(辅导班专用)九年级物理寒假讲义 专题12 浮力(跟踪练习)(含解析)
展开专题12 浮力(练习)(教师版)
第一部分 基础练习
一、选择题
1.如图,实心物体A、B悬挂在弹簧测力计下并浸没在水中,当把盛水槽移走后,发现弹簧测力计的示数增加了相同的数值,那么A、B必有相同的 ( )。
A.体积 B.质量 C.密度 D.重力
2.将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和酒精中,金属块静止时弹簧测力计的示数如图中甲、乙所示.则下列关于金属块的几个物理量计算正确的是( )。
A.在水中受到的浮力为2N;B.质量为3kg;
C.体积为10cm3;D.密度为3.0×103kg/m3
3.如图所示,重5 N的石块浸没在水中称时为3 N,则石块受到的浮力为( )。
A.2 N B.3 N C.5 N mD.8 N
4.小张看到鸡蛋浮在盐水面上,如图所示,他沿杯壁缓慢加入清水使鸡蛋下沉。在此过程中,鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象可能是下图中的( )。
5.南海黄岩岛事件后,中国制造航母的呼声越来越高,图中国航母的设想图。一艘航母的舰载机飞离航母后,则( )。
A.航母将上浮,所受浮力减小;B.航母将上浮,所受浮力增大;
C.航母将下沉,所受浮力增大;D.航母将下沉,所受浮力减小
6.“094型”潜艇是我国自行研制的新一代潜艇,当它从深海中上浮而未露出水面的过程中,它受到海水的( )。
A.压强减小,浮力减小;B.压强不变,浮力不变;
C.压强减小,浮力不变;D.压强增大,浮力增大
7.小明有一正立方体金属块,他想知道该金属块的密度,于是将金属块浸没在某种液体中,如图甲所示,在将金属块缓缓从液体中竖直提出来的过程中,画出了测力计拉力F随提起高度h变化的图象,如图乙所示,则该金属块的密度约为( )。
A.2.7×103kg/m3;B.3.1×103kg/m3;
C.3.5×103㎏/m3;D.4.4×103㎏/m3
8.有两个相同的柱形烧杯分别盛满水和某液体,将一实心圆柱体挂在弹簧测力计下,图甲和乙分别是圆柱体逐渐浸入水和某液体中时,弹簧测力计的示数与圆柱体下表面离液面的距离关系。下列结论成立的是( )。
A.圆柱体浸没在水中时受到的浮力是2.4N;
B.圆柱体的底面积为 0.02m2;
C.液体的密度为1.2×103kg/m3;
D.圆柱体在液体中漂浮时下表面受到的压强为240Pa
9.下列四个情景中,受到的浮力增大的物体是( )。
A.从深水处走向海岸沙滩的游泳者;B.从长江驶入大海的轮船;
C.海面下正在下沉的潜水艇; D.在码头装载货物的轮船
10.2013年2月,中国海监在钓鱼岛海域放置浮标以监测我国领海的水文变化。监测发现,从春季至夏季,海水温度上升、体积膨胀导致密度下降。此过程中,若浮标体积保持不变,则( )。
图10220
A.浮力变大,露出海面体积变小;B.浮力变小,露出海面体积变大;
C.浮力不变,露出海面体积变大;D.浮力不变,露出海面体积变小
11.一艘轮船空载时排水量为1000t,满载时排水量为5000t,下列说法不正确的是( )。
A.轮船自身质量为1×106kg;
B.装载的货物的最大质量为4×106kg;
C.满载时,受到的浮力为5×107N;
D.如果排开液体的密度为1.0×103kg/m3,满载时排开液体的体积为5×104m3
二、填空题
12.将重为2 N的木块放入烧杯中,静止时木块所受浮力的大小为 N,浮力的方向 。木块排开水的体积为________m3;放入木块后,烧杯底部所受水的压强________(填“变大”“变小”或“不变”)。(取g=10 N/kg)
13.一个重12 N,体积为800 cm3的小球,用手抓住将它浸没在水中,它受到的浮力是________N;松开手后,小球将________(填“上浮”“下沉”或“悬浮”),此过程中小球受到水的压强________(填“变大”“变小”或“不变”),浮力________(填“变大”“变小”或“不变”)。(取g=10 N/kg)
14.体积为100 cm3的铁块浸没水中,排开水的重力是 N,受到的浮力是 N。如果将它浸没酒精中,受到的浮力是 N。( g取10 N/kg ρ酒精=0.8×103 kg/ m3 )
15.如图甲所示,弹簧测力计示数为5 N。如图乙所示,小球一半浸在水中,测力计示数为2 N。则小球受到的浮力为______N,小球的体积为______cm3。剪断悬吊小球的细线,小球在水中稳定时受到的浮力为______N。(取g=10 N/kg)
三、实验探究题
16.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;下图表示探究的过程及有关数据。
(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10N/kg)
四、计算题
17.如图所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上方连有正方体木块A,容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口,当容器中水深为20cm时,木块A有3/5的体积浸在水中,此时弹簧恰好处于自然状态,即没有发生形变(已知水的密度为1.0×103kg/m3,不计弹簧所受的浮力,g取10N/kg)。
(1)求此时容器底部受到水的压强;
(2)求木块A的密度;
(3)先向容器内缓慢加水,直至木块A刚好完全浸没在水中,此时弹簧对木块的作用力为F1,再打开阀门B缓慢放水,直至木块A完全离开水面时,再关闭阀门B,此时弹簧对木块A的作用力为F2,求F1与F2之比。
18.小明用圆柱形容器制作了一个测量物体质量的装置,它的底部较重,可以竖直漂浮在水面,总质量为0.2kg、底面积为3×10-3m2。不放物体时,在与水面所对应位置处标注质量为“0”的刻度线,如图1所示。请解答下列问题:(g取10N/kg)
(1)不放物体时,求该装置所受的浮力?
(2)如图2所示,在该装置中放入一个体积为2×10-5m3的物块A,圆柱形容器的底部在水面下的深度h=0.1m。此时,该装置受到的浮力是多大?与水面所对应位置的刻度线应标为多少克?
(3)求物块A的密度是多少?
