2022年中考物理二轮专题复习浮力的有关计算题
展开2022届中考物理专题复习 浮力的有关计算
一、单选题
1.如图1所示,石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中。图2是钢绳拉力随时间t变化的图像。若不计水的阻力,g=10 N/kg,则下列说法正确的是( )
①石料没入水中后,受到的浮力为500 N ② 石料的密度为2.3×103 kg/m3
③石料的密度为2.8×103 kg/m3④石料受到的重力为900 N
A.①② B.①③④ C.①③④ D.①③
2.如图所示,重为6N的木块A,在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为4N,现剪断细绳,已知容器底面积为200cm2,下列说法错误的是( )
A.细绳剪断前,物体A所受浮力为10N
B.物体A上浮至露出水面之前,物体所受浮力不变
C.物体A的密度为0.6×103kg/m3
D.物体A漂浮后,水对容器底部的压强变化了150Pa
3.下列说法中正确的是( )
A.质量相同的物体,速度越大,受到的惯性也越大
B.物体吸收热量,内能增加,温度升高
C.一个能照全身像的平面镜,当人向镜子靠近时,只能照出半身像,是由于镜中的像变大了
D.某物块质量为60g,体积为50cm3,在水中静止时受到的浮力是0.5N
4.薄壁烧杯中漂浮着平底试管,如图所示试管质量为200g,浸入水中的深度为5cm,烧杯及水的总重为28N,烧杯的横截面积为3×10-2m2,下列说法正确的是( )(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
A.试管受到的浮力为2N B.水对试管底的压强为5000Pa
C.试管底对水的压力为0.2N D.烧杯对水平桌面的压强为2.8×103Pa
5.如图、体积相同的两物体A、B用不可伸长的细线系住,放入水中后,A有五分之一体积露出水面,细线被拉直。已知A重,B受到的浮力为,A、B密度之比为,以下说法正确的是( )
A.A、B所受的重力之比为 B.A、B所受的浮力之比为
C.细线对A的拉力大小为 D.B对容器底部的压力为
6.水平桌面上两个容器中分别盛有甲、乙两种液体。将小球A先后放入两个容器中,静止时小球状态如图所示(两个容器液面相平)。下列说法正确的是( )
A.两种液体的密度ρ甲>ρ乙 B.小球所受浮力F甲<F乙
C.小球所受浮力F甲>F乙 D.两容器底受到液体压强p甲=p乙
7.如图所示,2019年2月,“雪龙2号”进行了南北极试航。该船是由中国建造,具备国际先进水平的极地科学考察破冰船,该船满载时排水量为1.2万吨。下列说法中正确的是( )
A.船满载时,受到的浮力为1.2×108kg
B.船满载时,排开水的体积是1.2×104m3
C.该船破冰时,船对冰的力和冰对船的力是一对平衡力
D.船离开海岸在海里航行时,以岸为参照物,船是静止的
8.如图所示,一个半径为R的实心半球体,静止放置在一个水平桌面上的盛水的容器底部,半球上表面与水平面平行。此时容器内水深为H,水的密度记为ρ0,球体的体积公式为 ,则( )
A.半球受到的浮力为0
B.半球上表面受到水的压强为ρ0gR
C.水对半球球面部分压力的合力,其方向竖直向上,大小为
D.水对半球上表面的压力的合力,其方向竖直向下,大小为
9.有一个重为10N的空心金属球,用弹簧测力计吊着完全浸没在一种密度为ρ1的液体中,此时弹簧测力计的示数为空心金属球重力的;如图所示的另一容器,其上、下部的横截面积之比S1:S2=1:4,里面盛有密度为ρ2的另一种液体,ρ1:ρ2=2:5,若把空心金属球放到这个容器的液体中待其静止后(容器足够大),那么( )
A.空心金属球在ρ1的液体中受到的浮力是2N
B.空心金属球在ρ2的液体中受到的浮力是8N
C.空心金属球在ρ2的液体中时,液体对容器底部增加的压力是40N
