沪科版八年级物理下册同步精品讲义 第8讲 浮力综合应用一(强化训练)(原卷版+解析)
展开\l "_Tc20625" 考点二 浮力中常见的两种压力 PAGEREF _Tc20625 \h 3
考点一 浮力公式的选择
1.如图所示,水平桌面上三个相同的烧杯中装满甲、乙、丙三种不同液体,将完全相同的三个小球分别放入三个烧杯中,球在甲液体中沉底且对杯底有压力,球在乙液体中漂浮,球在丙液体中悬浮,下列说法正确的是( )
A.甲、乙、丙液体的密度大小关系:ρ甲>ρ丙>ρ乙
B.三个小球排开液体质量的大小关系:m甲=m丙>m乙
C.小球放入后与放入前相比,烧杯对桌面的压强变化量大小关系:△p甲>Δp乙=△p丙
D.若将三个小球取出(小球带出的液体忽略不计),液面稳定后,液体对容器底部压力变化量的大小关系是:△F甲=△F乙=△F丙
2.甲、乙两容器分别装有密度为ρ甲、ρ乙的两种液体,现有A、B两个实心小球,质量分别为mA、mB,体积分别为 VA、VB,密度分别为ρA、ρB,已知它们的密度大小关系为ρ甲>ρA>ρB>ρ乙,下列判断正确的是( )
A.若VA=VB,将两球都放入甲容器中,静止时两球所受浮力之比为1:1
B.若VA=VB,将两球都放入乙容器中,静止时两球所受浮力之比为ρA:ρB
C.若mA=mB,将A、B两球分别放入乙、甲容器中,静止时两球所受浮力之比为1:1
D.若mA=mB,将A、B两球分别放入甲、乙容器中,静止时两球所受浮力之比为ρB:ρ乙
3.将体积相等的松木(ρ木=0.5g/cm3)和石蜡(ρ蜡=0.9g/cm3)分别放入装满水的杯中,松手静止后,松木和石蜡所受到的浮力分别是F1和F2,此时它们露出水面的体积分别是V木露和V蜡露.则下列关系式正确的是( )
A.F1<F2,V木露:V蜡露=5:1
B.F1>F2,V木露:V蜡露=5:4
C.F1<F2,V木露:V蜡露=5:2
D.F1=F2,V木露:V蜡露=5:2
4.在甲、乙两个完全相同的圆柱形容器内装有质量相等的水。现将A、B两个实心物块分别放入甲、乙两个容器中,物块均可浸没且水不溢出容器。已知A、B两物块的密度分别为ρA=3.0×103kg/m3,ρB=1.5×103kg/m3,两物块的质量关系为2mA=mB.A、B两物块的体积分别为VA、VB,A、B两物块浸没在水中所受浮力分别为FA、FB,物块在水中静止时两容器底部对两物块的支持力分别为NA、NB,放入物块前、后,两容器底部受到水的压强增加量分别为△PA、△PB,放入物块后,桌面受到甲、乙两容器的压力增加量分别为△F甲、△F乙.则下列四项判断中正确的是( )
A.4VA=VB,△PA=4△PBB.ρA=2ρB,FA=2FB
C.NA=NB,△PA=△PBD.4FA=FB,2△F甲=△F乙
5.有A、B两个实心正方体,密度分别为ρA、ρB,所受的重力分别为GA、GB,它们的边长之比为2:1.将它们如图所示叠放在水平桌面上时,A对桌面的压强与B对A的压强之比为3:2.水平桌面上有甲、乙两个圆柱形容器,将物体A和B分别放入甲、乙两容器的液体中,物体A漂浮,有的体积露出水面。物体静止时,物体A、B所受浮力分别为FA和FB.已知酒精密度是水密度的0.8倍。下列判断正确的是( )
A.FA:FB=9:4,GA>GBB.ρA:ρB=3:4,FA<FB
C.GA:GB=5:1,ρA>ρBD.FA:FB=15:2,ρA<ρB
考点二 浮力中常见的两种压力
6.如图所示,圆柱形木块甲与薄壁圆柱形容器乙放置于水平桌面上,已知木块甲高0.5m,底面积为160cm2,密度为0.6×103kg/m3,高为0.3m、底面积为200cm2的乙容器内盛有0.2m深的水。下列说法正确的是( )