第二部分 提高练习
一、选择题
1.(2020·营口)水平面上甲、乙两个相同的烧杯分别装有不同的液体,将两个完全相同的小球放入两烧杯中,静止在如图所示的位置,两烧杯液面相平。下列判断正确的是( )。
A. 甲、乙两烧杯底受到液体的压强相等;
B. 甲烧杯中液体的密度大于乙烧杯中液体的密度;
C. 甲烧杯对水平面的压强大于乙烧杯对水平面的压强;
D. 甲烧杯中小球受到的浮力等于乙烧杯中小球受到的浮力
2.(2020·本溪)水平桌面上的甲、乙两个相同容器内分别装有水和盐水,小民将一个放了很久的小鸡蛋a放在水中,发现a漂浮,他又找来一个新鲜的大鸡蛋b放在盐水中,b却沉在杯底,如图所示,此时水和盐水的液面相平。下列说法正确的是( )。
A. 水对杯底的压强小于盐水对杯底的压强;
B. 小鸡蛋a的密度等于大鸡蛋b的密度;
C. 水对a的浮力大于盐水对b的浮力;
D. 甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的压强
G=mg=ρVg
3.(2020·朝阳)三个完全相同的容器内,分别装满酒精、水和盐水后(ρ盐水>ρ水>ρ酒精),将a、b、c三个不同的小球放入容器中,小球静止后位置如图所示。下列说法正确的是( )。
A. 三个容器底部受到的液体压力关系是F甲
C. 若将小球b放入丙杯中,小球b排开液体的体积等于小球b的体积
D. 若将小球c放入甲杯中,小球c排开液体的质量小于小球c的质量
4.(2020·丹东)如图甲,在水平面上的盛水容器中,一个质量分布均匀的物体被固定在容器底部的一根细线拉住后完全浸没在水中静止。如图乙,当将细线剪断后,物体漂浮在水面上,且有四分之一的体积露出水面。下列说法正确的是( )。
A. 甲、乙两图中,物体受到的浮力之比为4:3;
B. 物体的密度与水的密度之比为1:4;
C. 图甲中水对容器底的压强大于图乙中水对容器底的压强;
D. 图甲中水对容器底的压力大于图乙中水对容器底的压力
5.(2020·宿迁)小明在饮料吸管中塞入一些细铁丝作为配重,并将一端封闭,制作了一只简易密度计;将其先后放入甲、乙两杯液体中,当密度计静止时,两杯中液体深度相同,如图所示,下列说法正确的是( )。
A.密度计在甲杯液体中受到的浮力更大;
B.密度计的刻度线,越往上标注的密度值越大;
C.密度计放入后,乙杯中液体对容器底的压强更大;
D.适当减小配重,可以增大该密度计两条刻度线之间的距离,使测量结果更精确
6.(2020·赤峰)水平桌面上两只完全相同的杯子里分别盛有甲、乙两种不同液体。把两个完全相同的小球分别放入甲、乙两种液体中,静止后,在甲液体中的小球沉底,在乙液体中的小球悬浮,此时两个杯中的液面恰好相平。如图所示,下列说法中正确的是( )。
A. 甲液体的密度大于乙液体的密度
B. 甲液体对杯底的压强等于乙液体对杯底的压强
C. 甲液体中小球受到的浮力小于乙液体中小球受到的浮力
D. 盛甲液体的杯子对桌面的压强等于盛乙液体的杯子对桌面的压强
7.(2020·临沂)如图所示,水平桌面上两只相同的烧杯中分别盛有甲、乙两种不同液体,两个相同的物块在液体中静止时,两烧杯液面相平,则( )。
A.甲液体中的物块所受浮力大;
B.乙液体对烧杯底部的压强大;
C.两烧杯对桌面的压强一样大;
D.两物块排开液体的质量一样大
8.(2020·通辽)水平面上放有甲,乙两个完全相同的容器,容器中装有质量相等的不同液体。现把质量相等的A、B两球放入甲容器中后,A漂浮、B沉底;用线把A、B两球系在一起放入乙容器中(线的质量和体积不计),静止后的状态如图所示,两容器中液面恰好相平。下列说法不正确的是( )。
A. B球在甲中排开液体重力小于在乙中排开液体重力;
B. A球在甲中所受浮力大于在乙中所受浮力;
C. 甲容器底所受液体压强小于乙容器底所受液体压强;
D. 甲容器对水平面压强等于乙容器对水平面压强
9.(2020·广安)放在水平地面上完全相同的a、b容器内装有不同的液体,将甲、乙两个完全相同的物体分别放入两容器中,待静止时如图所示且两容器中的液面相平。如果物体所受浮力分别为F甲、F乙,液体对容器底部的压强分别为pa、pb,容器对水平地面的压力分别为F′a、F′b,对他们的大小关系分析正确的是( )。
A. F甲=F乙 pa>pb F′a
C. F甲
D. F甲=F乙 pa>pb F′a>F′b
10.(2020·青岛)探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示,其中所用金属块a和塑料块b的密度不同,但重力均为1.6N。下列分析正确的是( )。
A. 金属块a浸没在水中时,受到浮力的大小为0.3N;
B. 利用甲、乙,可以探究浮力的大小与物体体积的关系;
C. 利用乙、丙,可以探究浮力的大小与物体密度的关系;
D. 利用丙、丁,可以探究浮力的大小与液体密度的关系
11.(2020·临沂)2019年12月17日,我国第一艘国产航母“山东舰”(如图)在海南三亚某军港交付海军。下列说法正确的是( )。
A.停在静止航母上的舰载机受力平衡;B.相对航母,起飞的舰载机是静止的;
C.舰载机起飞时,空气浮力大于重力;D.舰载机起飞后,航母所受浮力增大
12.(2020·泸州)如图所示,同一个球在A液体中处于漂浮状态,在B液体中处于悬浮状态。下列判断正确的是( )。
A. A液体的密度小于B液体的密度;
B. A液体的密度大于B液体的密度;
C. 球在A液体中受到的浮力小于在B液体中受到的浮力;
D. 球在A液体中受到的浮力大于在B液体中受到的浮力
13.(2020·福建)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有四分之一体积露出水面,细线被拉直。已知A重4N,B受到的浮力为8N,A、B密度之比为2∶5,那么( )。
A. A、B所受的重力之比为5∶2 B. A、B所受的浮力之比为1∶2
C. 细线对A的拉力大小为1N D. B对容器底部的压力为零
二、填空题
14.(2020·福建)我国自主研制的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器,填补了我国万米级作业型无人潜水器的空白。当潜水器下潜到1.0×104m深度静止时,受到海水的压强约为______Pa(ρ海水取1.03×103kg/m3,g取10N/kg);在预定深度完成任务后,潜水器抛掉配重物,潜水器受到的浮力______(选填“大于”“等于”或“小于”)自重,从而上浮。
