2022年物理中考专题复习:浮力计算题
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姓名:__________ 班级:__________考号:__________
1、 如图所示,轻质杠杆AB可绕O点转动,当乙物体浸没在水中时,杠杆恰好水平平衡,A、B两端的细线均不可伸长且处于张紧状态。已知重为80N的乙物体的体积为1×10-3m3;质量为20kg的甲物体,其底面积为4×10-2m2,OB∶OA=2∶1,圆柱形水容器的底面积为4×10-3m2,取。求:
(1)乙物体受到的浮力;
(2)杠杆B端受到细线的拉力;
(3)甲物体对地面的压强;
(4)乙物体浸没在水中后,水对容器底增加的压强。
2、 在抗震救灾中,某舟桥部队利用冲锋舟为灾区开辟了水上生命线(如图所示),人们乘坐的冲锋舟满载时排开水的体积是1.5m3,冲锋舟自重为0.6×104N,假设每人的平均质量为60kg.求:
(1)冲锋舟满载时所受的浮力是多少?
(2)为保证安全,这条冲锋舟最多能承载多少人?
(3)冲锋舟底部0.5m深处所受水的压强多大?(水的密度为1×103kg/m3,g=19N/kg)
3、 如图所示,水平桌面上有一个薄壁溢水杯,底面积是8×10-3m2,装满水后水深0.15m,总质量是1.2kg。把一个木块(不吸水)轻轻放人水中,待木块静止时,从杯中溢出水的体积是100mL。求:(水的密度=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)放入木块前,水对溢水杯底的压强;
(2)木块受到的浮力;
(3)放人木块后,溢水杯对桌面的压强。
4、 A、B、C是由密度为ρ=3.0×l03kg/m3的某种合金制成的三个实心正方体,A合金块的质量mA=90g;甲和乙是两个完全相同的木块,其质量m甲=m乙=320g;若把B和C挂在轻质杠杆两端,平衡时如图所示,其中MO∶ON=3∶1。若用细线把合金块和木块系住,放入底面积为400cm2的圆柱形容器中,在水中静止时如图所示。在图中,甲有一半体积露出水面,乙浸没水中(水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg,杠杆、滑轮与细线的质量以及它们之间的摩擦忽略不计):
(1)求图中A合金块和甲木块共受到的浮力为_________N;
(2)求合金块木块B和C的质量各为______g;
(3)若将所有相连的细线都剪断,并把A合金块放在甲木块上,甲、乙重新在水中静止后,水对容器底部的压强变化了多少_______。(操作过程中水的损失忽略不计)
5、 某容器盛有足量的水放在水平桌面上,现将体积为1.25×10-4m3,质量为0.4kg的实心正方体放入水中,正方体不断下沉直到沉底,如图所示。(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)正方体受到的重力的大小。
(2)正方体浸没在水中受到的浮力的大小F浮。
(3)容器底部对正方体的支持力的大小。
(4)正方体对容器底部的压强大小。
6、 如图所示,A、B两物体都是质量均匀的正方体,边长都为2cm,A、B的质量分别为1.6g、12.8g,将长度为2cm的细线两端分别固定在物体A、B表面的中央,构成一个连接体放入底面积为32cm3,自重为0.176N的圆柱体容器中,小亮同学把连接体按照图所示的方式放置在容器中,A、B两物体和绳子都不吸水,绳子质量和容器壁厚度忽略不计,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求∶
(1)图中容器对桌面的压强p1;
(2)小亮同学缓慢的沿容器壁注入水,当注水质量为118.4g时,求A、B两物体静止后,水对容器底的压强p2;
(3)当注入水的质量为m0=164.8g后,再缓慢注入质量为(单位∶克)的水,请通过分析计算写出此时水对容器底部的压强p3与的函数关系式。(容器足够高)
7、 用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示。由此处匀速下放物块,直至浸没于水中并继续匀速下放(物块始终未与容器接触)。物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示。(g=10N/kg)求:
(1)物块完全浸没在水中受到的浮力;
(2)物块的密度;
(3)从物块刚好浸没水中到h=8cm过程中,水对物块下表面的压强变化了多少Pa?
