百科
阿基米德原理
知识点概述
流体静力学的一个重要原理,它指出,浸入静止流体中的物体受到一个浮力,其大小等于该物体所排开的流体重量,方向垂直向上并通过所排开流体的形心。这结论是阿基米德首先提出的,故称阿基米德原理。结论对部分浸入液体中的物体同样是正确的。同一结论还可以推广到气体。
浸入静止流体(气体或液体)中的物体受到一个浮力,其大小等于该物体所排开的流体重量,方向垂直向上并通过所排开流体的形心。
相关试题
如下图所示,三个完全相同的杯子盛满水,然后将甲、乙两球分别放人两个杯子中,甲球浮在水面,而乙球可以停在水中的任何位置,则三个杯子的总重量哪个大 [ ]
A.放甲球的杯子最大
B.放乙球的杯子最大
C.没放球的杯子最大
D.三个杯子一样大一艘排水量为1000t的货轮在海上航行,满载时受到的浮力是 N;它由海上驶入长江后,船体浸入水中的体积 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。(取g=10N/Kg) 将边长是10cm的实心立方体木块轻轻地放入盛满水的大烧杯内. 待木块静止时,从杯中溢出600g水,如下图所示. 求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块的密度;
(3)木块下表面受到的水的压强.。(g=10N/kg)有A、B两种液体,其密度均小于2×103kg/m3。小明同学通过实验探究,比较这两种液体密度的大小,实验装置如下图所示,
实验步骤为:
a.用弹簧测力计测量铜块在空气中的重力为G;
b.把弹簧测力计下悬挂的铜块分别浸没在A、B两种液体中,示数分别为FA和FB。请完成下列要求:
(1)画出记录和分析实验数据的表格。
(2)讨论可能的实验结果与探究结论的对应关系?如下图所示,盛满水的薄壁容器放在水平桌面上,容器重3.5N,容器底面积为40cm2,高为20cm,将一个重为1N,密度为2×103kg/m3的小球放入容器中,当小球在水中静止时,求:
(1)小球受到的浮力;
(2)容器对桌面的压强。(g取10N/kg)把一个小球放入盛满某种液体的溢水杯中,小球浸没在杯底,从杯中溢出10g液体。若将小球放入盛满水的溢水杯中,它漂浮在水面上。从杯中溢出水的质量: [ ] A.等于10g
B.小于10g
C.大于10g
D.无法判断小华在探究影响浮力大小的因素时,做了如下图1所示的实验。他根据测得的实验数据,做出了弹簧测力计的示数F与圆柱体下表面在水中深度h关系的图象,如下图2所示。分析图象可知:
(1)AB段表示圆柱体受到的浮力_________(填:“变大”或“变小”);BC段表示浮力不变,不变的原因是圆柱体_________不再发生变化。
(2)圆柱体的密度ρ= g/cm3。图1 图2 在课外小组里,肖英和其他同学利用木棍、铁块和细绳等材料制作了一杆可以测量液体密度的“密度秤”。把细绳系在木棍的重心O处并把木棍挂起,M和N是两个铁块。当M在A点,N在B点时,木棍如下图所示平衡。把M浸没在水中,N移至C点时,木棍再次水平平衡。把M浸没在某种液体中,N移至D点时,木棍又处于水平平衡。可知被测液体的密度_________水的密度。(填:“大于”、“小于”或“等于”)。 某单位设计的一种供牲畜饮水的装置如下图所示。设计水箱的水位高度维持60cm不变,水箱底部出水口的横截面积为20cm2。底盖A、细杆B和浮球C的总质量为1kg,浮球C的体积为2dm3。设计要求:底盖A平时顶住水箱底部出水口,一旦饮水槽的水位下降,底盖A就下落,水立即通过出水口流入饮水槽。实现自动补水。
(1)通过计算说明,给出的数据能否达到设计要求?如果能,分析说明浮球C的体积对装置的影响;