A.甲对地面的压强与乙中水对容器底的压强相等
B.沿竖直方向切去甲的,并竖直放入乙中,静止后水对容器底的压强增加500Pa
C.沿水平方向切去甲的一半M,并竖直放入乙中,静止后水对容器底增加的压力等于M受到的浮力
D.若将甲全部竖直放入乙中,静止后乙容器对地面的压强增加2000Pa
7.如图所示,一个底面积为400cm2的薄壁圆柱形容器置于水平地面,容器足够高,容器内放有一个质量为600g的实心正方体A,高度为10cm,A的底部中心通过一根12cm的细线与容器底部相连,此时水深20cm,细绳对A的拉力为F1。圆柱体B的重力为16N,底面积为80cm2,高15cm。先将B竖直放在A的中央,待A、B静止后水对容器底部的压强为p1,对容器底部的压力为F2。然后将B取下轻放入水中后,水对容器底的压强为p2,整个过程中A始终保持竖直。下列说法正确的是( )
A.F1的大小为4N
B.F2的大小为80N
C.p1>p2
D.若把物体B从A上方取下后放入水中直到液面稳定,该过程中水对容器底部的压力变化量大于B最终受到的支持力大小
8.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
9.水平台秤上放置一个装有适量水的薄壁烧杯,已知烧杯的重力为2N,底面积为200cm2,此时台秤的示数为1.6kg.现将一个质量为3kg、体积为1000cm3的实心正方体A用细绳系着浸入烧杯的水中(水未溢出)如图所示,此时台秤示数变为2.4kg.若从图示状态开始,将容器中的水缓慢抽出,当细绳刚好拉断时,立即停止抽水.已知细绳承受的最大拉力为27N,不计细绳体积和质量,下列说法错误的是( )
A.台秤示数变为2.4kg时,水的深度为11cm
B.绳断时,抽出水的体积为500cm3
C.A再次静止后,水对烧杯底的压强为900Pa
D.A再次静止后,A对烧杯底的压强为2000Pa
二.填空题(共1小题)
10.水平桌面上放有一重20N且底部有水阀的圆柱形容器,容器的底面积为200cm2,在容器内装入部分水,将一个边长为10cm,密度为0.6g/cm3的正方体木块用细线悬挂在水中,如图甲所示,木块静止时有5cm浸入水中,此时木块所受的浮力F浮为 N;细线能承受的最大拉力为5N,打开水阀放水,绳子断开时水深8cm,如图乙,立刻关闭水阀,待木块最终静止时,容器对桌面的压强p为 Pa。
八年级下物理讲义+强化训练(新沪科版)
第8讲 浮力综合应用一
TOC \ "1-2" \h \u \l "_Tc23006" 考点一 浮力公式的选择 PAGEREF _Tc23006 \h 1
\l "_Tc20625" 考点二 浮力中常见的两种压力 PAGEREF _Tc20625 \h 6
考点一 浮力公式的选择
1.如图所示,水平桌面上三个相同的烧杯中装满甲、乙、丙三种不同液体,将完全相同的三个小球分别放入三个烧杯中,球在甲液体中沉底且对杯底有压力,球在乙液体中漂浮,球在丙液体中悬浮,下列说法正确的是( )
A.甲、乙、丙液体的密度大小关系:ρ甲>ρ丙>ρ乙
B.三个小球排开液体质量的大小关系:m甲=m丙>m乙
C.小球放入后与放入前相比,烧杯对桌面的压强变化量大小关系:△p甲>Δp乙=△p丙
D.若将三个小球取出(小球带出的液体忽略不计),液面稳定后,液体对容器底部压力变化量的大小关系是:△F甲=△F乙=△F丙
【解答】解:
AB、A球沉底部,物体受到的浮力F甲<GA,液体密度ρ甲<ρA,
B球漂浮,物体受到的浮力F乙=GB,液体密度ρ乙>ρB,
C球悬浮,物体受到的浮力F丙=GC,液体密度ρ丙=ρC,