8、 如图甲所示,水平桌面上有个质量为2.5kg,底面边长为0.5m的正方体水槽,水槽内有一实心球。逐渐往水槽内加水,球受到的浮力F与水深h的关系如图乙所示,水深h=7cm时,球刚好有一半体积浸入水中。不考虑水槽厚度,水的密度为1.0×103kg/m3,求:
(1)实心球的体积和水深7cm时水槽底部受到的压强;
(2)实心球的密度;
(3)实心球刚好离开水槽底部时水槽对水平桌面的压强。
9、 如图所示,在水平地面上有一个装有水的圆柱型容器(水的深度不变),一物体浸没在容器底部(非密合),现用弹簧测力计将物体缓慢拉出。弹簧测力计的示数为F,物体下表面距容器底的距离为h,F与h的关系如图所示,求;(g取10N/kg。ρ水=1.0×l03kg/m)
(1)物体浸没在水中所受的浮力;
(2)物体的密度;
(3)物体上表面刚出水面时,水对下表面产生的压强。
10、 如图甲所示,柱形薄壁容器的底面积为500cm2,内装深度大于10cm的某种液体。物体C是一个体积为1000cm3的均匀正方体,质量为600g,在液体中静止时,有体积露出液面。另有A、B两个实心长方体,其中A的重力为2N;B的重力为5.4N,体积为200cm3,底面积为50cm2.(g=10N/kg)求:
(1)物体C受到的重力是多少?
(2)液体的密度是多少?
(3)把A单独放在物体C上表面中心位置,物体C静止时如图乙所示。放置物体A前后,容器底受到液体压强的变化量是多少?(此过程中液体没有溢出)
(4)把B单独放在物体C上表面中心位置,当物体C静止时,物体B对物体C的压强是多少?
11、 如图甲所示,拉力F通过滑轮组,将正方体金属块从水中匀速拉出至水面上方一定高度处。图乙是拉力F随时间t变化的关系图象。不计动滑轮的重力、摩擦及水和空气对金属块的阻力,g=10N/kg,求:
(1)金属块完全浸没在水中时受到的浮力大小;
(2)金属块的密度;
(3)如果直接将金属块平放在水平地面上,它对地面的压强大小。
12、 装有水的圆柱形容器放在水平桌面上,如图甲所示。将一不吸水,体积为100cm3的石块用细线系着浸没在水中,容器中水的深度由10cm上升到12cm,如图乙所示。(容器壁厚度忽略不计ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)石块未放入水中时,容器底部受到水的压强;
(2)石块浸没在水中时,受到的浮力;
(3)容器中水的重力。
13、 如图所示,一个底面积为2m2的圆柱状容器,装有适量的水,现在将一个体积为5m3的长方体物体A放入其中,最终物体漂浮于水面上。现在将虚线以上的部分截取走(截走部分的体积等于露出水面体积的一半),待剩余部分再次静止后水面下降了0.3m。则:
(1)容器底部受到压强减少了多少?
(2)容器底部受到的压力减少了多少?
(3)物体A的密度为多少?
14、 如图所示,水平桌面上放置底面积为100cm2、质量为500g的圆筒,筒内装有30cm深的某液体。弹簧测力计下悬挂底面积40cm2、高为10cm的圆柱体,从液面逐渐浸入直至完全浸没液体中,在圆柱体未进入液体中时,弹簧测力计示数为18N,圆柱体完全浸没液体中时,弹簧测力计示数为12N。( 可以忽略圆筒的厚度,过程中液体没有从筒中溢出,g取10N/kg)。求:
(1)圆柱体完全浸没时受到液体的浮力;
(2)筒内液体密度;
(3)当圆柱体完全浸没时,圆筒对桌面的压强。
15、 两个薄壁圆柱形容器甲、乙放置在水平地面上,容器底面积均为0.01米2、容器重力均为G0,容器内盛有相同高度的水,如图16所示。将两个密度不同、体积均为1×10-3米3的实心光滑柱体A、B分别竖直放入甲、乙两容器中,水对容器底部的压强p水和容器对地面的压强p容如下表所示。
压强
放入A柱体
放入B柱体
p水(帕)
1470
1960
p容(帕)
1960
2940
(1)求放入A柱体后,甲容器对水平地面的压力。
(2)通过计算确定容器的重力。
(3)判断柱体B在水中的浮沉状态,并说明你的判断依据。
16、 如图9所示,薄壁圆柱形容器甲和圆柱体乙置于水平地面上。甲的底面积为2×10﹣2米2。乙的重力为60牛、底面积为3×10﹣2米2。
① 求圆柱体乙对水平地面的压强p乙。
② 若将一物体A分别浸没在容器甲的水中(水未溢出)、放在圆柱体乙上表面的中央时,水对容器甲底部压强的变化量与圆柱体乙对水平地面压强的变化量相等。求物块A的密度ρA
17、 如图所示,体积为500cm3的长方体木块浸没在装有水的柱形容器中,细线对木块的拉力为2N,此时水的深度为20cm.(g取10N/kg),求:
(1)水对容器底的压强;
(2)木块受到水的浮力;
(3)木块的密度;
(4)剪断细线待木块静止后,木块受到的浮力变为多少?