15.(2020·江西)如图所示,AB两物块以不同方式组合,分别静止在甲、乙两种液体中,由此可判断______;若A物块在两种液体中受到的浮力分别为F甲、F乙,则F甲______F乙(均选填“>”、“<”或“=”)。
16.(2020·天水)如图甲所示,水平放置的方形容器里有一个重为8N、棱长为10cm的正方体物块M,M与容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器内注水,容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示(g=10N/kg),则:当t=140s时,物块M在水中处于 (选填“沉底”“悬浮”或“漂浮”)状态;当t=140s时,水对容器底部的压力大小是 ;图乙中a的值是 ;40~140s时段,浮力对物体做功是 。
17.(2020·武威)2019年12月,中国第一艘国产航母(命名为“中国人民解放军海军山东舰”)在海南三亚某军港交付海军,山东舰在海面上快速匀速航行时,所受海水的浮力______(选填“大于”、“小于”或“等于”)重力;若航母速度不变,航母上许多舰载机起飞后,航母的总动能______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
18.(2020·东莞)如图所示,是我国自行设计和自主研制的蛟龙号载人潜水器。当蛟龙号完全进入海水中工作时,排开海水的重力是5×105N,则蛟龙号受到海水的浮力是 N;随着不断下潜,蛟龙号下表面受到海水的压强 ,受到的浮力 。(后两空均选填“变大”、“不变”或“变小”)。
19.(2020·黑龙江)一个小球质量为0.2kg,漂浮在水面上,它受到的浮力是 N,排开水的体积是 m3。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)。
20.(2020·龙东)2020年6月我国深潜器在马里亚纳海沟下潜深度达10907m时,它受到水的压强是 Pa.深潜器在下潜过程中浮力 (变大、变小或不变)。(ρ水=1.0×103kg/m3)
21.(2020·十堰)为了检验“浸没在液体中的固体所受浮力与固体形状有关”的猜想是否正确,小明选用了弹簧测力计、细线、装有适量水的大烧杯和50g橡皮泥块。
(1)将橡皮泥块捏成长方体,用细线系住挂在弹簧测力计上浸没于水中,弹簧测力计示数为0.3N,这时橡皮泥块受到水的浮力为_______N(g取10N/kg)。
(2)取出橡皮泥块捏成圆柱体,再浸没于水中的不同深度,弹簧测力计示数均为0.3N,说明:浮力的大小与物体浸没的深度______(选填“有关”或“无关”)。
(3)小明的实验证明,上述猜想是_____(选填“错误”或“正确”)的。
22.(2020·咸宁)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同的玻璃缸装满了水,水中分别漂浮着大、小两个材料相同的均匀实心正方体木块A、B,则两个木块受到的浮力FA
FB(选填“>”、“=”或“<”),水对木块底面的压强pA pB(选填“>”、“=”或“<”),缸对桌面的压强是p甲 p乙(选填“>”、“=”或“<”)。
23.(2020·鄂州)在“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”实验中,小芳设计的实验步骤如图所示,按照A、B、C、D的顺序进行测量。小华认为,为了减小实验误差,可以进一步优化实验步骤,他将A、B、C、D重新排序。你认为小华的测量顺序应该是______,此实验得出的结论是______。
三、实验探究题
24.(2020·黄冈)木块在水中漂浮,铁块在水中下沉。浮力的大小是否跟物体的密度有关呢?兴趣小组同学用溢水杯、质量不计的薄壁玻璃瓶、若干完全相同的透明塑料杯、水、浓盐水、蜂蜜、食盐、细沙等器材进行了如下实验:
第一步∶往玻璃瓶里装满水并拧紧盖子;
第二步∶把玻璃瓶放人装水的溢水杯中,用塑料杯接住溢出来的水(如图);
第三步∶将玻璃瓶里的物质分别换成浓盐水、蜂蜜、食盐、细沙并装满,重复以上实验;
第四步∶比较每次溢出来水的体积。
请回答下列问题∶
(1)溢水杯里水的多少应该以______为准。
(2)若每次溢出来水的体积______,则初步说明物体所受的浮力与物体的密度无关,否则与物体的密度有关。
(3)本实验是通过比较每次溢出来水的体积来比较浮力,这里运用了______的思想方法,其依据是______。
25.(2020·呼和浩特)小宇同学要测量木块的密度。实验器材有:木块、弹簧测力计(0 ~ 5N)、底部固定有滑轮的水槽、细线及足量的水。(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)先用弹簧测力计测木块的重力,如图甲,示数为______N;再用细线绕过滑轮将木块与测力计连接起来,接着往水槽倒入适量的水,使木块浸没在水中,如图乙,木块在水中静止时测力计示数为1.6N,木块的密度为______kg/m3;
(2)小明分析发现,如果把水换成其他液体,测力计的示数就会不同,于是他把测力计的刻度改成相应的密度值,将该装置改装为测量液体密度的“密度计”。原测力计的1.0N刻度处应标注为______kg/m3.
四、计算题
26.(2020·孝感)物块P与金属球Q用细线连接,一起放入装有一定质量水的柱状容器内,二者恰好悬浮,如图甲所示,此时柱状容器中水的深度为23cm;物块P重1N、体积为(,) 求:
(1)图甲中水对容器底部的压强;
(2)图甲中物块P所受浮力的大小;
(3)若剪断细线,物块P上浮,金属球Q下沉,待稳定后,物块P漂浮于水面,如图乙所示,则此时物块P露出水面的体积。
27.(2020·宜昌)轮船的大小通常用排水量表示,排水量是轮船满载时排开水的质量。
(1)若轮船排水量记为m排,满载时船货总质量记为m船,请通过推导说明m排=m船,要求写出相关物理原理和表达式。
(2)某条船的排水量为500t,该船满载从海水驶入江水中,其排水量变大、变小、还是不变?该船排开江水的体积是多少?(=1.03×103kg/m3,=1×103kg/m3)
28.(2020·湘西)赛龙舟是我国民间的一项传统体育项目,湘西民间的端午节也常常举办龙舟竞赛活动,俗称“划龙船”。如果一艘龙舟的质量为200kg,载有队员21人,龙舟队员的平均质量为60kg。g取10N/kg,水的密度为ρ水=1.0×103kg/m2,当载人龙舟静止于水面时,求:
(1)载人龙舟的总重是多大?