D.空心金属球在ρ2的液体中时,液体对容器底部增加的压强是4000Pa
10.如图所示,水平面上有一底面积200cm2,高12cm的圆柱形薄壁容器,容器中装有质量为2kg的水。现将一个质量分布均匀,底面积100cm2,体积500cm3的物体A(不吸水)放入容器中,A漂浮在水面上,且浸入水中的体积为总体积的。再在A的上方放一个物体B,使A刚好浸没于水中(B不浸入)。则下列说法正确的是( )
A.物体A的密度为0.6g/cm3
B.物体B的质量为200g
C.物体A从漂浮到刚好漫没,物体A下降的距离是1.5cm
D.物体A从漂浮到刚好浸没,水对容器底部增大的压力为2N
11.如图甲所示,一个柱形容器放在水平桌面上,容器中立放着一个底面积为100cm2,高为15cm,质量为0.9kg均匀实心长方体木块A,A的底部与容器底用一根10cm长细绳连在一起,现慢慢向容器中加水,当加入1.8kg的水时,木块A对容器底部的压力刚好为0,如图乙所示。往容器里继续加水,直到细绳刚刚被拉断立即停止加水,如图丙所示。细绳刚刚被拉断和拉断细绳后A静止时,水对容器压强变化了100Pa。下列说法正确的是( )
A.物体A的密度为0.9g/cm3 B.容器的底面积为200cm3
C.绳子刚断时A受到的浮力为15N D.绳子断后A静止后水对容器底的压力为63N
12.如图,有A、B两个物体,用弹簧连接后置于烧杯内,再将烧杯放入装有足够多的水的容器中,静止后如图所示。已知A为正方体,重力为8N;B为体积200cm3,高4cm的柱体,重力5N;烧杯底面积为200cm2,容器底面积为250cm2,且弹簧弹力每改变1N,长度改变0.8cm。现将A、B从烧杯中取出放入水中,静止后,弹簧与图示状态相比伸长了8cm,下列说法正确的是( )
A.如图所示状态,B物体对烧杯底的压强为520Pa
B.将A、B放入水中静止后,水对烧杯底部的压强减小50Pa
C.将A、B重新放回烧杯的过程中,不小心将一些水带入烧杯中,此时水位相比于图示状态升高
D.A的密度为0.8×103kg/m3
二、填空题
13.如图甲所示,水平桌面上有一底面积为0.1m2,且足够高的薄壁柱型容器,正方体物块A与长方体物块B叠放容器内(物块均不吸水,物块A不与容器底紧密接触)。物块A的边长为0.1m;物块B的底面积为0.01m2,高为0.3m;物块A上表面中心与物块B下表面中心用长为0.1m的轻质细绳拴接,线绳能承受的最大拉力为20N(细绳质量不计,长度不可伸长),A、B处于静止状态。已知物块A和物块B的质量mA=4kg、mB=0.5kg。现向容器中缓慢注水,直到细绳恰好在竖直方向伸直(细绳不受力),如图乙所示,此时物块A受到的浮力为______N,物块A对容器底的压力是______N;若细绳恰好伸直时,水对容器底的压强为。细绳恰好伸直后,继续向容器内缓慢注水,直到细绳断裂瞬间,容器底部所受水的压强为,则______Pa。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
14.如图所示,不吸水的长方体A固定在体积不计的轻杆下端,位于水平地面上的圆柱形容器内,杆上端固定不动。容器内盛有8cm深的水,物体下表面刚好与水接触。往容器中缓慢注水,加水过程中水没有溢出。当加500cm3的水时,轻杆受力为3N,容器底部受到的压强较注水前变化了p1;当加2000cm3的水时,轻杆受力为2N,容器底部受到的压强较注水前变化了p2,且p1∶p2=1∶3,则加水前水对容器底的压强为______Pa;物块A的重力为______N。(水的密度为1.0×103kg/m3)
