一、选择题 1.下列的数据估计正确的是(
)
A.一个中学生的体重大约是 500kg
B.本溪桓仁大雅河最深处的压强为 7×10 5 Pa
C.一位成年人站立时对地面的压强为 1500Pa
D.一位成年人浸没水中时受到浮力约为 600N
2.春天到了,农村还有人让老母鸡来孵小鸡。逐渐发育的小鸡会把鸡蛋内的营养成分消耗掉,总质量变小,来实现自己的成长。利用这个原理,孵过一段时间后,人们会把鸡蛋拿出来放入盆中加水,来检验孵化是否成功,这时会发现有的鸡蛋沉底,有的鸡蛋则浮出水面,假设最初挑选的是大小完全相同的鸡蛋,那么(
)
A.浮出水面的鸡蛋受到的浮力大
B.下沉的鸡蛋是孵化成功的鸡蛋
C.无论哪种,鸡蛋的密度都不变
D.上浮鸡蛋孵化成功,密度变小
3.质量相同的甲、乙、丙、丁 4 个小球,分别静止在水中的不同深度处,如图所示,则说法正确的是(
)
A.甲浮力最小
B.丁浮力最大
C.丙丁浮力一定相等
D.甲乙浮力一定相等
4.自然界的许多小动物为了适应生存环境,进化出了符合一定物理规律的身体部位。对此,以下从物理学的角度给出的解释中错误的是(
)
A.鱼类主要是靠鳔的调节作用从而改变自身重力来实现下沉和上浮的
B.蚊子细尖的口器,可以增大压强,易于刺穿皮肤吸取人和动物内的血液
C.泥螺体表有一层滑黏的液体,可减小摩擦以利于钻入泥洞
D.壁虎的脚掌上有许多“吸盘”,从而利用大气压使其在天花板上也不会掉下来
5.如图甲所示,弹簧测力计下挂有一个圆柱体,把它从盛水的烧杯中缓慢提升,直到全部露出水面,该过程中弹簧测力计读数 F 随圆柱体上升高度 h 的关系如图乙所示,下列说法正确的是(
)
A.圆柱体的体积是 400cm 3
B.圆柱体的密度是 1.5g/cm 3
C.圆柱体受到的重力是 6N
D.圆柱体的高是 5cm
6.一弹簧测力计下挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中,如图已经给出整个过程中弹簧测力计示数 F 与圆柱体下降高度 h 变化关系的图象.下列说法中错误的是
A.圆柱体的高度为 4cm
B.圆柱体的重力为 12N
C.圆柱体所受的最大浮力为 8N
D.圆柱体的密度为 3×10 3 kg/m 3
7.如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景实验甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为 4.0N、2.8N 和 2.5N.若盐水的密度为 1.2×10 3 kg/m 3 ,则下列结论正确的是(
)
A.实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小 0.5N
B.物体 A 的密度为 3.2×10 3 kg/m 3
C.实验丁中,容器底部受到的压力等于 0.3N
D.实验乙中,物体 A 受到的拉力为 10N
8.在水平桌面上,有两个相同圆柱形容器,内盛相等质量的盐水。将同一鸡蛋分别放入其中,鸡蛋静止时如图所示。鸡蛋在甲、乙两杯中所受浮力分别为 F 1 和 F 2 ,盐水对容器底部压强分别为 p 1 和 p 2 ,则(
)
A.F 1 >F 2
p 1 >p
2
B.F 1 =F 2
p 1 >p 2
C.F 1 <F 2
p 1 =p 2
D.F 1 =F 2
p 1 =p 2
9.如图所示,大烧杯中放入足量的水,放在水平桌面上,小烧杯(玻璃)漂浮在水面上,让小烧杯倾斜进水后沉入水底,关于这一情景,下列分析正确的是(
)
A.小烧杯漂浮时其侧壁不受水的压力
B.小烧杯漂浮时受到的浮力大于它的重力
C.小烧杯漂浮时大烧杯对桌面的压力比小烧杯沉入底部静止时大烧杯对桌面的压力大
D.小烧杯浸没后大烧杯底部受到水的压强变小了
10.甲、乙两个圆柱形容器完全相同,静止放在水平桌面上,容器中分别盛有体积相同的A、B 两种液体,将一个小球先后放入两个容器中,静止时,小球在甲容器中漂浮,在乙容器中沉底,如图所示。若 A、B 液体的密度分别为 ρ A 、ρ B ,小球在 A、B 液体中所受浮力分别为 F A 、F B ,A、B 液体对容器底部的压强分别为 p A 、p B ,甲、乙两个容器对桌面的压强分别为 p 甲 、p 乙 ,则下列判断中正确的是(
