第10讲 浮力-2021年中考物理高频考点20讲 试卷
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第十部分 浮力
一、选择题
1.(2020·贵州黔西南)2019年12月17日,中国第一艘国产航空母舰在海南三亚某军港交付海军,这艘航母命名为“中国人民解放军海军山东舰”。山东舰满载排水量约5万吨,可以搭载36架歼-15舰载机。下列分析正确的是( )。
A. 山东舰满载时受到的浮力为5×107N;
B. 舰载机全部飞出后,山东舰受到的浮力不变;
C. 舰载机在舰上起飞的过程是匀速直线运动;
D. 山东舰在海上沿直线匀速航行时,受到的阻力与水的推力是平衡力
【答案】D。
【解析】A.由题意可知,山东舰满载排水量约5万吨,这些水的重力
根据阿基米德原理可知,山东舰满载时受到的浮力大小等于排开这些水的重力,即山东舰满载时受到的浮力为,A错误;
B.根据二力平衡可知,舰载机没有飞出前,山东舰受到的浮力大小等于其自身和舰载机重力之和;舰载机全部飞出后,山东舰受到的浮力大小等于其自身重力,浮力是有变化的;B错误;
C.舰载机在舰上起飞的过程速度是越来越大的,不是匀速运动,C错误;
D.山东舰在海上沿直线匀速航行时,水平方向上处于平衡状态,受力平衡,水平方向受到阻力和水的推力作用,这两个力是平衡力,D正确。
故选D。
2.(2020·湖南常德)将一个新鲜的鸡蛋分别浸入盛有水和浓盐水的容器中,鸡蛋静止在两个容器中的位置如图所示。则下列说法正确的是( )。
A. 鸡蛋在水中受到的浮力大;
B. 鸡蛋在水和浓盐水中受到的浮力一样大;
C. 鸡蛋的密度大于水的密度;
D. 鸡蛋的密度小于浓盐水的密度
【答案】C。
【解析】AB.鸡蛋在水和盐水中排开的体积相同,而盐水的密度大于水的密度,据阿基米德原理得,鸡蛋在盐水中受到的浮力大,故AB错误;
CD.鸡蛋在水中下沉,在盐水中悬浮,据物体的浮沉条件知,鸡蛋的密度大于水的密度、等于盐水的密度,故C正确,D错误。
故选C。
3.(2020·四川乐山)如图所示,将两个完全相同的小球分别放入盛有两种不同液体的甲、乙烧杯中,待小球静止后,两个烧杯内液面高度相同。下列说法正确的是( )。
A. 甲烧杯中小球受到的浮力大 B. 乙烧杯中小球排开液体的质量大
C. 甲烧杯中液体的密度大 D. 乙烧杯底部受到液体压强大
【答案】C。
【解析】A.因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,所以同一只小球在两杯中受到的浮力相等,都等于小球的重力,故A错误;
B.因为小球在两杯中受到的浮力相等,都等于小球的重力,小球在两杯中排开液体的质量相等,故B错误;
C.由图可知,小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态。根据浮沉条件可知
ρ甲液>ρ球,ρ乙液=ρ球
所以,ρ甲液>ρ乙液,故C正确;
D.两杯中液面相平,ρ甲液>ρ乙液,根据p=ρ液gh可知,烧杯底受到液体的压强
p甲液>p乙液
故D错误。故选C。
4.(2020·四川南充)水平桌面上有甲乙两个质量和底面积均相同的容器,分别装有密度不同的液体,将两个完全相同的小球放入容器中,静止时两容器中液面高度相同,如图所示。下列说法正确的是( )。
A. 甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度;
B. 甲容器中小球受到的浮力大于乙容器中小球受到的浮力;
C. 甲容器底部受到液体的压力大于乙容器底部受到液体的压力;
D. 甲容器对桌面的压力一定大于乙容器对桌面的压力
【答案】C。
【解析】AB.两个小球重力相等,甲图,小球漂浮,浮力等于重力,即F甲=G