因三个小球完全相同,可得到三容器中液体的密度大小关系是:ρ乙>ρ丙>ρ甲;
也可得到三容器中物体受到浮力的大小关系是:F甲<F乙=F丙,
F浮=G排=m排g,三个小球排开液体质量的大小关系是:m甲<m乙=m丙;故AB错误;
C、烧杯底部对桌面的压力等于容器中所有物体的总重力,
放入物体前烧杯对桌面的压力为:F=G容器+G水﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
放入物体后烧杯对桌面的压力为:F'=G容器+G水+G球﹣G排﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
三个相同烧杯中都装满水,里面的水的重力G水相等,
据此可得:放入物体前后烧杯对桌面的压力变化量:△F=F'﹣F=G球﹣G排,
由阿基米德原理知:G排=F浮,所以△F=G球﹣G排=G球﹣F浮,
由于甲球下沉至容器底部,乙球漂浮,丙球悬浮,则GA>F甲,GB=F乙,GC=F丙;
由于mA=mB=mC,则GA=GB=GC,所以△F甲>△F乙=△F丙,
又由p=可知,由于三容器底面积相同,故△p甲>△p乙=△p丙,故C正确;
D、柱形容器中,△F液压=△F浮,由于容器中物体受到浮力的大小关系是:F甲<F乙=F丙,
故取出物体后液体对容器底部压力的变化量的大小关系为:△F甲<△F乙=△F丙,故D错误。
故选:C。
2.甲、乙两容器分别装有密度为ρ甲、ρ乙的两种液体,现有A、B两个实心小球,质量分别为mA、mB,体积分别为 VA、VB,密度分别为ρA、ρB,已知它们的密度大小关系为ρ甲>ρA>ρB>ρ乙,下列判断正确的是( )
A.若VA=VB,将两球都放入甲容器中,静止时两球所受浮力之比为1:1
B.若VA=VB,将两球都放入乙容器中,静止时两球所受浮力之比为ρA:ρB
C.若mA=mB,将A、B两球分别放入乙、甲容器中,静止时两球所受浮力之比为1:1
D.若mA=mB,将A、B两球分别放入甲、乙容器中,静止时两球所受浮力之比为ρB:ρ乙
【解答】解:A、当VA=VB时,将两球都放入甲容器中,两球都将漂浮,浮力等于各自的重力,因为mA>mB,所以A受到的浮力大于B受到的浮力,故A错误。
B、当VA=VB时,将两球都放入乙容器中,两球都将下沉,两球所受的浮力根据公式F浮=ρ液gV排可知,两球排开液体的体积相同,在同一种液体中,所以静止时两球所受浮力相等,故B错误。
C、若mA=mB时,将A、B两球分别放入乙、甲容器中,A在乙中下沉,所受浮力小于自身重力,B在甲中漂浮,浮力等于自身的重力,两球所受浮力不相等,故C错误。
D、若mA=mB时,将A、B两球分别放入甲、乙容器中,A在甲中漂浮,浮力等于自身的重力,F浮A=GA=mAg=mBg,B在乙中下沉,所受的浮力F浮B=ρ乙gVB=ρ乙g,
所以静止时两球所受浮力之比为==,故D正确。
故选:D。
3.将体积相等的松木(ρ木=0.5g/cm3)和石蜡(ρ蜡=0.9g/cm3)分别放入装满水的杯中,松手静止后,松木和石蜡所受到的浮力分别是F1和F2,此时它们露出水面的体积分别是V木露和V蜡露.则下列关系式正确的是( )
A.F1<F2,V木露:V蜡露=5:1
B.F1>F2,V木露:V蜡露=5:4
C.F1<F2,V木露:V蜡露=5:2
D.F1=F2,V木露:V蜡露=5:2
【解答】解:(1)由于松木和石蜡的体积相同,已知ρ木=0.5g/cm3<ρ蜡=0.9g/cm3,则根据G=mg=ρgV可知;松木受到的重力小,即G木<G蜡;
由于ρ木=0.5g/cm3<ρ蜡=0.9g/cm3<ρ水=1.0g/cm3,故将体积相等的松木和石蜡分别放入装满水的杯中都漂浮在水面上;