18、边长为0.1m的正方体金属块M,重为25N,将M挂在杠杆的B端,并使其浸没水中,如图所示.已知OB=0.8m,OA=0.6m,现用力F在A点竖直向上拉杠杆,使杠杆水平平衡.g取10N/kg,不计杠杆、绳的质量.求:
(1)金属块的密度ρ;
(2)此时金属块所受的浮力F浮;
(3)F的大小.
19、边长为0.1m的正方体木块,漂浮在水面上时,有2/5的体积露出水面,如图甲所示.将木块从水中取出,放入另一种液体中,并在木块表面上放一重2N的石块.静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所示.取g=10N/kg,已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3.求:
(1)图甲中木块受的浮力大小;
(2)图乙中液体的密度;
(3)图乙中木块下表面受到液体的压强.
20、如图甲所示,圆柱形容器中盛有适量的水,其内底面积为100 cm2。弹簧测力计的下端挂着一个正方体花岗岩,将花岗岩从容器底部开始缓慢向上提起的过程中,弹簧测力计的示数F与花岗岩下底距容器底部的距离h的关系如图乙所示。(g=10 N/kg)求:
(1) 在花岗岩未露出水面前所受水的浮力大小;
(2) 花岗岩的密度;
(3) 从开始提起到花岗岩完全离开水面,水对容器底部减小的压强。
============参考答案============
1、 (1)10N;(2)70N;(3)1500Pa;(4)2500Pa
【解析】
(1)乙物体受到的浮力
(2)杠杆平衡时,对物体乙进行受力分析,如下图:
(3)对杠杆进行受力分析,如下图:
根据杠杆平衡条件
对物体甲进行受力分析,如下图:
根据得
(4)乙物体浸没在水中后,对容器底部压力增加量等于排开液体的重力,即
2、
【详解】
(1)冲锋舟满载时所受的浮力是F浮=ρgV=1000kg/m3×10N/Kg×1.5m3=15000N=1.5;
(2)冲锋舟满载时,应满足:F浮=G+nm人g,
所以最多能承载的人数:;
(3)冲锋舟底部0.5m深处所受水的压强P=ρgh=1000kg/m3×10N/Kg×0.5m=5Pa;
3、 (1) ;(2); (3)
【解析】
(1)水对溢水杯底的压强
(2)由阿基米德原理可得木块所受的浮力
(3)因为木块漂浮在水面上,所以
所以此时溢水杯对桌面的压力
压强
答:(1)放入木块前,水对溢水杯底的压强为;
(2)木块受到的浮力为1N;
(3)放人木块后,溢水杯对桌面的压强是。
4、 4.1N396g,264g110Pa
【解析】(1)把甲和A看成一个整体,处于漂浮状态,所以受到的浮力为
(2)由上题中浮力可以求出排开液体的体积为
密度ρ=3.0×l03kg/m3=3g/cm3,可以求出A的体积
所以
根据杠杆平衡条件可得
所以
把乙和B、C看成一个整体,处于悬浮状态,由阿基米德原理可以得到
代入数据得到
解得
(3)把A合金块放在甲木块上,A和甲仍漂浮,所以浮力不变,排开水的体积不变;乙和B、C之间的绳剪断后,B、C仍浸没,排开水的体积不变,乙会上浮,排开水的体积变小,所以水面会下降;乙漂浮时
所以,排开水的体积为
少排的水的体积是
所以水位下降的高度为
所以水对容器底部的压强减小了
5、 (1)4N(2)1.25N(3)2.75N(4)1.1×103Pa
【解析】
(1)正方体的重力
(2)正方体浸没在水中
则
(3) )正方体沉在底部,由于处于静止状态,则受力平衡,即
所以
(4)由于支持力与压力是一对相互作用力,则可知正方体对容器底部的压力F=N=2.75 N,正方体的边长
则正方体对容器底部的压强
答:(1)正方体受到的重力的大小是4N。
(2)正方体浸没在水中受到的浮力的大小F浮为1.25N。
(3)容器底部对正方体的支持力的大小是2.75N。
(4)正方体对容器底部的压强大小是1.1×103Pa。
6、 (1);(2)400Pa;(3)
【解析】
(1)物体A的重力
物体B的重力
图中容器对桌面的压力等于物体A、B、容器的重力之和,即