)
A.ρ A <ρ B
B.F A =F B
C.p A >p B
D.p 甲 <p 乙
二、填空题 11.如图所示,水平面上有一个底面积为2200cm ,足够高的圆柱形薄壁容器,容器中装有质量为 2kg 的水.现将一个质量分布均匀,体积为3500cm 的物体 A (不吸水)放入容器中,物体 A 漂浮在水面上,物体 A 浸入水中的体积为总体积的25,再在物体 A 的上方放一个物体 B ,使 A 恰好浸没于水中( B 未浸入水中),则物体 B 的质量为______ g ,物体 A 刚好浸没时所受到的浮力为______ N ,此时容器底部受到水的压强为______ Pa 。
12.某校课外科技小组的同学为测量暴雨过后浑浊江水的密度,设计了如图所示的一套装置:A 是弹簧测力计,B 是边长为 10cm 的正方体浮子,C 是圆柱形容器,底面积为200cm2 ,高为 60cm.D 是一固定在容器底部的定滑轮.弹簧测力计和正方体浮子之间用一轻质无伸缩的细线通过滑轮相连接(不考虑滑轮的摩擦和滑轮的体积,取 g=10N/kg),B浸没在清水中,弹簧测力计示数为 5N,水的高度为 20cm,则 B 的重力为_____-;若将容器中的清水用同体积的浑水替换,容器 C 对桌面的压强增加了 100Pa,则浑水的密度相比清水的密度______(选填“增大”或“减小”)了_____kg/m 3 .
13.如图所示,光滑带槽的长木条 AB(质量不计)可以绕支点 O 转动,木条的 A 端用竖直细绳连接在地板上,OB=0.4m.在木条的 B 端通过细线悬挂一个高为 20cm 的长方体木块,木块的密度为 0.8×103
kg/m 3 。B 端正下方放一盛水的溢水杯,水面恰到溢水口处.现将木块缓慢浸入溢水杯中,当木块底面浸到水下 10cm 深处时,从溢水口处溢出 0.5N 的水,杠杆处于水平平衡状态.然后让一质量为 100g 的小球从 B 点沿槽向 A 端匀速运动,经 4s的 时 间 , 系 在 A 端 细 绳 的 拉 力 恰 好 等 于 0 , 则 小 球 的 运 动 速 度为
m/s.(g 取 10N/kg)
14.如图,边长为 10cm 的正方体木块漂浮在水面,静止时木块有12露出水面,则 ρ 木=______kg/m 3 ,木块所受浮力 F=______N。用手将它缓慢压入水中,当木块刚好全部投入水中时,手对木块压力 F 1 =______N。
15.2019 年 5 月 16 日退役的海军遵义号驱逐舰(简称“遵义舰”)将落户遵义市余庆县,并作为国防教育基地对外开放。“遵义舰”满载时的排水量(排开水的质量)为3670t,则“遵义舰”满载时所受浮力的大小为______N;当“遵义舰”从海洋驶入长江时,它将______(选填“上浮”或“下沉”)一些。(g=10N/kg)
16.潜水艇停泊在海面上,它受到的重力为 G,潜水艇停泊在海面上时受的浮力_________G;潜水艇下潜时受到的浮力_________G;潜水艇在水下匀速潜行时受到的浮力_________G。(以上三空选填大于、等于、小于)
17.如图所示,一个木块浮在容器中的水面上,设想将木块露出水面的部分切去并取走,那么木块将____,水对容器底的压强将_________ ,容器对桌面的压力将_________ 。
18.有两种颜色和密度都不相同的饮料,密度分别是1 和2 ,分别取相同的质量 m 装入相同的甲、乙两杯中,如图所示。然后小明把甲、乙杯中的部分饮料依次缓慢倒入另一玻璃杯丙中,便做出了一杯好看的分层彩色饮料。丙杯中,上层的是哪一种饮料_____(选填“1 ”或“2 ”);如果甲、乙杯中的饮料全部都倒入了丙杯中,并用筷子把丙杯中的分层饮料搅拌均匀,不计前后总体积的变化。则搅拌均匀后的饮料密度为_____。(用题目中出现的字母来表示)
19.如图所示,有一块密度为 0.9×10 3
kg/m 3 的蜡块漂浮在水面上,有 20cm 3 的体积露出水面.则该蜡块的重力为________N.如将水换成酒精,待放入的蜡块静止后,蜡块所受的浮力是______N.