(2)船体排开水的体积V是多大?
(3)龙舟底部位于水下0.4m处时船底受到水的心压强是多大?
参考答案
第一部分 基础练习
一、选择题
1.【答案】A。
【解析】把盛水槽移走后,发现弹簧测力计的示数增加了相同的数值,说明A、B受到的浮力大小相等,由F浮=ρ水gV排得,A、B排开水的体积相等,即A、B具有相同的体积。
故选A。
2.【答案】D。
【解析】(1)物体浸没在液体中受到浮力、重力、拉力作用,其关系为G=F浮+F拉,
浸没在水中:G=F浮1+F拉1,浸没在酒精中:G=F浮2+F拉2,即F浮1+F拉1=F浮2+F拉2,
又由阿基米德原理F浮=ρ液gV排,
ρ水gV排+F拉1=ρ酒精gV排+F拉2,即1.0×103kg/m3×10N/kg×V排+2N=0.8×103kg/m3×10N/kg×V排+2.2N,
V排=1×10-4m3,物体完全浸没,故V物=V排=1×10-3m3,故选项C错误。
(2)在水中受到的浮力F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m=1N,故选项A错误。
(3)浸没在水中时,重力G=F浮1+2N=1N+2N=3N,质量;故B错误。
(4)物体的密度,故选项D正确。故选D。
3.【答案】B。
【解析】石块所受浮力等于石块在空气中的重力减去石块在水中时测力计的示数。
由题知,G=8N,F示=5N,
则石块受到的浮力:F浮=G-F示=8N-5N=3N;故选B。
4.【答案】D。
【解析】刚开始鸡蛋漂浮在水面上,是因为盐水的密度大于鸡蛋的密度,缓慢加入清水的过程使得液体密度减小,但是在等于鸡蛋密度前,鸡蛋仍处于漂浮状态,仍是平衡,浮力仍然等于重力,因此浮力在第一阶段是不变化的。当盐水密度小于鸡蛋密度时,鸡蛋会沉底,此后鸡蛋排开水的体积不再变化,根据浮力公式,体积不变而密度逐渐减小所以浮力逐渐减小,但是液体的密度会逐渐趋于水的密度,所以浮力会趋于等于在清水中的浮力而不可能减小到0;A错,D对。
5.【答案】B。
【解析】因为舰载机飞离后,航母仍漂浮,所以F浮=G,
但航母自重G减小,所以航母所受浮力减小,又因为F浮=ρ水V排g,所以排开水的体积要减小,航母将上浮一些。
所以B符合题意,A、C、D不符合题意。故选B。
6.【答案】C。
【解析】物体受到的浮力等于物体排开液体的重量,物体只要浸没在液体中,它排开液体的体积不变,受到的浮力不变。液体内部的压强与其深度成正比。当潜艇上浮过程中,深度逐渐变小,液体压强逐渐变小。
从以上给出的答案看,正确的是C。
7.【答案】D。
【解析】当金属块完全露出液面,没有浸入水中时,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即在4cm以上,从图可知,该金属块重力为:G=F拉=0.35N。
因为G=mg,所以金属块的质量为:;
由图乙可知:由于h=2cm露出液面,到h=4cm时正立方体金属块离开液面,则正方体的边长L=2cm,所以正方体体积V=L3=(2×10﹣2m)3=8×10﹣6m3,金属块的密度为:
。
故正确答案是D。
8.【答案】D。
【解析】由甲乙两图可以看出,物体的重力(重量)是2.4N,当它逐渐进入液体中时,圆柱体受到的浮力逐渐增大,弹簧测力计的示数逐渐变小;由乙图可知,当圆柱体下表面距离液面为1cm时,弹簧测力计示数为0,说明此时圆柱体的重量和浮力相等;由甲图可知,当圆柱体下降到下表面距离液面2cm时,弹簧测力计示数不再发生变化,说明圆柱体的高度是2cm;同时也说明圆柱体漂浮在液体中。液体密度大于水的密度。由图甲可求得圆柱体体积为:;由图乙求得液体密度为:
。
故,圆柱体在液体漂浮时,其下表面的压强为:
。
9.【答案】D。
【解析】A.从深水处走向海岸沙滩的游泳者;所受浮力变小,不符合题意。
B.从长江驶入大海的轮船;只要轮船质量不变,在长江和在大海中所受浮力相同,故B不符合题意。
C.海面下正在下沉的潜水艇;所受浮力不变,只是潜水艇受到的重力逐渐增大,导致下沉,故C不符合题意。
D.在码头装载货物的轮船;轮船上的货物逐渐增大,轮船排开海水的体积逐渐增大,浮力逐渐增大,故D符合题意。
10.【答案】D。
【解析】物体漂浮时,浮力等于重力,根据海水密度的变化,结合F浮=ρgV排可知浮标露出海面体积的变化情况。
因为浮标始终漂浮,并且浮标重力不变,故浮力等于重力,并且浮力不变;因为海水密度减小,由F浮=ρgV排可知,浮标排开海水的体积变大,则露出海面体积变小。故选D。
11.【答案】D。
【解析】船空载排水量m空=1000t=1×106kg,满载时排水量m满=5000t=5×106kg,
因为轮船漂浮,F浮1=G空,所以轮船自身质量为m船=m空=1×106kg,
即装载的货物的最大质量m货=m满-m空=5×106kg-1×106kg=4×106kg,
因满载时F浮2=G排2=m满g=5×106kg×10N/kg=5×107N。
满载时排开液体的体积。
由上面计算可知:ABC正确,D错。故选D。
二、填空题
12.【答案】2,向上,2×10-4 ,变大。
【解析】木块漂浮,木块受到的浮力:F浮=G=2 N,浮力的方向是竖直向上;
因为F浮=ρ水V排g,所以木块排开水的体积:
V排===2×10-4 m3;
放入木块后,水深h变大,因为p=ρgh,所以烧杯底部所受水的压强变大。
答案:2,向上,2×10-4 ,变大。
13.【答案】8,下沉,变大,不变。
【解析】物体完全浸没水中,则所受浮力F=ρgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×800cm3=8N;并且浮力大小只与排开水的体积有关和深度无关,故下沉时浮力大小不变;
因G>F,小球受合力向下,故小球将下沉;在下沉过程中,小球所在深度变大,由P=ρgh可得,小球所受压强变大,但浮力不变。