乙图,小球悬浮,浮力等于重力,即F乙=G
所以甲容器中小球受到的浮力等于乙容器中小球受到的浮力,根据F浮=ρ液gV排,在浮力相同时,由图知,V甲排<V乙排
所以,ρ甲>ρ乙
故AB错误;
C.两容器中液面高度相同,ρ甲>ρ乙
根据p=ρgh可知p甲>p乙
由F=pS可知,S相同,容器底受到液体的压力F甲>F乙
故C正确;
D.放入球后,两容器液面相平,V甲排<V乙排
两个容器底面积相同,甲容器上下一样粗,乙容器底小口大,不能判断放入小球前,两个容器中液体体积的大小关系,所以两个液体的质量大小关系不能判断,容器对桌面的压力等于容器、液体和小球的总重力,它们的大小关系不能判断,故D错误。
故选C。
5.(2020·四川雅安)如图所示,当乒乓球从水里上浮到水面上,乒乓球在A位置时受到的浮力为FA,水对杯底的压强为pA,在B位置时受到的浮力为FB,水对杯底的压强为pB,则它们的大小关系是( )。
A. FA=FB pA=pB B. FApB D. FA>FB pA=pB
【答案】C。
【解析】由图可知:乒乓球在A位置时是浸没,V排A=V球
在B位置时是漂浮,V排BV排B
由可知FA>FB
由于从水里上浮直至漂浮在水面上,排开水的体积减小,水面下降,则有hA>hB
根据可知pA>pB
故选C。
6.(2020·四川雅安)预计2020年通车的雨城区“大兴二桥”在施工时,要向江中沉放大量的施工构件。如图甲所示,假设一正方体构件从江面被匀速吊入江水中,在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,构件所受浮力F1、钢绳拉力F2随h的变化如图乙所示(g取10N/kg)。下列判断正确的是( )。
A. 构件的边长为4m;
B. 构件密度为3×103kg/m3;
C. 浮力F1随h变化的图线是图乙中的①图线;
D. 当构件的下表面距江而4m深时,构件上表面受到江水的压强为4×104Pa
【答案】B。
【解析】(1)当构件完全淹没时的高度则为构件的边长;
(2)利用体积公式求出其体积,根据图中可知构件完全浸没时的拉力,此时构件受到的浮力、重力以及拉力的关系为F浮=G-F2 ,然后将密度和体积代入可得ρ水gV排=ρgV-F2,将已知数据代入即可求出构件的密度。
(3)先分析构件下沉过程中,排开水的体积变大,因此构件受到的浮力变大,当构件排开水的体积不变时,构件受到的浮力也不再改变;
(4)利用p=ρ水gh即可求出底部受到江水的压强。
【详解】A.从乙图中可以看出,当构件完全淹没时的高度为2m,则构件边长为2m,故A错误;
B.构件体积V=2m×2m×2m=8m3
构件完全淹没时,V排=V=8m3,F2=1.6×105N,则有F浮=G−F2
ρ水gV排=ρgV−F2
代入数值可得:1×103kg/m3×10N/kg×8m3=ρ×10N/kg×8m3−1.6×105N
则ρ=3×103kg/m3,故B正确;
C.由图可知,构件在浸入水中的过程是排开的水的体积变大,所以浮力逐渐变大;当构件浸没后排开水的体积不变,所以浮力不变,因此浮力F1随h变化的图线是图乙中的②,故C错误;
D.当h=3m时,构件底部受到江水的压强:p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa
故D错误。故选B。
7.(2020·新疆)一个盛有足够多水的溢水杯放在水平桌面上,先往溢水杯中投入一个质量为m的小球A,从溢水杯中溢出的水的质量为20 g,再往溢水杯中投入一个质量为2 m的小球B,从溢水杯中再次溢出的水的质量为80 g,此时A、B小球受到的总浮力为F浮,水对溢水杯底部产生的压力比两小球投入溢水杯前增加了,已知小球A、B的密度均小于水的密度,则( )。