(g 取 l0N/kg,ρ 酒精 =0. 8×10 3
kg/m 3 )
20.如图所示,A、B 是分别盛有适量的煤油和水的相同容器,底面积均为 100cm 2 ,置于水平桌面上。现将一实心小球分别放入 A、B 两容器中(均无液体溢出),小球静止后排开煤油和水的体积分别为 20cm 3 和 18cm 3 。则小球的密度为_____kg/m 3 ;小球静止在 B 容器中时,水对容器底的压强增大了______Pa( ρ 煤 =0.8×10 3 kg/m 3 ,g=10N/kg)。
三、实验题 21.小华帮爷爷浇菜园,他从井中提水时发现盛满水的桶露出水面越多,提桶的力就越大。由此他猜想:浮力大小可能与物体浸入液体的深度有关。于是他和小明用圆柱体、弹簧测力计、水和刻度尺等器材进行探究,如图 17 所示,并记录了圆柱体下表面浸入水中深度 h 时弹簧测力计的示数(如下表所示)。
实验
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
h/m
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
0.18
F/N
9.5
8.5
7.5
6.5
5.5
4.5
3.5
3.1
3.1
3.1
(1)当 h=0.02m 时,圆柱体受到的浮力是______牛;
(2)小华分析实验序号 1 至 7,可以得出初步结论是:______;
(3)小明认为实验过程不够完善,理由是______;
(4)小华选用的圆柱体高度范围是______ 。
A.“13 厘米>h>12 厘米”;
B.“14 厘米>h>13 厘米”;
C.“14 厘米>h>12 厘米”。
22.在一次物理兴趣小组的活动中,某小组同学准备用弹簧测力计、烧杯、水、吸盘、滑轮、细线来测量木块(不吸水)的密度。
(1)使用弹簧测力计前,应先检查指针是否在零刻度的位置,在一定的范围内拉伸到弹簧时,弹簧的拉力越大,弹簧的伸长量就越______。
(2)如图(甲)所示,用弹簧测力计测出木块在空气中的重力为 0.6 N,将定滑轮的轴固定在吸盘的挂钩上,挤出吸盘内部的空气,吸盘在______作用下,被紧紧压在烧杯底部,如图
(乙)所示。在烧杯中倒入适量的水,将木块放入水中后,用弹簧测力计将木块全部拉入水中,如图(丙)所示,此时弹簧测力计示数为 0.4 N。
(3)如果不计摩擦和绳重,图(丙)所示的木块受到的浮力为______N,
(4)如果将烧杯中的水换成另一种液体,用弹簧测力计将该木块全部拉入该液体中时,弹簧测力计示数为 0.2 N,该液体的密度为______kg/m 3 。
23.为了直观验证阿基米德原理,实验装置如图所示,把弹簧测力计上端固定在铁架台上,用粗铁丝做一个框,挂在弹簧测力计挂钩上。在粗铁丝框上端悬吊一个金属块,下端放一小杯。在金属块的正下方,有一个溢水杯,溢水杯放置在铁架台的支架上,溢水杯跟金属块、粗铁丝都不接触。
(1)平稳缓慢地抬高溢水杯支架,使金属块完全浸没入水中(如图甲→乙→丙),在此过程中。弹簧测力计示数:F 甲
______F 乙 (选填“大于”、“等于”或“小于”)。由此可知浸入液体中的物体所受浮力的大小等于______。
(2)再平稳缓慢地降低溢水杯支架,使金属块完全离开水面(如图丁)。可以计算出图丙中金属块所受到的浮力约为_____N,此时浮力的测量数值比真实数值将______(选填“偏大”或“偏小”)。
24.小明在教材 “综合实践活动”中,认识了密度计.将其放入液体中,当它竖立静止时,与液面相交的刻度即为待测液体的密度.