根据物体的浮沉条件可知,物体漂浮时,F浮=G;即:F1=G木,F2=G蜡;
所以,F1<F2,故BD错误;
(2)物体漂浮时,根据G=mg=ρ物gV和F浮=ρ水gV排可知,则:ρ物gV=ρ水gV排;
即:松木浸入水中时:ρ木gV=ρ水gV木排;则:V木排=V=V=V,
所以,松木露出水面的体积为:V木露=V﹣V木排=V﹣V=V;
石蜡浸入水中时:ρ蜡gV=ρ水gV蜡排;则:V蜡排=V=V=V,
所以,石蜡露出水面的体积为:V露露=V﹣V蜡排=V﹣V=V;
它们露出水面的体积比V木露:V蜡露=V:V=5:1,故A正确,C错误。
故选:A。
4.在甲、乙两个完全相同的圆柱形容器内装有质量相等的水。现将A、B两个实心物块分别放入甲、乙两个容器中,物块均可浸没且水不溢出容器。已知A、B两物块的密度分别为ρA=3.0×103kg/m3,ρB=1.5×103kg/m3,两物块的质量关系为2mA=mB.A、B两物块的体积分别为VA、VB,A、B两物块浸没在水中所受浮力分别为FA、FB,物块在水中静止时两容器底部对两物块的支持力分别为NA、NB,放入物块前、后,两容器底部受到水的压强增加量分别为△PA、△PB,放入物块后,桌面受到甲、乙两容器的压力增加量分别为△F甲、△F乙.则下列四项判断中正确的是( )
A.4VA=VB,△PA=4△PBB.ρA=2ρB,FA=2FB
C.NA=NB,△PA=△PBD.4FA=FB,2△F甲=△F乙
【解答】解:(1)ρA=3.0×103kg/m3,ρB=1.5×103kg/m3,
所以ρA:ρB=3.0×103kg/m3:1.5×103kg/m3=2:1,
∵V=,
∴==×=×=,故A不正确;
∵F浮=ρgV排,
∴==,故B不正确;
(2)∵物体浸没时,V排=V,且两容器完全相同的圆柱体,
∴液体深度的变化量△h=,
∵p=ρgh,
∴==,故C不正确;
(3)∵水平面上物体的压力和自身的重力相等,且甲乙相同的圆柱形容器内装有质量相等的水,
∴桌面受到的压力的变化量==,故D正确。
故选:D。
5.有A、B两个实心正方体,密度分别为ρA、ρB,所受的重力分别为GA、GB,它们的边长之比为2:1.将它们如图所示叠放在水平桌面上时,A对桌面的压强与B对A的压强之比为3:2.水平桌面上有甲、乙两个圆柱形容器,将物体A和B分别放入甲、乙两容器的液体中,物体A漂浮,有的体积露出水面。物体静止时,物体A、B所受浮力分别为FA和FB.已知酒精密度是水密度的0.8倍。下列判断正确的是( )
A.FA:FB=9:4,GA>GBB.ρA:ρB=3:4,FA<FB
C.GA:GB=5:1,ρA>ρBD.FA:FB=15:2,ρA<ρB
【解答】解:
(1)由图知,A与B的接触面积S为LB2,地面的受力面积为S′为LA2,
B对A的压强:
pB==,
B对桌面的压强:
pAB==
∵A对桌面的压强与B对A的压强之比为3:2,
即::=3:2,
∵它们的边长之比为2:1,即LB:LA=2:1,
∴(GA+GB):GB=3LA2:2LB2=6:1,
∴GA:GB=5:1;
(2)∵V=L3,AB的边长之比为2:1,
∴VA:VB=(LA)3:(LB)3=8:1,
∵ρ==,
∴=:=×=×=。
(3)由题知,物体A漂浮,有的体积露出水面,则:
FA=ρ水V排g=ρ水 (1﹣)VAg=ρAVAg,
∴ρA=ρ水,
∵=,
∴ρB=ρA=×ρ水=ρ水=1.2ρ水,
∵ρ酒精=0.8ρ水,
∴物体B在酒精中下沉,
FB=ρ酒精V排g=ρ酒精VBg,