15.如图所示,将底面积为100cm2的圆柱体放在水平桌面上。当把另一密度为0.5×103kg/m3、质量为75g的圆柱形物体A竖直放在圆柱体的正上方时,圆柱体对桌面压强的变化量为∆p1,则物体A的体积为_____m3,∆p1为______Pa;桌面上还有一个底面积为150cm2、内装有某液体的圆柱形容器(容器壁厚和质量均忽略不计)。当把物体A竖直放入容器中,并用细针将它压到刚好浸没在液体中时(液体未溢出,物体A没有接触到容器底部),液体对容器底部压强的变化量为∆p2,已知∆p1︰∆p2=5︰6,则容器中液体的密度为______kg/m3(g取10N/kg)。
三、计算题
16.如图所示,水平地面上有一圆柱形容器,容器中装有一定量的水,水对容器底部的压强p=5000Pa。一个体积V=1×l0-3m3的正方体物块A通过一根细线与容器底部相连,细线对物块的拉力F=4N,g取10N/kg,水的密度ρ=1.0×l03kg/m3,求:
(1)画出A的受力示意图;
(2)容器中水的深度;
(3)物块A受到的浮力;
(4)剪断细线时,判断物块A的运动情况,并写出判断过程。
17.如图甲所示,底面积为80cm2的圆柱形容器内装有8cm深的水,放在水平桌面上;圆柱形物体A底面积为60cm2,将它悬挂在细绳的下端静止时,细绳对物体A的拉力为F1;将物体A浸没在圆筒形容器内的水中静止,且不与容器底部接触,如图乙所示,此时水的深度为18cm,细绳对物体A的拉力为F2。已知F1与F2之比为3∶1,不计绳重,g取10N/kg。求:
(1)物体A未浸入水中时,水对容器底部的压强;
(2)物体A浸没在水中时所受的浮力;
(3)物体A的密度。
18.如图甲所示,水平地面上有一底面积为400cm2、重力为2N的圆柱形薄壁容器,容器内盛有20cm深的水,一个量程选择合适的弹簧测力计下端用细线挂着一个边长为10cm的不吸水的正方体物块缓慢放入水中,物块的上表面与水面刚好相平,弹簧测力计示数为10N,如图乙。已知在弹性限度内,弹簧受到的拉力每增加1N,弹簧的长度就伸长0.6cm。求:
(1)图甲中水对容器底部的压强是多少?
(2)正方体物块的密度;
(3)图乙中从容器内向外缓慢抽水,直至物块有一半浸在水中,此时容器对桌面的压强。
19.如图甲所示,小勇同学设计了一个汽车落水安全装置并进行了试验,在汽车的四个门板外侧分别安装一个气囊,气囊的触发由图乙所示电路中a、b间的电压来控制,压敏电阻R1水平安装在汽车底部A处,R1的阻值随其表面水的压力的变化如图丙所示。某次试验时:汽车入水前把R2的滑片调到合适位置不动,闭合开关S,电压表的示数为3V,再把汽车吊入足够高的长方体水池中缓慢下沉,直到a、b间的电压等于或大于3V时,气囊就充气打开,使汽车漂浮在水中,试验装置相关参数如表所示。
电源电压
4.5V
R1接触水的面积
15cm2
长方体水池底面积
20m2
(1)求汽车入水前电路中的电流;
(2)当汽车漂浮时,测得水池的水位比汽车入水前上升了8cm(水未进入车内),求汽车受到的重力;
(3)求气囊充气打开时汽车A处浸入水中的深度。
20.如图所示,不吸水的长方体A固定在体积不计的轻杆下端,位于水平地面上的圆柱形容器内,杆上端固定不动。容器内盛有10cm深的水,物体下表面刚好与容器内的水面相平。往容器中缓慢注水,加水过程中水没有溢出。当加500cm3的水时,轻杆受力为6N,容器底部受到的压强较注水前变化了Δp1;当加2000cm3的水时,轻杆受力为3N,容器底部受到的压强较注水前变化了Δp2,且Δp1∶Δp2=1∶4。(ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)加水前水对容器底的压强;
(2)加2000cm3的水时,加入水的质量;
(3)物块A的重力GA。
参考答案:
1.D
【解析】
【分析】
【详解】
当石料没有浸入水中时,重力等于拉力,由图2可知,石料的重力为1400N,石料浸没后钢丝的拉力为900N,则石料受到的浮力为
F浮=G-F拉=1400N-900N=500N
故①正确④错误。
石料浸没在水中,根据F浮=ρ水V排g可得,石料的体积
V=V排==
石料的质量