A. F浮 = 1.2 N, = 0.2 N B. F浮 = 1.2 N, = 1.2 N
C. F浮 = 1.0 N, = 1.0 N D. F浮 = 1.0 N, = 0 N
【答案】A
【解析】因为小球A、B的密度均小于水的密度,投入水中都漂浮,排出水的质量应当等于自身的质量。因为小球A的质量为m、 B的质量为2 m,如果溢水杯已经装满,B球排出水的质量应该是A球的二倍。那么B排出80g水,说明B的质量为80g;A的质量为40g,A应当排出40g水,但A球只排出了20g水。这说明溢水杯没有装满,A球放入时有20g水没有排出溢水杯。故A、B小球受到的总浮力为F浮为
水对溢水杯底部产生的压力比两小球投入溢水杯前增加了
故A符合题意;BCD不符合题意
8.(2020·河南)(双选)将两个完全相同的木块放入盛有甲、乙种液体的相同容器中,木块静止时,两容器中液面相平,如图 7 所示。下列说正确的是( )。
A.木块在甲、乙两种液体中所受浮力相等;
B.木块在乙液体中排开液体的质量较大;
C.两容器中木块下表面受到的液体压强相等;
D.两容器底部受到的液体压强相等
【答案】AC。
【解析】 A 选项,两个木块均漂浮,所以浮力等于重力,且木块完全相同,重力相同,故浮力相同,A 正确;
B 选项,根据阿基米德原理,两个木块浮力相等,所以排开液体重力相等,故排开液体质量也相等,B 错误;
C 选项,两木块上表面均未浸没,故下表面压力等于浮力,且下表面底面积相等,故下表面液体压强相等,C 正确;
D 选项,两木块浮力相等,但甲液体中木块浸体积小于乙液体,故甲液体密度大于乙液体,当液面高度相同时,甲液体密度大,液体底部压强也大,故 D 错误。
9.(2020·江苏连云港)下列关于浮力的说法正确的是( )。
A. 质量大的物体在液体中所受浮力一定大;
B. 码头上正在卸货的轮船所受的浮力逐渐减小;
C. 物体密度小于液体密度时物体在液体中处于悬浮状态;
D. 潜水艇在水面下从大海潜行进入长江,所受浮力不变
【答案】B。
【解析】A.液体密度不变时,物体所受的浮力大小与其排开的液体的体积有关,与物体的质量大小无关,故A错误;
B.当停在码头上的轮船正在卸货时,质量减少,船的重力减小,船漂浮在水面上时,船的浮力等于物体重力,所以船所受到的浮力也减小,故B正确;
C.物体密度等于液体密度时物体在液体中处于悬浮状态,故C错误;
D.海水的密度大于江水的密度,潜水艇在水面下,排开液体的体积不变,从大海潜行进入长江,由F浮=ρ液gV排可知浮力变小,故D错误。
故选B。
二、填空题
1.(2020·四川甘孜州)如图甲所示,小聪课余时间用弹簧测力计做浮力实验。他用弹簧测力计挂着实心圆柱体,圆柱体浸没在水中且不与容器壁接触,然后将其缓慢拉出水面,弹簧测力计示数随圆柱体上升距离的变化情况如图乙,g取10N/kg,则圆柱体的重力为_________ N,圆柱体受到的最大浮力是__________N。
【答案】(1)2;(2)0.4。
【解析】由图象可知,当物体完全露出水面时,弹簧测力计的示数为2N,由二力平衡知识得圆柱体的重力为2N。
由图象可知,当圆柱体浸没在水中时,弹簧测力计的示数,故圆柱体受到的最大浮力:。
2.(2020·重庆A)小明有一个不吸水的工艺品,底座为质地均匀的柱形木块A,木块上粘有合金块B。他将工艺品竖直放置在水中(如图9甲),静止时木块浸人水中的深度为h1,按图9乙竖直放置.静止时木块浸人水中的深度为h2,工艺品所受浮力与甲图相比 (选填“变大”“变小"或“不变")。因粘合处松开导致合金块沉底,若不计粘合材料的影响,合金的密度为水的n倍,当木块在水中竖直静止时浸人的深度h1= (用h1、h2、n表示)。
【答案】不变;。
【解析】将AB当成一个整体,整体在甲乙两图中都处于漂浮状态,所以受到的浮力不变;