(1)如图甲、乙所示,让同一支密度计分别静止在水和酒精中,可以判断:装水的容器是______(甲/乙),若该密度计两次测量中排开液体的质量分别为 m 1 、m 2 ,则 m 1 _______(>/=/<)m 2 .
(2)小明将一支铅笔的下端缠绕了适量铜丝(铜丝体积忽略不计),初步做成了一支密度计(如图丙);为了给密度计标上刻度,他进行了如下实验:
a.将其放入水中,竖立静止后,在密度计上与水面相平处标上水的密度值 1.0g/cm 3 ;
b.将其放入酒精中,用同样的方法在密度计上标上酒精的密度值 0.8g/cm 3 ;
c.像标弹簧测力计刻度一样,将整个铅笔均匀标上刻度,你认为刻度 0.8 应该在图丙中的_______(p/q)点. 他将做好的密度计放入已知密度 0.9g/cm 3 植物油中进行检验,发现液面明显不在 0.9g/cm 3 的刻度处.你认为原因是________.
(3)若被测液体的密度为 ρ 液 ,密度计浸入被测液体的深度为 h(如图丁)、自制密度计的质量为 m,铅笔的横截面积为 S,请你推导出 h 与 ρ 液 的关系式:h= ______(用给定的字母表示推导结果).要使密度计上两条刻度线之间的距离大一些,使测量结果更精确,可适当_______(增大/减小)配重.
(4)若测量液体密度时,密度计接触到容器的底部,测得的密度值将________(大于/ 小于/等于)实际值.
25.在“探究浮力大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下猜想:
A.可能跟物体浸入液体的深度有关
B.可能跟物体排开液体的体积有关
C.可能跟液体的密度有关
D.可能跟物体的密度有关
为了验证上述猜想,李明做了如图所示实验,他在弹簧测力计下端挂一个物体 A,顺次把它缓缓地浸入水中不同位置,在这一过程中:
(1)铁块从位置甲 —乙—丙的过程中弹簧测力计的示数_____,说明铁块受到的浮力____;从位置丙丁的—过程中弹簧测力计的示数_____,说明铁块受到的浮力______。
(以上均选
填“变大”、“变小”或“不变” )
(2)通过以上实验可以验证上述猜想______是正确的。(选填上述猜想前的字母)
(3)通过实验______可以验证猜想 A 是错误的。
(选填“甲”、“乙”、“丙”、“丁”或“戊” )
(4)通过乙、丙两次实验可以验证上述猜想____可能是正确的(选填上述猜想前的字母)。
(5)实验丙、丁测力计示数相同,______ (选填“能”或“不能”)删除实验丁,理由是___。
四、作图题 26.请在图中画出正在水中下沉的铁块所受力的示意图(不考虑水的阻力):
(_______)
27.请在图中的 O 点画出物块在水中受到的浮力 F 的示意图.