(2)如果不能,请提供改进的方法和符合设计要求的数据。(g=10N/kg)潜水艇是靠改变 来实现浮沉的。气球、飞艇的里面装着密度比空气小的气体,当气球或飞艇受到的浮力______(填大于、小于、等于)气球、飞艇自重加载重时,气球、飞艇就能上升。 如下图所示,甲、乙、丙、丁是四个体积形状相同而材料不同的球,图中所示是把它们投入水中后静止不动时的情况,它们中密度最小的球是: [ ] A.甲
B.乙
C.丙
D.丁轮船进港卸下货物后,吃水深度减小了0.5m,如果轮船在水平方向上的平均截面积约为5400m2,那么卸下货物的质量大约是 kg。 (g=10N/kg) 对于现代人来讲,可用漂浮疗法来治疗“紧张症”。漂浮池内有一定浓度的水,水中加有大量的 (“盐”或“酒精”),能使任何人进入水后,都可放松地漂浮在水面上。此时,人所受的浮力 其自身的重力。(填“大于”“等于”或“小于”) 海滨浴场,水底布满石头,人由深水走向浅水的过程中,脚越来越疼。请用相关的物理知识加以解释。 探究“影响浮力大小的因素”这一问题时,班级的“物理小博士”为同学们做了如下图所示的一系列实验,请你从中选出一些图,针对某一个因素进行探究,并通过分析弹簧测力计的示数,说明你的探究结果。 探究的因素是: 。
选用的图是: (填图中的序号)。
探究的结果是: 。小刚自制了一个泡沫救生圈,其质量为8kg,体积为0.06m3,求:
(1)救生圈漂浮在水面上时,它受到的浮力有多大?
(2)当小刚躺在救生圈上时,救生圈刚好完全浸没在水中,则小刚的重力是多少?(g=10N/kg)舞蹈演员在表演水上芭蕾,演员一会儿浮出水面.一会儿潜入水面下;有关她们受到的浮力.下列说法正确的是: [ ] A、浮出水面受到的浮力大
B、潜人水面下受到的浮力大
C、两种情况受到的浮力一样大
D、无法判断工人往货船上装货物,不小心将一箱货物落人水中。这箱货物重1.2×103 N,体积为0.075m3。工人用绳将物体提起,在物体未露出水面之前,需要施加多大的拉力? 我们的身体中蕴藏着许多物理知识,下列估算中,你认为合理的是: [ ] A.我们身体的体积大约有5dm3
B.我们身体的平均密度接近0.5×103kg/m3
C.当我们在水中潜泳时,受到水的浮力是0N
D.我们的体重大约有550N把一个铜球挂在弹簧秤下,弹簧秤的示数为17.8N,若将铜球浸没在水中,弹簧秤的示数变为15.3N,已知ρ铜=8.9×103kg/m3,,ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg,求:
(1)铜球受到的浮力是多少?
(2)该铜球是空心还是实心的?在下图中,图线A、B分别表示两个实心物体的质量与体积的关系。分析可知,ρA_______ρB(填“>”、“<”或“=”);把B物体投入水中,它将___________(填“上浮”、“下沉”或“悬浮”) 在水平桌面上竖直放置一个底面积为S的圆柱形容器,内装密度为ρ的液体。将挂在弹簧测力计下体积为V的金属球浸没在该液体中,(液体未溢出)。物体静止时,弹簧测力计的示数为F;撤去弹簧测力计,球下沉并静止于容器底部,此时液体对容器底的压力为容器底对金属球的支持力的n倍。求:
(1)金属球得密度
(2)圆柱形容器内液体的质量由阿基米德原理(F浮=G排液)结合相关知识,可以推得F浮=ρ液V排液g,从而看出物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积和液体的密度有关。有些爱思考的同学进一步提出,除上述两个因素外,浮力的大小是否还与别的什么因素有关?其中,一个比较具体的问题是:物体所受浮力大小是否与物体的形状有关?针对这个问题,若提供下列器材由你选择,你将选择哪些器材、怎样进行探究?