漂浮:浮力等于重力,整体的重力不变,浮力不变,整体排开液体的总体积不变
设木块的底面积为S,则甲乙两图V排相等,即
甲乙两图中浮力相等且等于总重力
当B掉下去后,A物体处于漂浮状态,
3.(2020•岳阳)关于流体的力现象正确的是( )。
A.鸟翼获得向上的升力,是因为流体在流速大的地方压强大;
B.在水中上浮的物体受到浮力,下沉的物体不受浮力;
C.重力一定的轮船从长江驶入海洋,浮力不变;
D.石块没入水中越深,浮力越大
【答案】C。
【解析】流体在流速大的地方压强小;浸在液体中的物体受到液体对它竖直向上的浮力;浮力的大小只与物体排开液体的体积和液体的密度有关;漂浮在液面的物体受到的浮力等于物体的重力。
故选C。
4.(2020·贵州黔东南)浸没在水中的长方体金属块,上、下表面受到水的压力分别为2N、10N,该金属块受到的浮力为 ________ N,金属块的体积为________,若上表面距离水面的深度为0.4m,现用3N的力把金属块提升0.1m,则此力对物体做的功为________ J,此时金属块受到的浮力将________(选填“变大”、“不变”或“变小”)(,g取10 N/kg)。
【答案】(1)8;(2)8×10-4 ;(3)0.3;(4)不变。
【解析】该金属块受到的浮力为:
由可得,
此力对物体做的功为:
由可得,把金属块提升0.1m,金属块排开水的体积不变,故金属块受到水的浮力不变。
5.(2020·贵州黔南)如图,重为5N,体积为0.2×10-3 m3的物体用细线系在弹簧测力计的挂钩上,将它浸没在水中,物体受到的浮力是____N, 静止时弹簧测力计的示数是______N (g=10N/kg)。
【答案】(1)2;(2)3。
【解析】根据阿基米德原理得:
物体静止时,处于平衡状态,对物体受力分析,物体受重力、浮力和拉力,即
则:
6.(2020·黑龙江龙东)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)
【答案】1.0907X108Pa;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
7.(2020·四川成都)旅游景区的“热气球”升空是利用了空气产生的_____________;民航客机起飞,是利用机翼上、下表面空气流速不同而产生的____________。(两空均选填“升力”或“浮力”)
【答案】(1)浮力;(2)升力。
【解析】气球中的空气本来是和周围的温度是一样的,密度也一样;当对气球中的空气加热时,气球中的空气受热,温度升高,体积变大,密度就变小了,就会产生向上的浮力。
飞机向前飞行时,机翼与周围的空气发生相对运动,相当于有气流迎面流过机翼,气流被机翼分成上下两部分,在相同时间内,机翼上方气流通过的路程较长,因而速度较大,它对机翼的压强较小;下方气流通过的路程较短,因而速度较小,它对机翼的压强较大;因此在机翼的上下表面存在压强差,对飞机产生了向上的升力。
8.(2020·四川南充)某次军事演习中,执行深海作业的潜水艇悬浮在海水中(如图)。要使潜水艇下潜,应对水舱________(选填“注水”或“排水”),在下潜过程中,海水对潜水艇上下表面的压力差________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)注水;(2)不变。
【解析】潜水艇悬浮在海水中,要使潜水艇下潜,则需要重力将大于浮力,所以,此时应对水舱注水。
在下潜过程中,潜水艇上、下表面受到海水对它的压力差等于潜水艇自身受到浮力,由阿基米德原理知道,由于排开水的体积不变,水的密度不变,即浮力保持不变。
9.(2020·新疆)055型驱逐舰是我国新一代主力驱逐舰,也是我国打造蓝水海军的重要力量:
