$V=1×10^{-3}m^{3}$代入方程
(1)求$G$：
$1.0×10^{3}×10×\frac{1}{5}×10^{-3} = G - 7N \implies 2N = G - 7N \implies G = 9N$
物体的质量$m=\frac{G}{g}=\frac{9N}{10N/kg}=0.9kg$，则物体密度：
$\rho=\frac{m}{V}=\frac{0.9kg}{1×10^{-3}m^{3}}=0.9×10^{3}kg/m^{3}$
因为$\rho=0.9×10^{3}kg/m^{3}＜\rho_{水}$，物体放入水中静止时漂浮，浮力等于重力，即$F_{浮}=G=9N$。
【答案】：9；0.9×10³
当物体的$\frac{1}{5}$体积浸入水中时，排开水的体积$V_{排1}=\frac{1}{5}V$，此时弹簧测力计示数$F_{示1}=7N$。根据称重法测浮力，浮力$F_{浮1}=G - F_{示1}$，由阿基米德原理$F_{浮1}=\rho_{水}gV_{排1}$，可得：
$\rho_{水}g×\frac{1}{5}V = G - 7N \quad \text{(1)}$
当物体的$\frac{1}{2}$体积浸入水中时，排开水的体积$V_{排2}=\frac{1}{2}V$，弹簧测力计示数$F_{示2}=4N$，同理可得：
$\rho_{水}g×\frac{1}{2}V = G - 4N \quad \text{(2)}$
用方程
(2)减去方程
(1)消去$G$：
$\rho_{水}g\left(\frac{1}{2}V - \frac{1}{5}V\right)= (G - 4N) - (G - 7N)$
$\rho_{水}g×\frac{3}{10}V = 3N$
已知$\rho_{水}=1.0×10^{3}kg/m^{3}$，$g=10N/kg$，代入解得：
$1.0×10^{3}×10×\frac{3}{10}V = 3N \implies 3000V = 3 \implies V = 1×10^{-3}m^{3}$
将$V=1×10^{-3}m^{3}$代入方程
(1)求$G$：
$1.0×10^{3}×10×\frac{1}{5}×10^{-3} = G - 7N \implies 2N = G - 7N \implies G = 9N$
物体的质量$m=\frac{G}{g}=\frac{9N}{10N/kg}=0.9kg$，则物体密度：
$\rho=\frac{m}{V}=\frac{0.9kg}{1×10^{-3}m^{3}}=0.9×10^{3}kg/m^{3}$
因为$\rho=0.9×10^{3}kg/m^{3}＜\rho_{水}$，物体放入水中静止时漂浮，浮力等于重力，即$F_{浮}=G=9N$。
【答案】：9；0.9×10³
9. 在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,提出如下猜想
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关
猜想2:浮力的大小可能与物体的重力有关
猜想3:浮力的大小可能与物体的形状有关
猜想4:浮力的大小可能与排开液体的体积有关
(1)如图甲所示,用手把饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力.这个事实可以支持以上.猜想______
(2)为了研究猜想1和猜想2,运用了体积相同的A、B、C三个圆柱体,测得重力分别为4N,4.5N和5N.然后进行如图乙所示的实验.
①在序号a的实验中物所受的浮力为______
②比较序号______
③进一步分析可知:液体的密度越大,物体所变的浮力越______
④比较序号a、b、c的三次实验,可得出结论:浮力的大小与物体的重力______
(3)为了研究猜想3,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丙所示的实验,由此小明得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关,小珍认为这结论不可靠,主要原因是______
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关
猜想2:浮力的大小可能与物体的重力有关
猜想3:浮力的大小可能与物体的形状有关
猜想4:浮力的大小可能与排开液体的体积有关
(1)如图甲所示,用手把饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力.这个事实可以支持以上.猜想______
4
(选填序号)(2)为了研究猜想1和猜想2,运用了体积相同的A、B、C三个圆柱体,测得重力分别为4N,4.5N和5N.然后进行如图乙所示的实验.
①在序号a的实验中物所受的浮力为______
1
N.②比较序号______
a
,______d
,e的三次实验,可得出初步结论:浮力大小与液体密度有关.③进一步分析可知:液体的密度越大,物体所变的浮力越______
大
;④比较序号a、b、c的三次实验,可得出结论:浮力的大小与物体的重力______
无
关.(3)为了研究猜想3,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丙所示的实验,由此小明得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关,小珍认为这结论不可靠,主要原因是______
没有控制排开液体的体积相同
.
答案：
【解析】：
（1）用手把饮料罐按入水中，饮料罐浸入水中越深，即排开水的体积越大，手会感到越吃力，这个事实说明浮力的大小可能与排开液体的体积有关，可以支持以上猜想4。
（2）①在序号a的实验中，物体的重力$G_A = 4N$，弹簧测力计的示数为3N，根据称重法测浮力$F_{浮}=G - F_{示}$，则物所受的浮力$F_{浮a}=4N - 3N = 1N$。
②要探究浮力大小与液体密度的关系，需要控制排开液体的体积相同，改变液体的密度，比较序号a、d、e的三次实验，可得出初步结论：浮力大小与液体密度有关。
③在a中物体在水中受到的浮力$F_{浮a}=1N$，在e中物体在浓盐水中受到的浮力$F_{浮e}=4N - 2.8N = 1.2N$，由此可知：液体的密度越大，物体所变的浮力越大。
④比较序号a、b、c的三次实验，物体都是完全浸没在水中，排开液体的体积相同，物体的重力不同，但浮力相同，可得出结论：浮力的大小与物体的重力无关。
（3）要探究浮力的大小与物体的形状的关系，需要控制排开液体的体积和液体的密度相同，改变物体的形状，小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行实验，没有控制排开液体的体积相同，所以得出的结论不可靠。
【答案】：
(1)4
(2)①1；②a；d；③大；④无
(3)没有控制排开液体的体积相同
（1）用手把饮料罐按入水中，饮料罐浸入水中越深，即排开水的体积越大，手会感到越吃力，这个事实说明浮力的大小可能与排开液体的体积有关，可以支持以上猜想4。
（2）①在序号a的实验中，物体的重力$G_A = 4N$，弹簧测力计的示数为3N，根据称重法测浮力$F_{浮}=G - F_{示}$，则物所受的浮力$F_{浮a}=4N - 3N = 1N$。
②要探究浮力大小与液体密度的关系，需要控制排开液体的体积相同，改变液体的密度，比较序号a、d、e的三次实验，可得出初步结论：浮力大小与液体密度有关。
③在a中物体在水中受到的浮力$F_{浮a}=1N$，在e中物体在浓盐水中受到的浮力$F_{浮e}=4N - 2.8N = 1.2N$，由此可知：液体的密度越大，物体所变的浮力越大。
④比较序号a、b、c的三次实验，物体都是完全浸没在水中，排开液体的体积相同，物体的重力不同，但浮力相同，可得出结论：浮力的大小与物体的重力无关。
（3）要探究浮力的大小与物体的形状的关系，需要控制排开液体的体积和液体的密度相同，改变物体的形状，小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行实验，没有控制排开液体的体积相同，所以得出的结论不可靠。
【答案】：
(1)4
(2)①1；②a；d；③大；④无
(3)没有控制排开液体的体积相同
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