(_______)
28.请画出热气球静止时所受力的示意图(空气阻力不计)
五、计算题 29.如图为一种能在水中漂浮的水陆两栖抢险救援车,人和车的总质量为 600 kg,当救援车静止在水平地面上,与地面接触的总面积是 0.06m 2 。已知 ρ 水 = 1×10 3
kg/m 3 ,g 取 10 N/kg。求:
(1)人和车的总重力;
(2)人和车静止在水平地面上时对地面的压强;
(3)人和车漂浮在水面上时所受的浮力;
(4)人和车漂浮在水面时排开水的体积。
30.如图甲所示,将底面积为 0.02m 2 、重为 14N 的容器放在水平桌面上,往容器内装入重为 100N、深为 40cm 的水,求:(g=10N/kg,ρ 水 =1.0×10 3 kg/m 3 )
(1)水对容器底部的压力;
(2)将边长为 10cm,密度为 0.6×10 3 kg/m 3 的实心正方体木块放入容器中(如图乙),木块水平静止后浸入水中的深度;
(3)木块水平静止后(如图乙)容器对水平桌面的压强。
31.如图所示,将质量为 140 g,底面积为 100 cm 2 ,高为 20 cm 的薄壁柱形容器置于水平地面上,逐渐倒入 3 cm 深的水。现用手将一系有细绳的圆柱体 A 缓慢向下浸入水中,圆柱体 A 的质量为 360 g,底面积为 40 cm 2 ,高为 10 cm,最终当圆柱体 A 静止后松开手。整个过程中圆柱体不吸水,细绳质量不计。求:
(1)圆柱体 A 的密度;
(2)圆柱体 A 最终静止时容器对地面的压强;
(3)圆柱体 A 最终静止时水对容器底的压力。
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一、选择题
1.D
解析:D
【分析】
首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
【详解】
A.中学生的质量大约是 50kg,故 A 错误;
B.本溪桓仁大雅河最深处约 5m,故压强为
3 3 4=1.0 10 kg/m 10N/kg 5m=5 10 Pa p gh
故 B 错误;
C.成年人每只鞋的底面积大约为 200cm 2 ,即 0.02m 2 ,故双脚面积 S=0.04m 2 ;成年人的体重大约为 60kg,压力
=60kg 10N/kg=600N F G mg
压强
42600N=1.5 10 Pa0.04mFpS
故 C 错误;
D.人的密度接近水的密度,在水中视为悬浮状态,所以成年人浸没水中时受到浮力约为
=600N F G 浮 故 D 正确。
故选 D。
2.D 解析:D
【详解】
鸡蛋逐渐发育成小鸡的过程中,会把鸡蛋内的营养成分消耗掉,总质量变小,而鸡蛋的体积不变,由公式mV 可以判断孵化成功的鸡蛋密度减小,小于水的密度会上浮;则浮出水面的鸡蛋是孵化成功的,故 D 正确,ABC 错误。
故选 D。
3.D 解析:D
【分析】
根据浮沉条件逐判断浮力大小。
【详解】
因为 4 小球质量相同,所以甲、乙、丙、丁 4 个小球的重力也相同;根据物体的浮沉条件可知,甲、乙小球漂浮,所以甲、乙小球所受重力即等于其自身浮力,而丙小球悬浮,所以丙小球所受浮力也等于自身重力;丁小球沉底,说明丁小球所受浮力一定小于自身重力;综上所述甲、乙、丙所受浮力相等且等于自身重力,丁所受浮力小于自身重力且在 4个小球中所受浮力最小,故只有 D 选项符合题意.