则图中容器对桌面的压强
(2)物体A、B的密度分别为
A的密度小于水的密度,B的密度大于水的密度,所以A在水中漂浮,B在水中沉底;
当注水质量为118.4g时,注入水的体积为
将水注入容器中,水的高度为
因为A、B两物体边长都为2cm,且用长度为2cm的细线固定在物体A、B表面的中央,所以物体B全部浸没在水中,这部分水的深度h1=2cm,这部分水的体积为
物体A漂浮在水面,由浮沉条件可知受到的浮力等于
根据阿基米德原理可得物体A排开水的体积
则物体A浸入水中的深度为
这部分水的体积为
则剩余部分没有物体A、B占据部分水的体积为
则这部分水的高度为
则当注水质量为118.4g时,求A、B两物体静止后,水深
则此时水对容器底的压强
(3)假设当B对容器底部没有压力时,把A、B看成一个整体,恰好漂浮,受到的浮力等于AB的重力之和,即
由根据阿基米德原理可得物体A排开水的体积
则此时A、B浸入水中的深度为
加上绳子的长度,此时水的深度为
此时水的质量为
恰好等于注入水的质量m0,所以当注入水的质量为m0=164.8g后,B对容器底部刚好没有压力,A、B整体漂浮,则再缓慢注入质量为的水时,水对容器底部的压强P3
所以当注入水的质量为m0=164.8g后,再缓慢注入质量为(单位∶克)的水,此时水对容器底部的压强p3与的函数关系式为。
答:(1)容器对桌面的压强为;
(2)A、B两物体静止后,水对容器底的压强P2为400Pa;
(3)水对容器底部的压强P3与的函数关系式。
7、 (1) 4N;(2) 2×103kg/m3;(3) 400Pa。
【解析】
由图像可知,弹簧测力计的最大示数F最大=8N,此时物块未浸入水中,则物块重力
G=F最大=8N
物块浸没在水中时弹簧测力计的示数F示=4N,则物块完全浸没在水中受到的浮力
(2)由F浮=ρ水gV排得物块的体积
物块的质量
物块的密度为
(3)由图乙可知,h1=4cm时物块刚好浸没水中,从物块刚好浸没水中到h2=8cm过程中,
物块下表面所处深度的变化量
Δh=h2﹣h1=8cm﹣4cm=4cm=0.04m
水对物块下表面的压强变化量
△p=ρ水g△h=1×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa
答:(1)物块完全浸没在水中受到的浮力为4N;
(2)物块的密度2×103kg/m3;
(3)从物块刚好浸没水中到h=8cm过程中,水对物块下表面的压强变化了400Pa。
8、 (1)实心球的体积为1.436×10﹣3m3;水深7cm时水槽底部受到的压强700Pa;
(2)实心球的密度为≈0.90×103kg/m3;
(3)实心球刚好离开水槽底部时水槽对水平桌面的压强为1.1×103Pa。
【分析】(1)水深h1=7cm时,球刚好有一半体积浸入水中,由图知此时受到的浮力大小,根据阿基米德原理得出实心球的体积;
根据p=ρ水gh求出水深7cm时水槽底部受到的压强;
(2)水深h1=7cm时,球刚好有一半体积浸入水中,由图知,当水深h2≥10cm时,球受到的浮力开始保持不变,据此确定小球在水中的状态,由漂浮的特点,根据图乙得出小球的重力;根据ρ==求出实心球的密度;
(3)当水深刚好等于10cm时,此时实心球刚好离开水槽底部,根据p=ρ水gh得出这时水对容器底部产生的压强,根据F=pS求出水对容器底部产生的压力;根据G槽=m槽g求出水槽的重力,以水槽为研究对象分析其受到的力,根据力的平衡求出水槽受到的支持力,由力的相互性可知水槽对水平桌面的压力,根据p=求出实心球刚好离开水槽底部时水槽对水平桌面的压强。
【解答】解:
(1)水深h1=7cm时,球刚好有一半体积浸入水中,则V排1=,由图知此时受到的浮力F1=7.18N,
根据阿基米德原理:F浮1=ρ水gV排1=ρ水g×;
实心球的体积:
V===1.436×10﹣3m3;
水深7cm时水槽底部受到的压强:
p1=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.07m=700Pa;