供选择的器材有:弹簧测力计,三个形状不同的小石块,橡皮泥,烧杯、细线和水。
(1)你选择的器材是: 。
(2)你的探究方案(即实验步骤)是: 。
(3)你如何根据探究过程中观察到的现象或获得的数据得出结论: 。在远洋轮船的船舷上,都漆着五条“吃水线”,又称“载重线”,如图所示、其中标有W的是北大西洋载重线,标有S的是印度洋载重线、当船从北大西洋驶向印度洋时,轮船受到的浮力变化情况以及北大西洋与印度洋的海水密度ρ1和ρ2的关系为: [ ] A.浮力增大,ρ1=ρ2
B.浮力减小,ρ1=ρ2
C.浮力不变,ρ1>ρ2
D.浮力不变,ρ1<ρ2一实心小球悬浮在水中,如图所示,以下说法正确的是: [ ] A.小球受到的浮力小于小球所受的重力
B.小球受到的浮力等于小球所受的重力
C.水的密度等于小球的密度
D.水的密度小于小球的密度有一个木块,把它浸在盛满水的溢水杯中时,从杯中溢出10g水,若把它浸在盛满酒精的溢水杯中,会从杯中溢出___________g酒精(已知酒精密度是0.8×103kg/m3,水的密度是1.0×103kg/m3,木块的密度是0.5×103kg/m3)。 鱼在水中上浮时,鱼肚内的鳔(即鱼泡)充满空气,鱼排开水的体积变______,鱼受到的浮力变_____。 三国时代,诸葛亮曾放出一种“会飞”的灯笼,后人称其为“孔明灯”,如图所示。它上升的主要原因是:灯笼内的热空气密度小于空气密度,导致____________,所以灯笼才上升,现代热气球原理与之相似,要使热气球降落应如何操作?_____________________。 有一泡沫塑料救生圈,质量是4kg,漂浮在水面上时,露出水面部分的体积是救生圈的,当一小孩躺在上面,恰好使救生圈全部浸入水中,求:
(1)救生圈的平均密度;
(2)小孩质量;
(3)若有一质量为50kg的学生用此救生圈,是否安全?(人体密度约1.02×103kg/m3)如图用浮筒法打捞中山舰时,下面采取的措施,不合理的是: [ ] A.使沉船与水底淤泥尽量分离
B.使用费力的机械把沉船拉起来
C.清除船体中的泥沙,使船变轻
D.将浮筒与船绑在一起,再排出浮筒内的水把一小球放入盛满酒精的溢水杯中,它沉入容器底部,从杯中溢出8N酒精;若将该小球放入盛满水的溢水杯中,它漂浮在水面上,从杯中溢出的水重: [ ] A.大于8N
B.等于8N
C.小于8N
D.无法判断一个重20N的金属块,在盛水的容器中静止,用弹簧测力计去拉金属块,如图所示,此时弹簧测力计的示数为4N,那么此时金属块受到的浮力是 [ ] A、20N
B、16N
C、4N
D、条件不足,无法判断家住山区小河边的晓军同学,学了浮力知识后自制了一个救生木筏,其质量为400kg,体积为0.60m3。(g=10N/kg)求:
(1)救生木筏漂浮在水面上时,它所受到的浮力多大?
(2)当4名同学站在救生木筏上面时,救生木筏刚好完全浸没在水中,则这4名同学的平均质量是多少?将实心正方体木块轻轻地放入一侧倾斜放置且装满水的大烧杯内,该木块质地均匀,边长为5厘米,待木块静止时,从杯中溢出75克水,如图所示,求:
(1)木块受到的浮力
(2)木块的密度
(3)木块下表面受到的水的压强如图所示,物体A由大、小两个圆柱体组成,悬浮于水中,已知VA=1dm3,大圆柱体上表面受水向下压力5N,小圆柱体下表面受到向上压力8N,下列说法正确的是(取g=10N/kg): [ ] A.物体A受浮力3N
B.物体A受浮力10N
C.大圆柱体下表面受向上压力7N
D.大圆柱体下表面受向上压力10N煮汤圆时发现,生汤圆放入锅中,由于浮力 重力(填“大于”“小于”或“等于”)而下沉,煮熟的汤圆因其内部气体受热膨胀,致使浮力大于重力,汤圆 。 一艘潜水艇的体积为6000m3,其内部水箱的容积是2000m3,当它在水下匀速航行时,水箱正好灌满水,
(1)此时潜水艇受到的浮力是多少?