4.A 解析:A
【分析】
利用物体的浮沉条件来分析鱼类上浮下沉的原因;增大压强方法有:增大压力或减小受力面积;减小摩擦的方法有:减小接触面的压力或减小接触面的粗糙程度;吸盘能吸紧在物体上,是由于受到大气压的作用。
【详解】
A.鱼鳔中充满的是气体,它是利用鱼鳔的充气或放气来改变自身的体积进而改变浮力从而来实现下沉和上浮的,故 A 错误,符合题意;
B.蚊子细尖的口器,可以通过减小受力面积,从而增大压强,那么便易于刺穿皮肤吸取人和动物内的血液,故 B 正确,不符合题意;
C.泥螺体表有一层滑黏的液体,可以减小接触面的粗糙程度,从而减小摩擦,利于钻入泥洞,故 C 正确,不符合题意;
D.壁虎脚掌上的吸盘,可以将吸盘与天花板之间的气体排出,而在吸盘外侧的大气压作用下紧贴在天花板上,不会掉下来,故 D 正确,不符合题意。
故选 A。
5.A 解析:A
【分析】
(1)由图像可知,圆柱体上升高度在 0~2cm 时,圆柱体浸没水中,知道此时弹簧测力计示数,此时圆柱体受到的浮力最大,利用称重法求最大浮力;
(2)(3)当圆柱体上升高度在 5cm 以上,圆柱体脱离水面,由图像可知此时弹簧测力计示数,此时圆柱体处于空气中,则圆柱体的重力等于弹簧测力计的示数;利用 F 浮 =ρ 水 gV 排 可求圆柱体的体积,利用 G=mg 求圆柱体的质量,最后利用密度公式求圆柱体的密度;
(4)当圆柱体上升高度在 2cm 以内,圆柱体在水中;当圆柱体上升高度在 5cm 以上,圆柱体脱离水面;若水位不变,圆柱体的高度等于 3cm,现在不知道水位变化,无法确定圆柱体的高度是多少。
【详解】
由图乙可知,圆柱体上升高度在 0~2cm 时,弹簧测力计的示数较小,此时圆柱体浸没水中;上升高度从 2cm 到 5cm,弹簧测力计的示数逐渐变大,此时圆柱体逐渐露出水面;上升高度为 5cm 以后圆柱体脱离水面。
A.由图像可知,圆柱体上升高度在 0~2cm 时,圆柱体浸没水中,此时弹簧测力计示数
F 示 2 =6N
此时圆柱体受到的浮力最大,其大小为
F 浮 =G-F 示 2 =10N-6N=4N
由 F 浮 =ρ 水 gV 排 可得,圆柱体的体积
4 3 33 34N4 10 m 4 m1 1 g000 k /m 1 gc0N/kFV Vg 浮排水 故 A 正确;
BC.当上升高度在 5cm 以上,圆柱体脱离水面,弹簧测力计示数
F 示 1 =10N
此时圆柱体处于空气中,则圆柱体的重力
G=F 示 1 =10N
圆柱体的质量
10N1kg10N/kgGmg 圆柱体密度
3 3 34 31kg2.5 10 kg/m 2.5g/cm4 10 mmV 故 BC 错误;
D.若水位不变,则圆柱体的高度等于 3cm,现在不知道水位变化,则无法确定圆柱体的高度是多少,故 D 错误。
故选 A。
6.D 解析:D
【详解】
A、由图象可知,圆柱体在刚浸没时,下表面所处的深度为 7cm-3cm=4cm h ,因此圆柱体的高度为 4cm,故 A 选项说法正确;
B、由图象可知,当 h=0 时,弹簧测力计示数为 12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,12N G F 拉 ,故 B 选项说法正确;
C、由图象 CD 段可知物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,则圆柱体受到的浮力 12N 4N 8N F G F 浮,故 C 选项说法正确;
D、图象中 CD 段是圆柱体完全浸入水中的情况,则圆柱体受到的浮力 8N F 浮,
又 FgV浮 水 排 , 4 33 38N8 10 m1 10 kg/m 10N/kgFV Vg 浮物 排水,由公式G mg 可求出圆柱体的质量12N1.2kg10N/kgGmg ,则圆柱体密度
3 34 31.2kg1.5 10 kg/m8 10 mmV 物物,故 D 选项说法错误.