(1)我国055型驱逐舰南昌舰的排水量为1.2×104 t,南昌舰满载时,受到的浮力为_________N,排开水的体积为_________m3(海水的密度取1×103 kg/m3)。在有风的天气,南昌舰以相同的速度逆风行驶比顺风行驶时,舰体外侧面受到的大气压强更_________(填“大”或“小”);
(2)南昌舰进行反潜训练时,声呐系统是利用_________(填“超声波”或“次声波”)探测敌方潜艇的。南昌舰将产生的尾气和冷空气混合后再排出,目的是为了减弱敌方的_________(填“红外”或“紫外”)探测。南昌舰以柴油作为动力燃料,每消耗1 t柴油产生的可利用的能量为1.72×1010J,柴油的热值为4.3×107 J/kg,则南昌舰热机的效率为_________。
【答案】(1)1.2×108 ;(2)1.2×104 ;(3)小;(4)超声波;(5)红外;(6)40%。
【解析】(1)根据阿基米德原理有
排开水的体积为:
流体在流速越大的位置,压强越小。逆风行驶比顺风行驶时,船的外侧空气相对船的速度更大一些,故压强更小一些。
(2)超声波的指向性强,用来制作声呐。
物体的温度越高,向外辐射的红外线越强。降低温度,可以降低红外辐射。
柴油完全燃烧放出的能量为
效率为:
10.(2020·四川遂宁)小聪给同学们表演了一个非常有趣的魔术,将装有水的玻璃杯放在木质暗盒上,杯中放入一空心铁球,如图甲所示,小聪操作暗盒上的旋钮,就能看到铁球在水中上下运动,同学们很好奇,于是小聪进行了揭秘:玻璃杯和水总重20N,玻璃杯与暗盒接触面积为100cm2,铁球质量60g,体积100cm3,玻璃杯正下方是电磁铁。闭合开关前,铁球漂浮在水面受到的浮力是 N;闭合开关后,电磁铁的上端是 极,调节暗盒上的旋钮,减小变阻器接入阻值,电流增大,电磁铁磁性 (选填“增强”、“减弱”或“不变”),小球向下运动。电磁铁中电流I与电磁铁对小球吸引力F的关系如图乙所示(未考虑小球与电磁铁距离远近对吸引力F的影响),当电流为 A时,小球刚好浸没于水中,此时暗盒受到杯底的压强是 Pa(g=10N/kg,不考虑水的阻力)。
【分析】(1)铁球漂浮在水面,受到的浮力等于其重力,根据G=mg求出受到的重力,从而得出浮力大小;
根据安培定则确定电磁铁的上端的极性;
小球刚好浸没于水中,由阿基米德原理得出球受到的浮力,由力的平衡得出电磁铁对小球吸引力F的大小,由图可知此时的电流;
(2)小球刚好浸没于水中求出此时暗盒受到杯底的压力,根据p=求出暗盒受到杯底的压强。
【解答】解:(1)铁球漂浮在水面,故受到的浮力等于其重力:F浮=mg=0.06kg×10N/kg=0.6N;
闭合开关后,根据安培定则,电磁铁的上端是S极;
调节暗盒上的旋钮,减小变阻器接入阻值,电流增大,电磁铁磁性增强,小球向下运动;
小球刚好浸没于水中,由阿基米德原理,步球受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=ρ水gV物=1.0×103kg/m3×10N/kg×100×10﹣6 m3=1N;
由力的平衡,F浮=G+F吸,
F吸=F浮﹣G=1N﹣0.6N=0.4N,根据电磁铁中电流I与电磁铁对小球吸引力F的关系知,此时的电流为0.8A;(2)小球刚好浸没于水中,此时暗盒受到杯底的压力为:
F=G杯水+G铁+F吸=20N+0.6N+0.4N=21N;
暗盒受到杯底的压压强是:p===2100Pa。
故答案为:0.6;S;增强;0.8;2100。
【点评】本题考查安培定则、影响电磁铁磁性强弱的因素,力的平衡、阿基米德原理、力的平衡、压强公式的运用,综合性强。
三、实验探究题
1.(2020·四川乐山)物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中,用弹簧测力计挂着一实心圆柱体,以下图a、b、c、d、e分别为实验情景。(g取10N/kg)