故答案为:8,下沉,变大,不变。
14.【答案】1、1、0.8。
【解析】体积为100 cm3的铁块浸没水中,排开水的重力是:
;它受到的浮力也是1N。
如果在酒精中,受到的浮力为:
。
15.【答案】3;600;5。
【解析】由题意知:小球的重力G=5N,一半浸在水中时测力计示数F拉=2N,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,
则小球受到的浮力F浮=G-F拉=5N-2N=3N,
小球的体积,
再由题知,小球浸没时受到的浮力为6N,大于小球的重力,剪断悬线后,小球上浮,在水中稳定时处于漂浮状态,受到的浮力等于重力,为5N。
故答案为:3;600;5。
三、实验探究题
16.【答案】(1)排开液体的体积;(2)①④⑤;(3)4.4;(4)2.4×103。
【解析】(1)由图②③④可知,液体的密度相同而物体排开液体的体积不同,物体排开液体的体积越大,弹簧测力计示数越小,由F浮=G﹣F可知物体受到的浮力越大,由此可得:浮力大小跟排开液体中的体积有关;
(2)探究浮力大小与液体的密度有关时应控制排开液体的体积相同,液体密度不同;
由图可知,由①④⑤所示实验分析可说明说明浮力大小跟液体的密度有关;
(3)由图可知,物体的重力G=12N,物体浸没在酒精中时测力计示数为7.6N,则所受的浮力是:F浮=G﹣F=12N﹣7.6N=4.4N;
(4)根据G=mg可得,金属块质量:,
图④中金属块浸没在水中时,测力计示数为7N,由F浮=G排=ρ液gV排得金属块体积:
,
所以金属块的密度为:。
四、计算题
17.【解析】(1)当容器中水深为20cm时,容器底部受到水的压强:
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa;
(2)弹簧恰好处于自然状态时没有发生形变,则此时木块漂浮,所以,F浮=G,即:
ρ水gV排=ρ木gV木,已知V排=V木。所以,ρ木=ρ水=×1.0×103kg/m3=0.6×103kg/m3。
(3)木块完全浸没时,物体A受到向上的浮力、向下的重力、弹簧向下的弹力而处于平衡状态,根据力的平衡条件可得,F浮=G+F1,则弹簧对木块的作用力:
F1=F浮﹣G=ρ水gV木﹣ρ木gV木=ρ水gV木﹣ρ水gV木=ρ水gV木;
木块A完全离开水面时,物体A受到竖直向上的弹力和竖直向下的重力处于平衡状态,则弹簧对木块的作用力:F2=G=ρ木gV木=ρ水gV木,
所以F1:F2=ρ水gV木:ρ水gV木=2:3。
【答案】(1)此时容器底部受到的水的压强为2×103Pa;(2)木块A的密度为0.6×103kg/m3;(3)F1与F2之比为2:3。
18.【解析】(1)该装置的重力为G=mg=0.2kg×10N/kg=2N;
物体漂浮,由二力平衡条件可知 F浮1= G=2N。
(2)该装置排开水的体积为V排=Sh=3×10-3m2×0.1m=3×10-4m3,
所受的浮力为F浮2=ρ水g V排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10-4m3=3N。
漂浮 G总= F浮2=3N;物块A的重力为GA=G总-G=3N-2N=1N。
与水面对应位置处刻度应标mA= GA/g=1N/10N/kg=0.1kg=100g。
(3)物块A的密度是 。
第二部分 提高练习
一、选择题
1.【答案】BCD。
【解析】ABCD.由图可知,小球在甲烧杯的液体中漂浮,在乙烧杯的液体中悬浮,所以小球在甲烧杯中小球受到的浮力等于乙烧杯中小球受到的浮力,甲烧杯中液体的密度大于乙烧杯中液体的密度。甲乙两烧杯中液体的深度相等,由 得,甲烧杯底受到液体的压强大于乙烧杯底受到液体的压强。由图可知,甲烧杯液体的体积大于乙烧杯液体的体积,所以甲烧杯液体的质量大于乙烧杯液体的质量,所以加入小球后甲烧杯的总质量大于乙烧杯的总质量,因此甲烧杯的总重力大于乙烧杯的总重力。因为放在水平面上
又因为甲乙两烧杯相同,所以S相同,所以甲烧杯对水平面的压强大于乙烧杯对水平面的压强。故A不符合题意,B、C、D均符合题意。故选BCD。
2.【答案】AD。
【解析】A.水和盐水的液面相平,深度相同,水的密度小于盐水的密度,由p=ρgh可知水对杯底的压强小于盐水对杯底的压强,故A正确;
B.小鸡蛋a放在水中,处于漂浮状态,小鸡蛋a的密度小于水的密度,大鸡蛋b放在盐水中,沉在杯底,大鸡蛋b的密度大于盐水的密度,水的密度小于盐水的密度,小鸡蛋a的密度小于大鸡蛋b的密度,故B错误;
C.由图可知,小鸡蛋a排开液体的体积小于大鸡蛋b排开液体的体积,水的密度小于盐水的密度,由F浮=ρ液gV排可知水对a的浮力小于盐水对b的浮力,故C错误;
D.小鸡蛋a放在水中,处于漂浮状态,小鸡蛋的重力等于它受到的浮力,甲容器中小鸡蛋和水的总重力等于小鸡蛋的浮力和水的总重力之和,乙容器中大鸡蛋和盐水的总重力大于大鸡蛋的浮力和盐水的总重力,由于浮力等于排开液体的重力,所以甲容器中小鸡蛋和水的总重力等于小鸡蛋排开水的重力和水的重力之和,乙容器中大鸡蛋和盐水的总重力大于大鸡蛋排开盐水的重力和盐水的重力之和,甲容器中小鸡蛋排开水的体积和水的体积之和等于大鸡蛋排开盐水的体积和盐水的体积之和,由G=mg=ρVg
可知小鸡蛋排开水的重力和水的重力之和小于大鸡蛋排开盐水的重力和盐水的重力之和,所以小鸡蛋和水的总重力小于大鸡蛋和盐水的总重力,容器的重力相等,容器对桌面的压力等于鸡蛋、液体和容器的总重力,所以甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力,容器的底面积相等,由p=可知甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的压强,故D正确。