(2)当潜水艇排完水箱中水时,潜水艇匀速航行时受到的浮力是多少?(海水密度为1.03×103kg/m3,g=10N/kg)600年前,我国明代航海家郑和从南京开始了下西洋的壮举。郑和使用的名为“宝船”的大帆船从长江驶入海洋时,若船上载重不变,则船所受的浮力 ,排开水的体积 (填“变大”、“变小”或“不变”)。这是因为海水的密度比河水的密度 。 人们常用“冰山一角”来形容事物显露出来的仅仅是其很小的一部分,更多的还隐藏在表面现象之下,事实上,冰山浮在海水中的确只露“一角”,那么这露出的“一角”到底占冰山大小的多少呢?请你用物理知识通过计算和简要的文字具体说明。 (ρ冰=0.9×103kg/m3, ρ海水=1.03×103kg/m3) 一艘载重量达5000t的远洋货轮在武汉装上货满物后,货轮在长江中航行时受到的浮力为 N(g=10N/kg)。当船由长江驶入大海后,船受到的浮力将 ,(选填“变大”、“变小”或“不变”)船身相对于水面将 (选填“上浮”、“下沉”或“不变”)。 饺子是大家喜爱的食品。刚入水的饺子是沉在水底的,在水中煮一会就会漂浮起来,这是因为饺子受热__________,浮力__________(增大,减小,不变),从而大于重力,上浮至水面。 小明同学将一只苹果放人水中,苹果在水里处于悬浮状态,则此苹果的密度为_______________kg/m3。小明从水中取出苹果,分成一个大块和一个小片(如图),再将小片放入水中,发现小片沉入水底,据此现象可以推断:若将大块浸没水中,松手后大块将会__________(选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”)。
潜水艇在海底航行时排水量为m1 ,在海面上航行时排水量为m2 ,设海水的密度为ρ,试确定下列说法哪些错误: [ ] A.它在海底航行时所受浮力等于m1g
B.它在海底航行时总重量等于(m1-m2)g
C.当潜艇在海面上航行时,水中部分的体积为m2/ρ
D.要使潜艇潜入海水中,至少要充入m1-m2的海水小刚同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和酒精),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究。如图表示探究过程及有关数据。 (1)分析②、③、④,说明浮力大小跟 有关。
(2)分析 ,说明浮力大小跟液体的密度有关。
(3)物体完全浸没在酒精中所受的浮力是 N。
(4)根据图中的实验数据,该金属块的密度是 kg/m3。(g取10 N/kg,保留一位小数)体积相同的铜、铁、铝和木四个小球,由水面轻轻放入水中后静止时如图所示,已知ρ铜>ρ铁>ρ铝>ρ水>ρ木 ,则下列判断正确的是: [ ] A、铝球、木球一定是实心的,铜球和铁球一定是空心的
B、四个小球所受的浮力关系是:F铜>F木>F铁=F铝
C、重力关系是:G铝>G铁>G木>G铜
D、质量关系是:m铝>m铁>m铜>m木如图是“探究浮力大小与那些因素有关”的实验装置,请根据图示回答问题: (1)由图___和____可知浸入液体中的物体所受浮力的大小跟排开液体的体积有关。
(2)由图____和_____可知物体排开液体体积相同时,浮力大小跟物体种类有关。
(3)当物体完全浸没在水中时,物体上下表面所受压力的差为____N。如图所示,重为5N的木块A,在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为3N,木块所受浮力的大小和方向是: [ ]
A. 8N,竖直向上
B. 5N,竖直向下
C. 3N,竖直向上
D. 2N,竖直向上
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