(2)水深h1=7cm时,球刚好有一半体积浸入水中,由图知,当水深h2≥10cm时,球受到的浮力开始保持不变,因10cm<2h1=14cm,故此时小球不再沉在容器底部,而是处于漂浮状态,由漂浮的特点,根据图乙,G=F浮2=12.96N,
实心球的密度:
ρ===≈0.90×103kg/m3;
(3)由图知,当水深刚好等于10cm时,浮力不变,说明此时实心球刚好离开水槽底部,
这时水对容器底部产生的压强:
p2=ρ水gh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa,
G槽=m槽g=2.5kg×10N/kg=25N,
容器的底面积:
S=0.5m×0.5m=0.25m2;
水对容器底部产生的压力:
F水=p2S=1000Pa×0.25m2=250N;
以水槽为研究对象,其受到水的压力、重力及支持面对其的支持力,根据力的平衡:
F支=F压+G槽=250N+25N=275N;
由力的相互性,水槽对水平桌面的压力为:
F压=275N;
实心球刚好离开水槽底部时水槽对水平桌面的压强:
p===1.1×103Pa。
【点评】本题重力、压强公式、p=ρgh、密度公式、阿基米德原理、力的相互性的运用,确定水深刚好等于10cm时的状态是关键。最后一问水对容器底部的压力实际上也等于水的重力与球的重力(球漂浮,浮力等于重力,结合力的相互性可得出)之和。本题综合性强,难度较大。
声明:试题解析著
9、 解:
(1)分析图象数据可可知:物体A处于浸没时,弹簧测力计的示数为4N,物体离开水面后弹簧测力计的示数不变,为12N,则物体重力G=12N;
所以,物体浸没在水中所受的浮力:F浮=G﹣F=12N﹣4N=8N;
(2)根据F浮=ρ液gV排可得,物体的体积:
V=V排===8×10﹣4m3;
由G=mg得,物体质量:
m===1.2kg,
则物体的密度:
ρ===1.5×103kg/m3;
(3)由于圆柱形容器中水的深度不变,由图象数据可知:物体的高度L=8cm﹣5cm=3cm=0.03m,
则物体上表面刚出水面时下表面所处的深度h=L=0.03m,
所以水对下表面的压强为:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.03m=300Pa。
答:(1)物体浸没在水中所受的浮力为8N;
(2)物体的密度为1.5×103kg/m3;
(3)物体上表面刚出水面时,水对下表面产生的压强为300Pa。
【分析】(1)根据图象可知:物体完全浸没在水中弹簧测力计的示数为4N,物体离开水面后弹簧测力计的示数不变,为12N,则此时测力计的示数为物体重力;根据F浮=G﹣F即可求出浮力;
(2)根据F浮=ρ液gV排求出物体的体积;然后根据G=mg求出物体质量,利用ρ=求出物体的密度;
(3)由于圆柱型容器中水的深度不变,则根据图象可知物体的高度,由此可知物体上表面刚出水面时下表面所处的深度,然后p=ρgh可以求出对下表面产生的压强。
【点评】本题考查阿基米德原理、密度公式、重力公式和称重法求浮力等,关键是知道物体完全浸没时排开水的体积和物体本身的体积相等,注意水面的深度不变,据此可求出物体的高度。
10、 (1)物体C受到的重力是6N。
(2)液体的密度是1.5×103kg/m3。
(3)容器底受到液体压强的变化量50Pa。
(4)把B单独放在物体C上表面中心位置,当物体C静止时,物体B对物体C的压强是1080Pa。
【分析】(1)知道物体C的质量,根据G=mg求出物体的重力。
(2)物体C漂浮在液面上,物体受到的重力等于物体受到的浮力,浮力等于物体排开液体的重力,列出等式求出液体的密度。
(3)根据增加的重力等于增加的浮力,然后根据阿基米德原理求出增加的排开液体的体积,知道容器的底面积,求出液面变化,在根据液体压强公式求出压强变化量。
(4)知道B的重力,求出B对C的压力,知道受力面积,根据压强公式求出B对C的压强。
【解答】解:(1)物体C受到的重力:GC=mCg=0.6kg×10N/kg=6N。
(2)物体C漂浮在液面上,物体受到的重力等于物体受到的浮力,浮力等于物体排开液体的重力,