FA:FB=ρAVAg:ρ酒精VBg=ρ水8VBg:0.8×ρ水VBg=15:2。
综合上述分析,可得:GA:GB=5:1,ρA:ρB=5:8,FA:FB=15:2。
故选:D。
考点二 浮力中常见的两种压力
6.如图所示,圆柱形木块甲与薄壁圆柱形容器乙放置于水平桌面上,已知木块甲高0.5m,底面积为160cm2,密度为0.6×103kg/m3,高为0.3m、底面积为200cm2的乙容器内盛有0.2m深的水。下列说法正确的是( )
A.甲对地面的压强与乙中水对容器底的压强相等
B.沿竖直方向切去甲的,并竖直放入乙中,静止后水对容器底的压强增加500Pa
C.沿水平方向切去甲的一半M,并竖直放入乙中,静止后水对容器底增加的压力等于M受到的浮力
D.若将甲全部竖直放入乙中,静止后乙容器对地面的压强增加2000Pa
【解答】解:A.圆柱形木块甲的重力为:
G甲=m甲g=ρ甲V甲g=ρ甲S甲h甲g=0.6×103kg/m3×160×10﹣4m2×0.5m×10N/kg=48N,
则木块甲对地面的压强为:
p甲====3000Pa,
由p=ρgh可知,水对容器底部的压强:
p水=ρ水gh水=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa,故A错误;
B.当沿竖直方向切去甲的,并竖直放入乙中静止后,假设此时木块漂浮在水中,由阿基米德原理可知,则此时排开水的体积为:
VB====1.2×10﹣3m3,
则甲应浸入水中的深度为:
hB===0.3m,
此时乙中水面应上升的高度为:
△hB===0.06m,
所以,此时乙中水深为:
hB=h水+△hB=0.2m+0.06m=0.26m,
故乙中水深小于甲应浸入水中的深度,则沿竖直方向切去甲的并竖直放入乙中时应沉底,故此时甲排水的体积等于乙中水面上升的体积,
设此时乙水面上升高度为△h,则有:
S甲•(h水+△h)=S乙•△h,
×160cm2×(20cm+△h)=200cm2×△h,
则△h=5cm,
所以沿竖直方向切去甲的,并竖直放入乙中,静止后水对容器底的压强增加为:
△pB=ρ水g△h=1×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa,故B正确;
C.当沿水平方向切去甲的一半M,并竖直放入乙中静止后,仍假设此时木块M漂浮在水面,由阿基米德原理可知,则此时木块M排开水的体积为:
VC====2.4×10﹣3m3,
则木块M应浸入水中的深度为:
hC===0.15m,
此时乙中水面应上升的高度为:
△hC===0.12m
所以,此时乙中水深应为:
hC=h水+△hC=0.2m+0.12m=0.32m,
所以此时乙中水深大于乙容器的高度,有一部水溢出,则此时乙中水深应为0.3m,且M浸入水中的深度小于此时乙中水的深度,则此时木块M漂浮在水面,
此时水对容器底增加的压强为:
△pC=ρ水g△h'=1×103kg/m3×10N/kg×(0.3m﹣0.2m)=1×103Pa,
此时水对容器底增加的压力为:
△FC=△pCS乙=1×103Pa×200×10﹣4m2=20N,
而此时木块M受到浮力为:
FC=G甲=×48N=24N,故C错误;
D.若将甲全部竖直放入乙中,假设此时甲漂浮在水面,由阿基米德原理可知,则此时甲排开水的体积为:
VD====4.8×10﹣3m3,
此时甲应浸入水中的深度为:
hD===0.3m,
此时乙中水面应上升的高度为:
△hD===0.24m,
所以,此时乙中水深应为:
hD=h水+△hD=0.2m+0.24m=0.44m,
