【知识点详解】
1. 压强:压强是物理学中的基本概念,表示单位面积上受到的压力。在浮力问题中,虽然压强不是直接计算的对象,但它与浮力息息相关,因为浮力是由液体对物体上下表面的压力差产生的。液体内部各点的压强与深度成正比,这是帕斯卡定律。
2. 浮力:浮力是液体对浸入其中的物体施加的向上的力,由阿基米德原理定义,等于物体排开液体的重量。浮力的方向总是与重力相反,且大小等于物体在液体中所排开的液体重量。
3. 密度计:密度计是一种测量液体密度的工具,其设计使得它在不同密度的液体中处于漂浮状态。由于浮力等于密度计的重力,所以当密度计在更稠密的液体中时,它会浮得更高,反之则更低。
4. 气球浮力:气球在空气中受到的浮力与它排开的空气重量相等。如果气球要下降,可以通过缩小气囊的体积,减少空气的排出量,从而减小浮力。
5. 浮力与质量:质量相同的木块和冰块在不同液体中均浮在液面上,表明它们受到的浮力等于自身的重力。由于木块的密度小于冰,木块在盐水中排开的体积小于冰在水中排开的体积。
6. 浮力与体积:物体的浮力与它在液体中排开的体积成正比,与液体的密度成正比。如果物体的体积不变,那么在同一种液体中,浮力也是恒定的。
7. 弹簧秤与浮力:当物体完全浸入水中时,弹簧秤的读数是物体在空气中重力减去它受到的浮力。根据题意,可以计算出不同液体的密度。
8. 浮力变化:在上浮过程中,物体受到的浮力始终等于它排开的液体重量,而重力不变。因此,在木块露出水面之前,浮力和重力保持不变。
9. 选择题:(1)在木块露出水面前的上浮过程中,浮力和重力都不变;(2)体积相同的金属在水中,浮力相同;(3)木盆中的水倒入水槽,水面高度不变;(4)切去部分后,剩余部分仍会保持平衡状态,既不上浮也不下沉;(5)圆柱形木桩的浮力等于它排开水的重量;(6)木块从盐水中移到淡水中,浮力不变,但因重力减小会上浮。
10. 判断题:(1)空气对所有物体都有浮力;(2)物体浸没在液体中,浮力与其浸没的深度无关;(3)浸没在同种液体中的物体,浮力只与体积有关;(4)密度计在密度大的液体中露出部分多;(5)潜水艇下潜时浮力不变,压力增大;(6)体积相同的木球和铁球,木球浮在水面,不能说明浮力大小,因为木球密度小;(7)实心均匀物体漂浮,分割后仍漂浮;(8)铁制品能否下沉取决于其密度和体积,不是简单由材料决定。
11. 计算题:(1)金属筒的体积可以通过浮力公式计算,而液体的密度可以通过金属筒在装入液体前后浮力的变化来求解;(2)木块的密度可以通过分析木块在水中自由浮动时的状态,利用浮力等于重力来计算。
通过以上解析,我们可以了解到浮力与压强、密度、体积、重力之间的关系,以及如何通过实验和计算来理解和应用这些概念。这些知识在物理学,尤其是流体力学和工程领域中具有广泛的应用。