所以物体C的重力等于排开液体的重力,
即GC=G排=ρ液gV排,
6N=ρ液×10N/kg××1000×10﹣6m3,
解得,液体密度为:ρ液=1.5×103kg/m3。
(3)当把A放在C上,增加的重力等于增加的浮力,即△F浮=GA,
所以,ρ液g△V排=GA,
1.5×103kg/m3×10N/kg×△V排=2N,
解得,△V排=×10﹣4m3,
液面变化量为:△h===m,
压强变化量为:△p=ρ液g△h=1.5×103kg/m3×10N/kg×m=50Pa。
(4)把B单独放在物体C上表面中心位置,物体B的底面积小于物体C的底面积,
所以受力面积为SB=50cm2=50×10﹣4m2,
物体B对物体C的压力为:F=GB=5.4N,
物体B对物体C的压强是:p===1080Pa。
【点评】漂浮的物体上面增加一个物体后,整体还漂浮在液体中,增加的浮力等于增加的重力,这个公式经常用到,一定要熟练掌握。
11、 (1)金属块完全浸没在水中时受到的浮力80N;
(2)金属块的密度2.7×103kg/m3;
(3)如果直接将金属块平放在水平地面上,它对地面的压强5.4×103Pa。
【解析】(1)由甲图可知,n=2,不计动滑轮的重力、摩擦及水和空气对金属块的阻力,F=G,
当金属块完全露出液面后,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即为图中的t2﹣t3时刻,
从乙图可知,该金属块重力为:G=2F=2×108N=216N,
当金属块未露出液面时,即为图中的0﹣t1时刻,
则2F′+F浮=G,
所以金属块完全浸没在水中时受到的浮力:F浮=G﹣2F′=216N﹣2×68N=80N;
(2)根据F浮=ρgV排可得,金属块排开水的体积:V排===8×10﹣3m3,
金属块完全浸没在水中,则金属块的体积V=V排=8×10﹣3m3,
则根据G=mg、ρ=可得,金属块的密度为:ρ金===2.7×103kg/m3。
(3)金属块的边长a===0.2m,
则受力面积S=a2=(0.2m)2=0.04m2,
金属块平放在水平地面时对地面的压强:p====5.4×103Pa。
12、
【解答】解:
(1)石块未放入水中时,水的深度h1=0.1m,
容器底部受到水的压强;
p=ρ水gh1=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;
(2)当石块浸没水中时,排开水的体积V排=V石=100cm3=100×10﹣6m3,
石块所受浮力:
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×100×10﹣6m3=1N;
(3)石块浸没前后,水深变化△h=h2﹣h1=0.12m﹣0.1m=0.02m,
圆柱形容器底面积:
S===5×10﹣3m2,
容器中水的体积:V水=Sh1=5×10﹣3m2×0.1m=5×10﹣4m3,
容器中水的质量:
m水=ρ水V水=1×103kg/m3×5×10﹣4m3=0.5kg,
容器中水的重力:
G水=m水g=0.5kg×10N/kg=5N。
13、 (1)3×103Pa;(2)6×103N;(3)0.4×103kg/m3或0.6×103kg/m3
【解析】(1)容器底部受到的压强减少量
(2)容器底部受到的压力减少量
(3)截取走那部分物体的重力
G=ΔF=6×103N
截取走那部分物体质量
m==600kg
物体处于漂浮状态,浮力等于重力,即
F浮=G
ρ水gV排=ρgV
截走部分的体积等于露出水面体积的一半,所以
600kg=
ρ=0.4×103kg/m3或ρ=0.6×103kg/m3
答:(1)容器底部受到的压强减少了3×103Pa;
(2)容器底部受到的压力减少了6×103N;
(3)物体A的密度为0.4×103kg/m3或0.6×103kg/m3。
14、 (1) 6N;(2);(3)
【解析】(1)由题可知,物体重G=18N,完全浸没液体中时,圆柱体受到的拉力F拉=12N,则有