所以此时乙中水深大于乙容器的高度,有一部水溢出,则此时乙中水深应为0.3m,且甲浸入水中的深度恰好等于此时乙中水的深度,则此时甲恰好漂浮,
此时乙中水的体积为:
V水'=(S乙﹣S甲)h乙=(200﹣160)×10﹣4m2×0.3m=1.2×10﹣3m3,
则此时乙中水的重力为:
G水'=m水'g=ρ水V水'g=1.0×103kg/m3×1.2×10﹣3m3×10N/kg=12N,
则此时乙容器对地面的压力为:
F乙'=G水'+G甲=12N+48N=60N,
而没有放入甲前,乙容器对地面的压力为:
F乙=G水=m水g=ρ水V水g=ρ水S水h水g=1.0×103kg/m3×200×10﹣4m2×0.2m×10N/kg=40N,
则静止后乙容器对地面增加的压力:
△FD=F乙'﹣F乙=60N﹣40N=20N,
所以静止后乙容器对地面增加的压强为:
△pD===1000Pa,故D错误。
故选:B。
7.如图所示,一个底面积为400cm2的薄壁圆柱形容器置于水平地面,容器足够高,容器内放有一个质量为600g的实心正方体A,高度为10cm,A的底部中心通过一根12cm的细线与容器底部相连,此时水深20cm,细绳对A的拉力为F1。圆柱体B的重力为16N,底面积为80cm2,高15cm。先将B竖直放在A的中央,待A、B静止后水对容器底部的压强为p1,对容器底部的压力为F2。然后将B取下轻放入水中后,水对容器底的压强为p2,整个过程中A始终保持竖直。下列说法正确的是( )
A.F1的大小为4N
B.F2的大小为80N
C.p1>p2
D.若把物体B从A上方取下后放入水中直到液面稳定,该过程中水对容器底部的压力变化量大于B最终受到的支持力大小
【解答】解:(1)正方体A的重力:GA=mAg=600×10﹣3kg×10N/kg=6N,
正方体A浸入水中的深度:h浸=h水﹣h绳=20cm﹣12cm=8cm,
正方体A排开水的体积:V排=SAh浸=(10×10﹣2m)2×0.08m=8×10﹣4m3=800cm3,
受到的浮力:F浮A=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣4m3=8N,
细绳对A的拉力:F1=F浮﹣GA=8N﹣6N=2N,故A错误;
B.圆柱体B的体积:VB=SBhB=80cm2×15cm=1200cm3,
圆柱体B全部浸入水中受到的浮力:
F浮B=ρ水gVB=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2×10﹣3m3=12N,
正方体A的体积:VA=(0.1m)3=1×10﹣3m3=1000cm3,
正方体A全部浸入水中受到的浮力:
F浮A'=ρ水gVA=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N,
AB都浸没时受到的总浮力:F浮=F浮A'+F浮B=12N+10N=22N,
将B竖直放在A的中央,AB的总重力:
G总=GA+GB=6N+16N=22N,
因为G总=F浮,
所以,将B竖直放在A的中央时,AB刚好浸没,
排开水的总体积:
V排2=VA+VB=1000cm3+1200cm3=2200cm3,
B放在A中央时,水的深度的变化量:
Δh===3.5cm,
此时水的总深度:h1=20cm+3.5cm=23.5cm=0.235m,
水的容器底部的压强:p1=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.235m=2.35×103Pa,
水的容器底部的压力:F2=p1S容=2.35×103Pa×400×10﹣4m2=94N,故B错误;