故选AD。
3.【答案】AD。
【解析】A.由于ρ盐水>ρ水>ρ酒精,由 可知,三个容器底部受到的液体压强关系是
由 可知,三个容器底部受到的液体压力关系是;故A正确;
B.由图可知,a球在酒精中处于漂浮状态,所以 ,b球在水中处于悬浮状态,所以 ,c球在盐水中处于沉底状态,所以 ,又因为ρ盐水>ρ水>ρ酒精,所以三个小球的密度关系是 ,故B错误;
C.若将小球b放入丙杯中,因为,所以小球b在丙杯中处于漂浮状态,所以小球b排开液体的体积小于小球b的体积,故C错误;
D.若将小球c放入甲杯中,因为,所以小球c在甲杯中处于沉底状态,浮力小于重力,所以小球c排开液体的质量小于小球c的质量,故D正确。故选AD。
4.【答案】ACD。
【解析】A.甲图中浮力
乙图中浮力
则木块受到水的浮力之比;故A正确;
B.物体漂浮时,,则有
物体的密度与水的密度之比为3∶4,故B错误;
C.物体浸没时排开水的体积大于漂浮时排开水的体积,则甲图水的深度大于乙图水的深度,由可得,甲图中水对容器底的压强大,故C正确;
D.甲、乙两图中是同一容器,则容器内部底面积相同,又甲图中水对容器底的压强大,由可得,图甲中水对容器底的压力大,故D正确。故选ACD。
5.【答案】C。
【解析】A、同一支密度计放在甲、乙两种液体中都漂浮,则F浮甲=F浮乙=G,即浮力是相同的,故A错误;
B、密度计浸入液体的深度越小,说明液体的密度越大,即密度计越靠近上方的刻度,其相应的密度数值越小,故B错误;
C、由图可知,密度计在乙液体中排开的液体的体积小,根据ρ液=可知,乙液体的密度大,深度相同,根据p=ρgh可知,乙杯中液体对容器底的压强更大,故C正确;
D、因为密度计漂浮在液体中,则F浮=G,即ρ液gSh=G,则△V=sh,增大该密度计两条刻度线之间的距离,即△V变大,h变大,具体做法是:可适当增大配重或用更细的吸管,故D错误。故选:C。
6.【答案】C。
【解析】A.小球在甲液体中沉底,小球的密度大于甲液体的密度,小球在乙液体中悬浮,小球的密度等于乙液体的密度,所以甲液体的密度小于乙液体的密度,故A错误;
B.两个杯中的液面恰好相平,甲液体的密度小于乙液体的密度,由p=ρgh可知甲液体对杯底的压强小于乙液体对杯底的压强,故B错误;
C.小球在甲液体中沉底,小球受到的浮力小于小球的重力,小球在乙液体中悬浮,小球受到的浮力等于小球的重力,所以甲液体中小球受到的浮力小于乙液体中小球受到的浮力,故C正确;
D.由图可知,杯子中液体的体积相同,甲液体的密度小于乙液体的密度,由m=ρV可知甲液体的质量小于乙液体的质量,两个小球的质量相等,杯子的质量相等,所以杯子、甲液体和小球的总质量小于杯子、乙液体和小球的总质量,由G=mg可知杯子、甲液体和小球的总重力小于杯子、乙液体和小球的总重力,盛甲液体的杯子对桌面的压力小于盛乙液体的杯子对桌面的压力,两个杯子的底面积相等,由p=可知盛甲液体的杯子对桌面的压强小于盛乙液体的杯子对桌面的压强,故D错误。故选C。
7.【答案】D。
【解析】由图可知,物块在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态。
A、因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,所以将两个相同的物块分别放在两烧杯中,两物块受到的浮力相等,都等于物块的重力,故A错误;
B、根据浮沉条件可知:物体漂浮时ρ液>ρ物,物体悬浮时ρ液=ρ物,所以ρ液甲>ρ物,ρ液乙=ρ物,由此可得:ρ液甲>ρ液乙,两杯中液面相平,根据p=ρgh可知,烧杯底受到液体的压强:p液甲>p液乙,故B错误;
C、由图知甲液体的体积大于乙液体的体积,且甲液体的密度大于乙液体的密度,根据ρ=知,甲液体的质量大于乙液体的质量,又因为两物块的质量和两烧杯的质量都相同,根据G=mg知,甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,根据p=知甲容器对桌面的压强大于乙容器对桌面的压强,故C错误;
D、根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于其排开液体的重力,两物体受到的浮力相等,所以排开甲液体的重力等于物块排开乙液体的重力。故D正确。故选:D。
8.【答案】B。
【解析】A.由图可知,A、B两球排开液体的总体积
所以
已知甲、乙两个完全相同的容器,两容器中液面恰好相平,则
所以
即甲容器中液体的体积较大;已知容器中的液体质量相等,根据可知
根据阿基米德原理,则B球在甲中和乙中排开液体重力分别为
,
则
故A正确,A不符合题意;
B.由图可知,A在甲液体中漂浮,根据漂浮条件可知
−−−−−−−①
A和B在乙液体中一起悬浮,则A球的受力情况是
−−−−−−−②
由①②可知
故B错误,B符合题意;
C.已知两容器中液面恰好相平,即
因为
根据可知,
所以;故C正确,C不符合题意;
D.容器对水平面的压力等于容器的总重力,即
由于容器和液体质量均相等,A、B两球的质量不变,所以
即两容器对水平面的压力相等,由于甲、乙两个完全相同的容器,则水平面的受力面积相等,根据可知
即两容器对水平面的压强相等,故D正确,D不符合题意。故选B。
9.【答案】D。
【解析】完全相同的两个物体,则其重力相等,甲漂浮,浮力等于重力,乙悬浮,浮力等于重力;故两容器中物体受到的浮力相等,即F甲=F乙
物体甲在a中漂浮,则ρa>ρ甲
物体乙在b中悬浮,则ρb=ρ乙 ρ甲=ρ乙
可知a中液体密度比b中液体密度大,即ρa>ρb
因为液体的深度相同,由p=ρgh可知,a容器底部受到的液体压强大于b容器底部受到的液体压强,即pa>pb