F浮=G-F拉=18N-12N=6N
(2)因为圆柱体浸没,则有
由可得,液体的密度
(3)液体的质量
液体的重力
筒的重力
则总重力
G总=G液+G桶 +G柱=45N+5N+18N=68N
此时对桌面的压力
F=G总-F拉=56N
此时对桌面的压强
答:(1)圆柱体完全浸没时受到液体的浮力6N;(2)筒内液体密度;(3)当圆柱体完全浸没时,圆筒对桌面的压强。
15、 (1)F=p容S=1960帕×0.01米2=19.6牛
(2)∵p水B>p水A ∴h水B>h水A∴V排 B>V排 A
∴A一定漂浮,且无水溢出。
∵G0+G水+GA=p容AS
在柱形容器中G水+F浮A=G水+GA=p水AS
∴G0=(p容A- p水A)S
=(1960帕-1470帕)×0.01米2=4.9牛
(3)同理G0+G水+GB-G溢=p容BS G水+F浮B-G溢=p水BS
∴GB-F浮B=(p容B- p水B)S-G0
=(2940帕-1960帕)×0.01米2-4.9牛=4.9牛>0
∴B一定是沉底的。
16、 ①p乙=F乙/S乙p乙=G乙/S乙
=60牛/3×10-2米2
=2000帕
②Δp'甲=Δp'乙
ρ水gh'-ρ水gh=F'乙/S乙-F乙/S乙
ρ水g V物/S甲=m物g/S乙
m物/V物=ρ水S乙/ S甲
ρ物=1.0×103千克/米3×3×10-2米2/2×10-2米2
=1.5×103千克/米3
17、 (1)水对容器底的压强为2000Pa;(2)木块受到水的浮力为5N;(3)木块的密度为0.6×103kg/m3;(4)剪断细线待木块静止后,木块受到的浮力变为3N。
【解析】(1)水对容器底的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa;
(2)木块受到水的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×500×10﹣6m3=5N;
(3)木块静止时处于平衡状态,受到竖直向上的浮力等于自身重力和绳子拉力之和,
由力的平衡条件可得,木块的重力:G木=F浮﹣F=5N﹣2N=3N,
由G=mg可得,木块的质量:m木===0.3kg,
木块的密度:ρ木===0.6×103kg/m3;
(4)因木块的密度小于水的密度,所以,剪断细线待木块静止后木块将漂浮在水面上,
则受到的浮力:F浮′=G木=3N。
18、 (1) 2.5×103kg/m3(2)10N (3)20N
【解析】(1)2.5kg/;
(2)F浮=1.0kg/10N/kg(0=10N.
(3)F拉=G物F浮=25N10N=15N,根据杠杆平衡条件:F拉BOB=FOA,即F=15N=20N.
19、 (1)6N,(2)0.8×103kg/m3(3)800Pa
【解析】(1)图甲中木块受的浮力大小;
(2)木块的重力G木=F浮=6N,静止时有,液体的密度;
(3)木块下表面受到液体的压强p=ρ液gh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.1m=800Pa.
20、 (1)2N;(2)2.8×103kg/m3;(3)200Pa
【解析】(1)由图乙可知,花岗岩的重力G=5.6N,花岗岩在未露出水面前弹簧测力计的示数F=3.6N,所以花岗岩所受水的浮力大小:
F浮 =G-F=5.6N-3.6N=2N;
(2)由F浮 =ρ水gV排可得花岗岩的体积:
V=V排 = = =2×10-4 m3,
花岗岩的质量:
m=G/g=5.6N/10N/kg=0.56kg,
花岗岩的密度:
ρ=m/V=0.56kg/2×10−4m3=2.8×103 kg/m3;
(3)花岗岩离开水面后,水面下降的高度:
△h=V排/S容=2×10−4m3/100×10−4m2=0.02m,
水对容器底部减小的压强:
△p=ρ水g△h=1×103 kg/m3 ×10N/kg×0.02m=200Pa。
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