CD.圆柱体B的质量:mB===1.6kg,
圆柱体B的密度:ρB===×103kg/m3,
因为B的密度大于水的密度,B投入水中,会沉底,A恢复原来的状态,
此时排开水的变化量:ΔV=VB=1200cm3,
水的深度的变化量:
Δh'===3cm,
此时水的深度:h2=20cm+3cm=23cm=0.23m,
水的容器底部的压强:p2=ρ水gh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.23m=2.3×103Pa,
则p1>p2,
水的容器底部的压力:F3=p2S容=2.3×103Pa×400×10﹣4m2=92N,
所以把物体B从A上方取下后放入水中直到液面稳定,该过程中水对容器底部的压力变化量:
ΔF=F2﹣F3=94N﹣92N=2N,
圆柱体B沉底后,受到的支撑力:F支=GB﹣F浮B=16N﹣12N=4N,
则ΔF<F支,故C正确,D错误。
故选:C。
8.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
【解答】解:A、此时物体A受到竖直向下的重力、绳子的拉力和竖直向上的浮力,由力的平衡条件可知,物体A受到的浮力:F浮=G+F拉=6N+4N=10N,故A正确;
B、物体A上浮至露出水面之前,排开水的体积都等于物体的体积,即排开水的体积不变,根据F浮=ρ水gV排可知,物体A所受浮力不变,故B正确;
C、因为F浮=ρ水gV排,所以物体A排开水的体积:
V排===1×10﹣3m3,
因为物体A浸没在水中,所以物体A的体积:
VA=V排=1×10﹣3m3,
因为G=mg,所以物体A的质量:
mA===0.6kg,
则物体A的密度:
ρA===0.6×103kg/m3,故C正确;
D、因ρA<ρ水,
所以,剪断绳子后,待物块静止后,物块漂浮,则F浮′=GA=6N,
木块排开水的体积:
V排′===6×10﹣4m3,
所以液面下降的深度为:
Δh====0.02m,
则水对容器底的压强变化量:
Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa,故D错误。
故选:D。
9.水平台秤上放置一个装有适量水的薄壁烧杯,已知烧杯的重力为2N,底面积为200cm2,此时台秤的示数为1.6kg.现将一个质量为3kg、体积为1000cm3的实心正方体A用细绳系着浸入烧杯的水中(水未溢出)如图所示,此时台秤示数变为2.4kg.若从图示状态开始,将容器中的水缓慢抽出,当细绳刚好拉断时,立即停止抽水.已知细绳承受的最大拉力为27N,不计细绳体积和质量,下列说法错误的是( )
A.台秤示数变为2.4kg时,水的深度为11cm
B.绳断时,抽出水的体积为500cm3
C.A再次静止后,水对烧杯底的压强为900Pa
D.A再次静止后,A对烧杯底的压强为2000Pa
【解答】解:A、烧杯的重力为2N,烧杯的质量:
m杯===0.2kg,
此时台秤的示数为1.6kg,则烧杯内水的质量为:
m水=1.6kg﹣0.2kg=1.4kg,
由ρ=可得,原来水的体积:
V水===1.4×10﹣3m3=1400cm3,
原来水的深度:
h水===0.07m=7cm,
现将一个质量为3kg、体积为100cm3的实心正方体A用细绳系着浸入烧杯的水中(水未溢出),此时台秤示数变为2.4kg,可知排开水的质量为:m排=2.4kg﹣1.6kg=0.8kg,
排开水的体积为:
V排===8×10﹣4m3;
水面升高的高度:
△h===0.04m=4cm,
则台秤示数变为2.4kg时,水的深度h水′=7cm+4cm=11cm,故A正确;