图知a液体体积大,又因为a液体的密度大,所以a液体质量大,重力大,两个完全相同的容器,则容器重力相等,完全相同的两个物体,则物体重力相等,把两个容器作为一个整体,它们对桌面的压力都等于容器、容器内液体和物体的重力,所以它们对桌面的压力的大小关系F′a>F′b。故选D。
10.【答案】D。
【解析】A.由图乙可知,金属块a浸没在水中时,弹簧测力计的示数为1.0N,根据称重法可得金属块浸没在水中受到的浮力;故A错误;
B.要探究浮力的大小与物体体积的关系,需要控制物体排开水的体积相同,改变物体的体积;甲、乙两图中物体排开水的体积不同,故B错误;
C.要探究浮力的大小与物体密度的关系,需要控制物体排开水的体积相同,改变物体的密度;乙、丙两图中物体排开水的体积不同,故C错误;
D.要探究浮力的大小与液体密度的关系,需要控制物体排开液体的体积相同,改变浸入液体的密度;丙、丁两图可以完成该探究,故D正确。故选D。
11.【答案】A。
【解析】A、停在静止航母上的舰载机处于静止状态,受到的合力为0,受力平衡,故A正确;
B、相对航母,起飞的舰载机与航母之间有位置的变化,是运动的,故B错误;
C、起飞时,由于机翼的特殊形状,机翼上面的空气流动速度快,压强小,产生向上的升力,此升力大于重力,飞机才能够上升;飞机不是利用浮力升空的,故C错误;
D、航母静止在水面上,处于漂浮状态,浮力等于重力;舰载机起飞后,航母的重力减小,则所受浮力减小,故D错误。故选:A。
12.【答案】B。
【解析】A B.因为球在A液体中处于漂浮状态,则有
在B液体中处于悬浮状态,则有
所以;故B正确,A错误;
C D.同一个球在A液体中处于漂浮状态,在B液体中处于悬浮状态,所以在两液体中的浮力
即球在A液体中受到的浮力等于在B液体中受到的浮力,故CD错误。故选B。
13.【答案】D。
【解析】ACD.AB的体积相同,B受到的浮力为8N,由阿基米德原理可知物体A和B的体积VA=VB=
A的密度
A、B密度之比为2∶5,B的密度,
B的重力GB=mBg=ρBVBg=1.25×103kg/m3×8×10-4m3×10N/kg=10N
A、B所受的重力之比为GA∶GB=4N∶10N=2∶5
AB受力情况如图所示:
由力的平衡可知F浮A=F+GA
=6N
F=2N
GB=F+F浮B+N
GB=2N+8N+N=10N
N=0N
B受到支持力为零,由力的作用相互性可知B对容器底部的压力为零,故AC错误,D正确。
B.A、B所受的浮力之比为F浮A∶F浮B=6N∶8N=3∶4
故B错误。故选D。
二、填空题
14.【答案】(1)1.03×108;(2)大于。
【解析】当潜水器号下潜至1.0×104m深处时,受到海水的压强
p=ρ水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×1.0×104m=1.03×108Pa
潜水器受到海水的压强为1.03×108Pa。
潜水器悬浮时,浮力等于自重,在预定深度完成任务后,潜水器抛掉配重物,自重减小,V排不变,所受浮力不变,浮力大于自重,从而上浮。
15.【答案】(1)>;(2)>。
【解析】将AB看出整体,两物块在甲乙液体中处于漂浮状态,甲中
F浮甲=G
ρ甲gV排甲=G
乙中F浮乙=G;ρ乙gV排乙=G
ρ甲gV排甲=ρ乙gV排乙
V排甲<V排乙
ρ甲>ρ乙
A物块在两种液体中排开液体的体积不变,因为ρ甲>ρ乙
由F浮=ρ液gV排可知F甲>F乙。
16.【答案】漂浮;15N;8cm;0.32J。
【解析】(1)正方体物块M的体积:V=L3=(0.1m)3=0.001m3;
物块M的质量:m===0.8kg;
物块M的密度:ρM===0.8×103kg/m3<1.0×103kg/m3;
即物块的密度小于水的密度,
由图象可知:当t=140s时,水的深度为h=12cm,大于正方体物块M的棱长为10cm;
则根据浮沉条件可知此时物块在水中处于漂浮状态;
(2)当t=140s时,注入水的体积:V水=vt=5mL/s×140s=700mL=7×10﹣4m3,
则注入水的重力:G水=ρ水gV水=1.0×103kg/m3×10N/kg×7×10﹣4m3=7N;
因容器为方形容器,且此时物块处于漂浮状态,
所以此时水对容器底部的压力:F=G水+GM=7N+8N=15N;
(3)由图象分析可知,当t=40s时,物块M刚好处于漂浮状态,则F浮=GM=8N,
根据F浮=ρ水gV排可得此时物块M排开水的体积:
V排===8×10﹣4m3=800cm3,
由V排=SMh浸可得,此时水的深度:
a=h浸===8cm;
(4)在40﹣140s时段,物块M上升的高度(等于水面上升的高度):h′=12cm﹣8cm=4cm=0.04m,
则该过程中浮力对物体做功:W=F浮h′=8N×0.04m=0.32J。
故答案为:漂浮;15N;8cm;0.32J。
17.【答案】(1)等于;(2)变小。
【解析】山东舰在海面上快速匀速航行时,由于漂浮,它所受浮力等于它的总重力。
若航母速度不变,航母上许多舰载机起飞后,航母的总质量减小,速度不变,航母的总动能减小。
18.【答案】5×105;变大;不变。
【解析】(1)当蛟龙号完全进入海水中工作时,排开海水的重力是5×105N,由阿基米德原理可知,蛟龙号受到海水的浮力F浮=G排=5×105N;
(2)潜水器在下潜的过程中,所处深度h变大,由p=ρgh可知,潜水器下表面受到海水的压强变大;
(3)潜水器下潜的过程中,海水的密度不变,排开海水的体积V排也不变,由阿基米德原理F浮=ρ海水gV排可知,其受到海水的浮力不变。
故答案为:5×105;变大;不变。
19.【答案】2;2×10﹣4。
【解析】小球漂浮,则小球受到的浮力等于其重力:F浮=G木=mg=0.2kg×10N/kg=2N;
根据阿基米德原理公式F浮=ρ水gV排可知,小球排开的水的体积为:V排===2×10﹣4m3。
故答案为:2;2×10﹣4。