m===140kg
则石料的密度
ρ石===2.8×103kg/m3
故②错误,③正确。
故选D。
2.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.对物体A受力分析,剪断细线前,物体受竖直向下的重力、竖直向下的细线对物体的拉力和竖直向上的浮力处于静止状态,所以物体所受浮力
故A正确,不符合题意;
B.物体A上浮至露出水面之前,所浸液体密度不变,物体浸在液体中的体积也不变,所以受到的浮力不变,故B正确,不符合题意;
C.物体完全浸没在水中时,物体的体积等于它排开的液体的体积
物体的密度
故C正确,不符合题意;
D.物体A漂浮后所受浮力等于自身重力,物体漂浮后,所受浮力变化了
水对容器底部的压强变化
故D错误,符合题意。
故选D。
3.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.惯性与速度无关,故A错误;
B.物体吸收热量,内能增加,温度可能不变,比如熔化时不断吸热,温度不变,故B错误;
C.一个能照全身像的平面镜,当人向镜子靠近时,只能照出半身像,像与物体等大,物体的大小不变,像的大小不变,故C错误;
D.某物块的密度为
大于水的密度,故会下沉,则浮力的大小为
故D正确。
故选D。
4.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.由图可知,此时试管处于漂浮状态,则试管受到的浮力
F浮=G管=m管g=200×10-3kg×10N/kg=2N
故A正确;
B.试管浸入水中的深度为5cm,则水对试管底的压强
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×5×10-2m=500Pa
故B错误;
C.试管底对水的压力为等于试管自身的重力,即
F压=G管=2N
故C错误;
D.烧杯对水平桌面的压强为
p====1000Pa
故D错误。
故选A。
5.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.A、B密度之比
ρA∶ρB=1∶5
AB体积相同,体积之比
VA∶VB=1∶1
由
G=mg=ρVg
可得A、B所受的重力之比
GA∶GB=ρAVAg∶ρBVBg=ρA∶ρB=1∶5
故A错误;
B.已知A、B的体积相同,设均为V,A有五分之一体积露出水面,则A排开水的体积V排A=V,B排开水的体积V排B=V,A、B所受的浮力之比
F浮A∶F浮B=ρ水V排Ag∶ρ水V排Bg=V∶V=4∶5
故B错误;
C.由题知,B受到的浮力F浮B=10N,A受到的浮力
F浮A=F浮B=×10N=8N
A受到向上的浮力、向下的重力和拉力,由力的平衡条件可得细线对A的拉力大小
F拉=F浮A-GA=8N-4N=4N
故C错误;
D.因为
GA∶GB=1∶5
且GA=4N,所以
GB=5GA=5×4N=20N
B对容器底部的压力和容器底对B的支持力是相互作用力,两个力的大小相等,B对容器底的压力
F压=F支持=GB-(F浮B+F拉)=20N-(10N+4N)=6N
故D正确。
故选D。
6.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.小球A在甲液体中漂浮,则密度ρA<ρ甲,小球A在乙液体中悬浮,则密度ρA=ρ乙,则有ρ甲>ρ乙,故A正确;
BC.A球在甲液体中漂浮,在乙液体中悬浮,A球受到的浮力均等于A球的重力,A球重力不变,所以A球在甲乙两种液体中受到的浮力相等,故BC错误;
D.因为ρ甲>ρ乙,两容器液面相平即容器底部深度h相同,根据液体压强计算公式p=ρgh可知,p甲>p乙,故D错误。
故选A。
7.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.船满载时,船受到的浮力