B、正方体A的质量为3kg,正方体重力为:G物=m物g=3kg×10N/kg=30N;
已知细绳承受的最大拉力为27N,当绳子被拉断时,此时正方体受到的浮力F浮′=G物﹣F拉大=30N﹣27N=3N,
由阿基米德原理可得,此时排开水的体积:
V排′===3×10﹣4m3;
则排开水的体积变化量为:
△V排=V排﹣V排′=8×10﹣4m3﹣3×10﹣4m3=5×10﹣4m3=500cm3,
正方体的体积为1000cm3,则正方体的边长为10cm,其底面积为100cm2,
水面下降的深度:△h===5cm;
则抽出水的体积:
V抽=(S容﹣S正)×△h=(200cm2﹣100cm2)×5cm=500cm3;故B正确;
CD、此时剩余水的体积为:
V剩余=V水﹣V抽=1400cm3﹣500cm3=900cm3,
此时水的深度为:h′===9cm,
A再次静止后,水对烧杯底的压强为:
p=ρ水gh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.09m=900Pa,故C正确;
此时A受到的浮力:
F浮A=ρ水gV排A=ρ水gS正h′=1.0×103kg/m3×10N/kg×100×10﹣4m2×0.09m=9N;
由力的平衡条件可得,A再次静止后,A对烧杯底的压力:
F压=G物﹣F浮A=30N﹣9N=21N,
则A再次静止后,A对烧杯底的压强为:
p压===2100Pa,故D错误,
故选:D。
二.填空题(共1小题)
10.水平桌面上放有一重20N且底部有水阀的圆柱形容器,容器的底面积为200cm2,在容器内装入部分水,将一个边长为10cm,密度为0.6g/cm3的正方体木块用细线悬挂在水中,如图甲所示,木块静止时有5cm浸入水中,此时木块所受的浮力F浮为 5 N;细线能承受的最大拉力为5N,打开水阀放水,绳子断开时水深8cm,如图乙,立刻关闭水阀,待木块最终静止时,容器对桌面的压强p为 2050 Pa。
【解答】解:木块静止时有5cm浸入水中,此时木块所受的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10×5×10﹣6m3=5N;
木块的重力:G=mg=ρ木V木g=0.6×103kg/m3×10N/kg×10×10×10×10﹣6m3=6N,
细线能承受的最大拉力为5N,打开水阀放水,绳子断开时木块受到的浮力:F浮1=G﹣F′=6N﹣5N=1N,
此时木块浸入水中的体积:V′===0.0001m3,
容器中水的体积为:V=V0﹣V′=Sh0﹣V′=200×10﹣4m2×0.08m﹣0.0001m3=0.0015m3,
容器中水的质量为:m水=ρ水V=1.0×103kg/m3×0.0015m3=1.5kg,
容器中水的重力为:G水=m水g=1.5kg×10N/kg=15N,
容器对桌面的压力:F=G+G水+G容器=6N+15N+20N=41N,
容器对桌面的压强:p===2050pa。
故答案为:5;2050。
沪科版八年级物理下册同步精品讲义 第6讲 认识浮力(强化训练)(原卷版+解析): 这是一份沪科版八年级物理下册同步精品讲义 第6讲 认识浮力(强化训练)(原卷版+解析),共17页。
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沪科版八年级物理下册同步精品讲义 第10讲 浮力综合应用三--实验专题(强化训练)(原卷版+解析): 这是一份沪科版八年级物理下册同步精品讲义 第10讲 浮力综合应用三--实验专题(强化训练)(原卷版+解析),共31页。