20.【答案】1.0907×108Pa;不变。
【解析】它受到水的压强P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10907m=1.0907X108Pa;
浮力大小与排开液体的体积和液体的密度有关,与浸没的深度无关;故深潜器在下潜过程中浮力不变。
21.【答案】(1)0.2;(2)无关;(3)错误。
【解析】(1)将橡皮泥块捏成长方体,用细线系住挂在弹簧测力计上浸没于水中,弹簧测力计示数为0.3N,这时橡皮泥块沿竖直方向在向上的弹簧拉力、向上水的浮力及向下的重力作用下平衡,则受到水的浮力为
(2)物体所受浮力与其排出液体的体积有关,取出橡皮泥块捏成圆柱体,再浸没于水中的不同深度,弹簧测力计示数均为0.3N,此时浮力仍为0.2N,故说明浮力的大小与物体浸没的深度无关。
(3)小明的实验中改变了橡皮泥的形状,但其质量不变,实心体的体积不变,浸没在水中后弹簧的拉力也不变,故所受水的浮力不变,故可证明关于“浸没在液体中的固体所受浮力与固体形状有关”的猜想是错误的。
22.【答案】>;>;=。
【解析】(1)设A的边长为a,B的边长为b,
VA=a3,VB=b3,
GA=ρgVA=ρga3,GB=ρgVB=ρgb3,
由图知,a>b,所以GA>GB,
由于AB漂浮在水面上,所以,FA=GA,FB=GB,
所以,两个木块受到的浮力FA>FB。
(2)A漂浮在水面上,FA=GA,
A漂浮在水面上,FA=F向上﹣F向下=FA向上,
所以,FA=GA=FA向上,
水对木块A向上的压力为:FA向上=GA=ρga3,
则水对木块A向上的压强为:pA===ρga,
同理,水对木块B向上的压强为:pB=ρgb,
因为a>b,所以pA>pB。
(3)A、B放入水之前,玻璃缸和水的重力都相等,容器对桌面的压力相等,压强相等;
A都漂浮在水面上,A排开水的重力等于A的重力,说明A放入前后,玻璃缸的总重不变,对桌面的压力不变,压强不变,
同理B都漂浮在水面上,B排开水的重力等于B的重力,说明B放入前后,玻璃缸的总重不变,对桌面的压力不变,压强不变,
故放入AB后,玻璃缸对桌面的压强不变,即p甲=p乙。
故答案为:>;>;=。
23.【答案】(1)DABC;(2)物体浸在液体中所受的浮力等于物体排开的液体所受的重力。
【解析】在这个探究中,应先测出空小桶的重力,再测物体的重力,然后将物体浸入溢水杯的水中,用小桶接住排出的水,最后测出小桶和接入水的总重力。所以重新排序应为:DABC。
此实验的结论是:物体浸在液体中所受的浮力等于物体排开的液体所受的重力。
三、实验探究题
24.【答案】(1)装满水;(2)相等;(3)转换;(4)阿基米德原理。
【解析】(1)实验采用溢水杯的作用是溢水杯内装满水,让物体浸入溢水杯,水会从溢水杯中排出,所以,溢水杯里水的多少应该以装满水为准。
(2)由题意知,物体所受的浮力与物体的密度无关,否则与物体的密度有关。如果每次溢出来水的体积相同,则说明物体所受的浮力与物体的密度无关;如果每次溢出来水的体积不相同,物体所受的浮力与物体的密度有关。
(3)要探究浮力的大小与物体密度的关系,根据阿基米德原理,物体所受浮力的大小等于排开水的重力,水的密度是固定的根据,所以判断每次溢出来水的体积是否相等。本实验是通过比较每次溢出来水的体积来比较浮力,这里运用了转换的思想方法,其依据是阿基米德原理。
25.【答案】(1)2.4;(2)0.6×103;(3)0.85×103。
【解析】(1)图甲中弹簧测力计的分度值为0.2N,木块在空气中的重力即弹簧测力计的示数为2.4N。
图乙所示的木块浸没水中时木块共受到重力、拉力、浮力三个力的作用,图乙中弹簧测力计的拉力F拉=1.6N,木块受到的浮力
F浮=G+F拉=2.4N+1.6N=4N
木块的体积:V=V排==4×10-4m3
木块的密度:=0.6×103kg/m3
(2)当测力计的示数为1N时,所受浮力:F浮′=G+F′=2.4N+1N=3.4N
由F浮=ρ液gV排可得液体的密度:ρ液==0.85×103kg/m3。
四、计算题
26.【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)容器底部受到水的压强为:
(2)物块P浸没在水中:
由阿基米德原理知物块P所受浮力:
(3)因为物块P漂浮于水面,由二力平衡知
由知
物块P露出水面的体积:。
答:(1)水对容器底部的压强为;(2)物块P所受浮力的大小为;(3)物块P露出水面的体积为。
27.【解析】(1)由阿基米德原理可知,排出水的重量为F浮=G排
轮船漂浮在水上,由二力平衡原理可知F浮=G船
代换可得G排=G船
由重力与质量关系式可得m排=m船
(2)由上述计算可知,该船满载从海水驶入江水中时质量不变时,排水量不变;由密度公式可知该船排开江水的体积为:。
答:(1)m排=m船,相关物理原理和表达式见解析;(2)该船满载从海水驶入江水中,其排水量不变,排开江水的体积是。
28.【解析】(1)赛龙舟和队员的总质量:m=200kg+21×60kg=1460kg;
载人龙舟的总重:G总=mg=1460kg×10N/kg=1.46×104N;
(2)载人龙舟漂浮,受到的浮力:F浮=G总=1.46×104N;
由阿基米德原理F浮=ρ水V排g得排开水的体积:
V===1.46m3;
(3)冲锋舟底部0.4m深处所受水的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4×103Pa。
答:(1)载人龙舟的总重是1.46×104N;(2)龙舟排开水的体积是1.46m3;(3)龙舟底部位于水下0.4m处时船底受到水的心压强是4×103Pa。
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