F浮=G排=m排g=1.2×107kg×10N/kg=1.2×108N
故A错误;
B.由知道,船满载时,船排开水的体积
故B正确;
C.该船破冰时,船对冰的力和冰对船的力是作用在两个物体上力,是一对相互作用力,故C错误;
D.船离开海岸在海里航行时,以岸为参照物,船的位置发生了变化,所以船是运动的,故D错误。
故选B。
8.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.半球体的体积:
半球体排开水的体积
半球体受到的浮力
故A错误;
B.由于半球上表面与水平面平行,由图可知半球上表面所处的深度
则半球上表面受到水的压强
故B错误;
CD.半球体的上表面积S=πR2,根据可得,半球体的上表面受到的压力
因为,所以水对半球体向上的压力
故C正确,D错误。
故选C。
9.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.空心金属球完全浸入一种密度为ρ1的液体中,则球排开液体的体积V排1=V,根据称重法可知,金属球受到的浮力
故A错误;
B.由阿基米德原理可知可知,物体的体积为
已知,ρ1:ρ2=2:5,则
若把金属球浸没放入第二种液体时,它受到的浮力
由此可见,金属球静止时将浮在液面上,它受到的浮力
故B错误;
C.此时排开ρ2液体的体积
则液面上升的高度
放入金属球后,液体对容器底部增加的压强
由得,放入金属球后,容器底部所受液体的压力增大量为
故C正确;
D.由于容器的底面积未知,则压强的增加量无法计算,故D错误。
故选C。
10.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.由题意可知,物体A的体积为
A漂浮在水面上时,浸入水中的体积为总体积的五分之二,故由阿基米德原理可得,A受到水的浮力为
因物体A受力平衡,故物体A的重力
GA=F浮=2N
得到物体A的密度为
故A错误;
B.再将物体B放入后,将A、B看成一个整体,此时整体排开水的体积为VA=510-4m³,故此时整体所受浮力为
因此时整体处于漂浮状态,故整体的重力为
G=F=5N
又因物体A的重力为GA=2N,故物体B的重力为
GB=G-GA=5N-2N=3N
故物体B的质量为
故B错误;
C.由题意可知物体A从漂浮到刚好浸没,浸入水中的体积变化量为
故物体A浸入水中的深度变化量为
而水面高度变化量为
故物体A下降的距离是
故C正确;
D.由C中可知,物体A从漂浮到刚好浸没,水面上升的高度为
故水对容器底部增大的压力为
故D错误。
故选C。
11.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.物体A的密度
故A错误;
B.木块A的重力
GA=mAg=0.9kg×10N/kg=9N
对容器底部的压力刚好为0时,木块A处于漂浮状态,此时所受的浮力
F浮=GA=9N
此时A排开水的体积
A浸在水中的深度
倒入容器中的水的体积
那么容器的底面积
故B错误;
C.结合题意及p=ρgh得,细绳刚刚被拉断和拉断细绳后A静止时,容器内水的深度变化量
A排开水体积的减少量
∆V排=S容器∆h=300cm2×1cm=300cm3
则细绳被拉断前,A排开水的体积
V排′=V排+∆V排=900cm3+300cm3=1200cm3
所以绳子刚断时A受到的浮力
F浮1=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×1200×10-6m3=12N
故C错误;
D.细绳被拉断前,A浸入水中的深度
此时水的总深度
h总=h′+h绳=12cm+10cm=22cm
绳子断后A静止时,容器中水的总深度
h总1=h总-∆h=22cm-1cm=21cm
此时水对容器底的压强
p=ρ水gh总1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.21m=2.1×103Pa
