【知识点详解】
1. 浮力原理:浮力是由流体(如水或空气)对物体上下表面压力差产生的向上的力。根据阿基米德原理,任何物体在流体中都会受到与其排开流体重量相等的浮力。在长江上的满载轮船卸货后,由于排开的水的重量减少,浮力也会相应减小,但因轮船仍漂浮,所以浮力等于重力,故选项D正确。
2. 浮力变化:乒乓球上浮的过程中,随着其浸入水中的体积减小,受到的浮力逐渐减小。当乒乓球弹离水面后,不再受到水的浮力作用,而是受到空气的浮力。因此,选项A和B错误,选项D正确。选项C中,由于乒乓球上浮,水位会上升,使得杯底所受的压强先不变后减小,故选项C错误。
3. 浮力与物体状态:小球在试管中浮在液面上,若将其取出再放入,试管仍然浮在液面上,这意味着试管和小球整体的浮力与重力平衡。由于小球取出前后,试管排开的液体体积不变,因此液面不会发生变化,选项A和B错误;同时,由于试管在液面上,其下表面受到的液体压强也不会改变,选项D错误,所以答案是C,容器底部受到的液体压强不变。
4. 物体的浮沉条件:重5N、体积600cm³的物体投入水中,若不计水的阻力,物体的密度小于水,所以物体最终会漂浮。漂浮时,物体受到的浮力等于其重力,即F 浮 = 5N,选项C正确。
5. 铅块与气球系统:系统在水中静止,表明铅块与气球的总重力等于它们受到的浮力。往池中加水,水的密度不变,因此浮力不变。若铅块和气球的总重力不变,系统将继续静止,故选项A正确。
6. 氢气球与空气球:氢气球的密度小于空气,故能上浮;空气球的密度接近或大于空气,故不易浮起。浮力由气体的密度和物体的体积决定,但由于未知具体条件,无法直接比较两者浮力大小,故选项D正确。
7. 潜水艇的浮沉:潜水艇在不同深度悬浮,表明其受到的浮力与重力相等,且由于海水密度不变,排开海水的体积也相同,选项A、B正确,C错误,D正确。
8. 浮力的应用:A、B、C、D四个物体中,只有浸在液体中的部分会受到浮力,对于物体A和B,因为它们的下表面没有接触到液面,所以不会受到浮力,而C和D的下表面浸在水中,会受到浮力。因此,选项B和D错误。
9. 木块的浮沉:质量为240g、体积为400cm³的木块在水中会漂浮,其浮力等于重力,即F 浮 = 2.4N,选项A、C正确。木块露出水面的体积可以通过阿基米德原理计算,不会是240cm³,选项B错误。木块的密度小于水,约为0.6×10³kg/m³,选项D正确。
10. 物体的浮沉状态比较:物体A在甲杯中悬浮,说明甲杯液体的密度等于物体A的密度;物体B在乙杯中漂浮,说明乙杯液体的密度小于物体B的密度。由此可得,甲杯液体的密度大于乙杯的,选项A正确。由于两杯液面高度相同,压强相等,但甲杯还需承受物体A的重力,故甲杯对桌面的压力大于乙杯,选项B错误,C正确。物体A悬浮时浮力等于重力,物体B漂浮时浮力也等于重力,选项D错误。
11. 悬浮物体的性质:物体A悬浮,浮力等于重力,所以物体的质量m=A排液的重力=m液=100g。物体的密度ρ=m/V=100g/80cm³=1.25g/cm³。
12. 漂浮物体的浮力与压强:飞机排开水的体积V排水=45m³,其受到的浮力F浮=ρ水gV排水=(1.0×10³kg/m³)×10N/kg×45m³=45,000N,即飞机的重力G=F浮=45,000N。飞机底部的水压强p=ρ水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×2m=2,000Pa。
13. 液体中浮力的比较:大、小玩具鸭浮在水面,浮力等于各自的重力。由于两缸都装满水,水位相同,故水对缸底的压强相等,即p1=p2。缸对桌面的压强等于缸底受到的水的压强加上缸自重,因为玩具鸭的重力不同,所以p1'≠p2'。假设小玩具鸭排开水的体积为V排,则F2=ρ水gV排,若小鸭质量m=15g,V排=m/ρ水=15g/(1.0×10³kg/m³)=0.015m³=150cm³。
14. 小球的浮力变化:当小球完全浸没时,浮力等于重力。剪断绳子后,小球上升过程中,由于其浸入水中的体积减小,受到的浮力随之减小。水对烧杯底部的压强随着水位降低而减小。
15. 浸没物体的浮力:A、B、C三个物体底部与容器底紧密接触,只有B物体底部没有被支撑,因此B受到浮力。其他两个物体底部受到支持力,不受到浮力。
总结,以上内容主要涵盖了浮力的基本概念、浮力与重力的关系、物体的浮沉条件、浮力与压强的计算、浮力在实际生活中的应用等多个方面的知识点。