(1)通过a、c两次实验,可知物体浸没在水中所受浮力大小是______N;
(2)通过______两次实验,可探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系;
(3)通过c、e两次实验,可探究物体所受浮力大小与______的关系;
(4)在某种液体中进行探究的过程中,记录实验数据,得到如图f所示弹簧测力计读数与圆柱体下表面浸入深度的关系图像,则该液体的密度为______kg/m3。
【答案】(1)0.5;(2)c、d;(3)液体密度;(4)0.8×103。
【解析】(1)由a、c两次实验中测力计示数可知,物体浸没在水中所受的浮力为
F浮水=G-Fc=2N-1.5N=0.5N
(2)由图c、d所示实验可知,物体排开液体的种类与物体排开液体的体积都相同而物体浸入液体的深度不同,这两次实验可以探究物体浸没在水中时受到的浮力大小与浸没深度是否有关。
(3)由图c、e所示实验可知,物体排开液体的体积相同而液体密度不同,该实验可以探究浮力大小与液体密度的关系。
(4)实验步骤c中,物体受到的浮力为:F浮c=G-Fc=2N-1.5N=0.5N
实验步骤e中,物体受到的浮力为:F浮e=G-Fe=2N-1.6N=0.4N
因物体均浸没,所以V排水=V排液
根据阿基米德原理,
所以该液体的密度为:
四、计算题
1.(2020·贵州黔西南)如图甲所示,有一体积、质量忽略不计的弹簧,其两端分别固定在容器底部和正方体形状的物体上。已知物体的边长为10cm,弹簧没有发生形变时的长度为10cm,弹簧受到拉力作用后,伸长的长度与拉力F的关系如图乙所示。向容器中加水,直到物体上表面与液面相平,此时水深24cm。(g=10N/kg)求:
(1)物体受到水的浮力;
(2)打开出水口,缓慢放水,当弹簧处于没有发生形变的状态时,关闭出水口。求放水前后水对容器底部压强的变化量。
【答案】(1)10N;(2)800Pa。
【解析】(1)物块刚好完全浸没在水中,则
物体所受的浮力:
(2)由图甲可知,当物体上表面上液面齐平时,物体上表面距容器底的距离为
h=24cm
弹簧伸长的长度:
由图乙可知,此时弹簧对物体的拉力为F拉=4N
木块的重力:
当弹簧处于没有发生形变的自然状态时,L弹簧=10cm
此时物体受的浮力:
可得:
此时水的深度:
放水前后水对容器底部压强的变化量:
答:(1)物体受到水的浮力是10N;(2)放水前后水对容器底部压强的变化量是800Pa。
2.(2020·山东聊城)潜水艇为增强国防力量,维护祖国安定发挥了重要作用。潜水艇截面如图所示,通过向水舱中充水或从水舱向外排水来改变潜水艇的自重,从面使其下沉或上浮。我国某型号潜水艇的总体积为2×103m3,水舱未充海水时潜水艇总重为1.26×107N,最大下潜深度可达400m。海水密度取1.03×103kg/m3。g取10N/kg。求:
(1)最大下潜深度处的海水压强;
(2)潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力;
(3)潜水艇悬浮在海水中时,水舱中充入海水的质量。
【答案】(1)4.12×106Pa;(2)2.06×107N;(3)8×105kg。
【解析】(1)最大下潜深度处的海水压强:
(2)潜水艇完全潜入海水中时,排开海水的体积:
潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力:
(3)潜水艇悬浮在海水中时,受力平衡,浮力等于重力,即
则水舱中充入海水的质量:
答:(1)最大下潜深度处的海水压强是4.12×106Pa;(2)潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力是2.06×107N;(3)潜水艇悬浮在海水中时,水舱中充入海水的质量是8×105kg。
3.(2020·四川雅安)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。
【答案】(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。
【点睛】1.可以以圆筒,液体为整体受力分析求出压力和压强;2.也可以根据圆柱体浸没圆筒时的h液求出p液,再求出液体对圆筒底部的压力F液,再求出对桌面的压力F压进而求出压强。
4.(2020·安徽)某同学想测量一种液体的密度。他将适量的待测液体加入到圆柱形平底玻璃容器里,然后一起缓慢放入盛有水的水槽中。当容器下表面所处的深度 h1=10cm 时,容器处于直立漂浮状态,如图 a 所示。已知容 器的底面积 S=25cm2,ρ 水=1.0×103kg/m3,g 取 10N/kg。
(1)求水对容器下表面的压强;
(2)求容器受到的浮力;
(3)从容器中取出 100cm3 的液体后,当容器下表面所处的深度 h2=6.8cm 时,容器又处于直立漂浮状态,如图 b 所示。求液 体的密度。
【解析】(1)p1=ρ水 gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1.0×103Pa
(2)F浮=F向上=p1S=1.0×103Pa×25×10-4m2=2.5N
(3)p2=ρ水 gh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×6.8×10-2m=680Pa
F浮1= F 向上1= p2S=680Pa×25×10-4m2=1.7N
△G= F 浮- F 浮1=2.5N-1.7N=0.8N
。
5.(2020·重庆B)如图所示,底面积为200cm2、重为10N的薄壁柱型容器,放在水平桌面上,把边长为10cm的实心正方体A(不吸水)用细线悬挂固定在容器正上方静止时,正方体A有的体积和浸入水中,此时容器内水深12cm,已知正方体A的密度ρ=3.0g/cm3。求:
(1)水对容器底部的压强;
(2)正方体A受到的浮力大小;
(3)解开细线,将正方体A缓缓放入水中,待正方体A静止后(容器中的水未溢出),容器对桌面的压强。
【答案】(1)1.2×103Pa;(2)6N;(3)2900Pa。
【解析】(1)水对容器底部的压强:
(2)正方体A受到的浮力大小:
(3)水的体积为:
由得,水的质量:
水的重力:
A的质量:
A的重力:
容器对桌面的压强:。
答:(1)水对容器底部的压强是;(2)正方体A受到的浮力大小6N;(3) 容器对桌面的压强是。
6.(2020·山东滨州)如图甲所示,一个底面积为的薄壁圆柱形容器置于水平地面上,装有深的水。现将物体A放入其中,物体A漂浮于水面上,如图乙所示,此时容器底部受到水的压强比图甲增大了。当再给物体A施加一个竖直向下大小为的力F以后,物体A恰好浸没水中静止(水未溢出),如图丙所示。(,g取)求:
(1)容器中水的质量。
(2)物体A放入前,容器底部受到水的压强。
(3)物体A的密度。
【答案】(1)12kg;(2);(3)。
【解析】(1)容器中水的体积:
容器中水的质量:
(2)物体A放入前,容器底部受到水的压强:
(3)物体A漂浮与放入前,水对容器底增大的压强:
由得,水面上升的高度:
由于物体A漂浮,则,
物体A浸没后所受浮力:,
由于物体A浸没,则
物体A的密度:。
答:(1)容器中水的质量是12kg;(2)物体A放入前,容器底部受到水的压强是3×103Pa;(3)物体A的密度是0.8×103kg/m3。