水对容器底的压力
F=pS容器=2.1×103Pa×300×10-4m2=63N
故D正确。
故选D。
12.D
【解析】
【详解】
A.B底面积为
如图所示状态,B物体对烧杯底的压强为
故A错误。
B.原先烧杯漂浮,浮力等于总重力,AB受到的总重力为
此时烧杯受的浮力为
将A、B放入水中静止后,烧杯仍然漂浮在水面上,此时烧杯受到的浮力为
烧杯底面受的压力减小量为
水对烧杯底部的压强减小的量为
故B错误;
C.将一些水带入烧杯中,与开始相比浮力增大量为带入水重力,根据,V排增大量其实就是带入水体积,所以水位不变,故C错误;
D.原先烧杯漂浮,浮力等于总重力,AB受到的总浮力为
弹簧与图示状态相比伸长了8cm,弹簧弹力每改变1N,长度改变0.8cm,所以弹力变化了10N,因为原先弹簧压缩,弹力为8N,所以现在弹簧伸长,弹力为2N,受力分析可知,A受到浮力为
B最大浮力为
B受浮力2N,弹力2N,重力5N,所受支持力
所以B一定沉底了,所以A应该完全浸没,A体积为
A密度为
故D正确。
故选D。
13. 10 30 2×103
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]物块A受到的浮力
(2)[2]细绳恰好伸直时,A物体受3个力的作用,物块A对容器底的压力
(3)[3]细绳刚拉直时B物体受浮力
B排开水的体积
细绳断裂的瞬间,B物体所受浮力
B排开水的体积
B浸在水中深度变化量
容器中水的深度变化量
容器底部所受水的压强变化量
14. 800 6或8
【解析】
【分析】
【详解】
[1]加水前,水对容器底部的压强
[2]第二次轻杠受到的力为2N小于第一次轻杠受到的力为3N,说明第一次A未被浸没且所受浮力小于重力,第二次加水比第一次多,故第二次加水后长方体A受到的浮力比第一次大, 轻杠对A有向上的拉力,则圆柱形容器底部受到的水的压力的增加量等于长方体A受到的浮力与加入水的重力之和,即
第二次A所受浮力可能小于重力,轻杠对A可能有向上的拉力,或者浮力大于重力,轻杠对A有向下的压力,则圆柱形容器底部受到的水的压力的增加量等于长方体A受到的浮力与加入水的重力之和,即
或
第一次加入水的重力
第一次压力变化量
第二次加入水的重力为
第二次压力变化量
或
因为,故有
①
②
或
③
④
由①②④解得
由①③④解得
15. 1.5×10-4 75 0.9×103
【解析】
【分析】
【详解】
[1]物体A的质量为75g,物体A的密度为0.5×103kg/m3,则物体A的体积
[2]将质量为75g的物体A放在圆柱体的正上方时,圆柱体对桌面压强的变化量为
[3]已知△p1︰△p2=5︰6,故液体对容器底部压强的变化量为
容器底部增加的压力
根据力的相互作用性,浮力的反作用力为物体对液体施加的压力,大小等于液体对容器底部增加的压力,即物体受到浮力大小,因物体A刚好浸没在液体中,根据阿基米德原理可得
则液体的密度
16.(1) ;(2)0.5m;(3)10N;(4)见解析
【解析】
【详解】
解:(1)正方体物块受竖直向下的重力和沿绳的竖直向下的拉力,竖直向上的浮力,如图所示:
(2)容器中水的深度
(3)物块A全部浸入水中,排开水的体积等于物块A的体积,受到的浮力
F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N
(4)物块A的重力
G=F浮-F=10N-4N=6N
因为
F浮>G
剪断细线时,物块A上浮。
答:(1)如上图所示;
(2)容器中水的深度是0.5m;
(3)物块A受到的浮力是10N;
(4)剪断细线时,物块A上浮。
17.(1)800Pa;(2)8N;(3)1.5×103kg/m3
【解析】
【详解】
(1)容器中水的深度
根据可得
(2)物体A浸没后水的深度变化为
圆柱形容器底面积为