7.C 解析:C
【详解】
B.实验甲、丙中,弹簧测力计的示数分别为 4.0N、2.8N,
由 F 浮 =G﹣F 拉 可得,F 浮 =ρ盐水 g V 排 ,物体 A 全部浸没,所以 V 排 等于 V 物 ,则:
ρ 盐水 gV 排 =G﹣F 拉 ,
V 排 =V 物 =G Fg 拉盐水 ,
将 ρ 盐水 =1.2×10 3 kg/m 3 、G=4N、F拉 =2.8N 代入上式可得:
V 排 =V 物 =1×10﹣ 4 m 3 ,
物体 A 的质量:
m=Gg=4N10N/kg=0.4kg,
物体 A 的密度
ρ=mV 物=4 30.4kg1 10 m=4×10 3 kg/m 3
故 B 错误;
D.物体 A 在水中受到的浮力:
F 浮水 =ρ 水 gV 排 =1×10 3 kg/m 3 ×10N/kg×1×10﹣ 4 m 3 =1N,
在乙中物体 A 受到的拉力:
F=G﹣F 浮水 =4N﹣1N=3N
故 D 错误;
A.在实验丙中,弹簧测力计的示数:F 丙拉 =2.8N,在乙中物体 A 受到的拉力:F=3N,
弹簧测力计的示数比乙中小 3N﹣2.8N=0.2N,故 A 错误;
C.由甲、丙中可知:
F 浮盐水 =G﹣F 丙拉 =4N﹣2.8N=1.2N,
根据实验丁中物体 A 对烧杯底部的压力等于支持力
F 支 =G﹣F 浮 ﹣F 丁拉 =4N﹣1.2N﹣2.5N=0.3N,
容器底部也受到盐水对它的压力,故压力等于 0.3N,故 C 正确。
8.D 解析:D
【详解】
鸡蛋悬浮在甲杯中,受到盐水的浮力等于鸡蛋重力;鸡蛋漂浮在乙杯中,受到盐水的浮力也等于鸡蛋重力;所以鸡蛋在甲、乙两杯中所受浮力大小相等,即
F 1 =F 2
由于容器是圆柱形容器,则鸡蛋在甲杯盐水中悬浮,盐水对容器底的压力
F 甲 =G 鸡蛋 +G 盐水
鸡蛋在乙杯盐水中漂浮,盐水对容器底的压力
F 乙 =G 鸡蛋 +G 盐水
所以
F 甲 =F 乙
因为容器相同、容器底面积相同,由压强公式FpS 可知,盐水对容器底部的压强相等,即
p 1 =p 2
ABC 不符合题意, D 符合题意。
故选 D。
9.D 解析:D
【详解】
A.因为液体向各个方向都有压强,所以该烧杯漂浮时浸入水中的侧壁部分也受水的压力,故 A 错误;
B.小烧杯漂浮时,根据漂浮条件可知,其受到的浮力等于它的重力,故 B 错误;
C.小烧杯沉入水底后重力不变,则大烧杯对桌面的压力不变,故 C 错误;
D.小烧杯浸没后,所受的浮力变小,排开水的体积减小,则水面下降,根据 p=ρgh 可知,容器底受到水的压强变小,故 D 正确。
故选 D。
10.C 解析:C
【详解】
A.小球在甲容器中漂浮,所以 ρ A > ρ 物 ,在乙容器中沉底, ρ B < ρ 物 ,所以 ρ A > ρ B ,故 A错误;
B.小球在甲容器中漂浮,所以 F A =G 物 ,在乙容器中沉底,所以 F B <G 物 ,所以 F A >F B ,故 B错误;
C.由于容器中分别盛有体积相同的 A、B 两种液体,所以 V A =V B ,由 A 选项可知 ρ A > ρ B ,根据 m= ρ V 可得 m A >m B ,根据 G=mg 可得 G A >G B ,所以 A 液体对容器底部的压力比较大,由于容器的底面积相同,根据FpS 可知,底面积一定时,压力大的压强大,所以 A 液体对容器底部的压强大,即 p A >p B ,故 C 正确
D.由 C 选项可知 G A >G B ,所以 A 容器对地面的压力较大,由于容器的底面积相同,根据FpS 可知,底面积一定时,压力大的压强大,所以装液体 A 的容器对地面的压强大,即p 甲 >p 乙 ,故 D 错误。
故选 C。
二、填空题
11.300;
5;
1250。
【分析】