则物体的体积为
根据阿基米德原理可得
(3)未放入时拉力
放入后拉力
已知F1与F2之比为3∶1,所以
解得
答:(1)物体A未浸入水中时,水对容器底部的压强为800Pa;
(2)物体A浸没在水中时所受的浮力为8N;
(3)物体A的密度为。
18.(1)2000Pa;(2)2×103kg/m3;(3)1500Pa
【解析】
【详解】
解:(1)图甲中水对容器底部的压强是
(2)正方体物块的体积
图乙中物块排开水的体积为
正方体物块受到的浮力是
F浮 =ρ水gV排 =1×103 kg/m3×10N/kg×10-3m3 =10 N
由于正方体物块受到平衡力的作用,正方体物块的重力为
G=F拉+F浮=10N+10N=20N
正方体物块的密度
(3)图乙容器内水的深度
物块有一半浸在水中时
F拉′=G-F浮′=20N-5N=15N
即弹簧的拉力增加了5N,弹簧伸长了
0.6cm/N×5N=3cm
即物体下降了3cm,液面下降了
3cm+5cm=8cm
剩余部分水的深度
h剩=22.5cm-8cm=14.5cm
剩余部分水的体积
剩下水的质量
m水剩=ρ水V水剩=1.0g/cm3×5300cm3=5300g=5.3kg
剩下水的重力
G水剩=m水剩g=5.3kg×10N/kg=53N
此时容器对桌面的压力
F压=G容+G剩水+F浮=2N+53N+5N=60N
此时容器对桌面的压强
答:(1)正方体物块受到水的浮力是10N。
(2)正方体物块的密度是2×103kg/m3。
(3)此时容器对桌面的压强是1500Pa。
19.(1)0.075A;(2)1.6×104N;(3)1m
【解析】
【详解】
解:(1)汽车入水前,R1表面水的压力为0,由图丙可知此时其阻值为20Ω,由乙图知R1和R2组成串联电路,电压表测的是R2两端的电压,示数为3V,根据串联电路的电压规律得,R1两端的电压为
电路中的电流为
(2)当汽车漂浮时,水池的水位比汽车入水前上升了8cm,则汽车排开水的体积为
汽车受到的浮力为
当汽车漂浮时,受到的重力和浮力平衡,大小相等,则受到的重力为
(3)汽车入水前,电压表的示数为3V时,电阻R2的阻值为
汽车入水前把R2的滑片调到合适位置不动,把汽车吊入水池中缓慢下沉,直到a、b间的电压等于3V,即R1两端的电压为3V时,气囊充气打开,此时R2两端的电压为
电路中的电流为
电阻R1的阻值为
由图丙可知,此时R1表面水的压力为15N,即汽车底部A处受到水的压力为15N,汽车A处受到水的压强为
由得,汽车A处浸入水中的深度为
答:(1)汽车入水前电路中的电流为0.075A;
(2)汽车受到的重力为1.6×104N;
(3)气囊充气打开时汽车A处浸入水中的深度为1m。
20.(1)1000Pa;(2)2kg;(3)7N或9N
【解析】
【详解】
解:(1)加水前,容器内盛有10cm深的水,所以水对容器底的压强
(2)加2000cm3的水时,加入水的质量为
(3)第二次轻杆受到的力为3N小于第一次轻杆受到的力6N,说明第一次A未被浸没且所受浮力小于重力,第二次加水比第一次多,故A受到的浮力比第一次大,轻杆对A有向上的拉力,则圆柱形容器底部受到的水的压力增加量等于A受到的浮力与加入水的重力之和,即
第二次A所受的浮力可能小于重力,也有可能大于重力,所以轻杆对A的力可能向上也可能向下,则圆柱形容器底部受到的水的压力的增加量等于A受到的浮力与加入水的重力之和,即
或
第一次加水的重力为
第一次压力变化量
第二次加水的重力为
第二次压力变化量
或
因为,底面积相同,Δp1∶Δp2=1∶4,所以ΔF1∶ΔF2=1∶4。即有
或
解得GA=7N或9N。
答:(1)加水前水对容器底的压强是1000Pa;
(2)加2000cm3的水时,加入水的质量为2kg;
(3)物块A的重力为7N或9N。
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