本题考查阿基米德原理及理解、物体的浮沉条件、液体压强的相关计算、浮力的相关计算。
【详解】
[1]将物体放入水中时,物体漂浮,物体浸入水中的 解析:300;
5;
1250。
【分析】
本题考查阿基米德原理及理解、物体的浮沉条件、液体压强的相关计算、浮力的相关计算。
【详解】
[1]将物体 A 放入水中时,物体 A 漂浮,物体 A 浸入水中的体积为总体积的25,则
A A25F gV G 浮A 水;
再将 B 放在 A 物体上面,物体 A 刚好完全浸没,但整体仍然漂浮,则
A B A ABgV G F G 浮 水;
所以,
3 3 6 3B A3 31.0 10 kg/m 10N/kg 500 10 m 3N5 5G gV 水,
则
BB3N0.3kg 300g10N/kgGmg ;
[2]物体 A 浸没时,物体 A 受到的浮力
3 3 6 3A1.0 10 kg/m 10N/kg 500 10 m 5N F gV 浮 水;
[3]容器中原来的水的质量为 2kg ,由mV 得水的体积
3 33 32kg2 10 m1.0 10 kg/mmV 水,
由 V Sh 可知,容器中水的初始深度
3 314 22 10 m0.1m200 10 mVhS 容,
当 A 完全浸入水中时,水面上升的高度
3A2500cm2.5cm 0.025m200cmVhS 容,
所以当 A 完全浸入水中时,容器底部受到水的压强
3 31( 1.0 10 kg/m 10N/kg 0.025m 0.1m 1250Pa p gh g h h 水 水。
【点睛】
较难题。分的原因是:
第一、二空:①未放置物体 B 时,不会根据浮沉条件得出物体 A 此时所受到的浮力与物体A 的重力相等;
②放置物体 B 后,不会根据浮沉条件得出物体 A 此时所受到的浮力等于物体 A 和 B 的重力之和;③没有进行单位换算,或单位换算错误;
第三空:①对水槽模型类知识掌握不够全面,无法计算出容器中的水面上升的高度;
②在计算容器底部受到水的压强时,水的深度计算错误。
12.增大
100
【详解】
浮子 B 受到的浮力:F 浮=ρ 水 gV 排=ρ 水 gVB=1×103kg/m3×10N/kg×(0.1m)3=10N, 根据图示可知,浮子 B 受到竖直向下的拉力加上重力等于 解析:增大
100
【详解】
浮子 B 受到的浮力:F 浮 =ρ 水 gV 排 =ρ 水 gV B =1×10 3 kg/m 3 ×10N/kg×(0.1m)
3 =10N,
根据图示可知,浮子 B 受到竖直向下的拉力加上重力等于竖直向上的浮力,即:F 1 +G B =F 浮1 ,浮子 B 的重力:G B =F 浮 1 -F 1 =10N-5N=5N;
B 的体积 V B =(0.1m)
3 =1×10 -3 m 3 =1000cm 3 ,
水的体积 V=Sh-V B =200cm 2 ×20cm-1000cm 3 =3000cm 3 =3×10 -3 m 3 ,
定滑轮质量不计,图中装清水时,弹簧测力计的示数 F 1 =F 浮 1 -G B ,
容器对桌面的压力:F 压 1 =G 容 +G 水 +G B -F 1 =G 容 +ρ 水 Vg+G B -(F 浮 1 -G B )=G 容 +ρ 水 Vg+2G B -F 浮 1 ,-------①
将容器中的清水换为同体积的浑水,容器对桌面的压力:
F 压 2 =G 容 +G 浑水 +G B -F 2 =G 容 +ρ 浑水 Vg+G B -(F 浮 2 -G B )=G 容 +ρ 浑水 Vg+2G B -F 浮 2 ,--------②
因为浑水的密度大于清水的密度,且容器中液体的体积大于木块排开液体的体积,
所以由①②可知 F 压 2 大于 F 压 1 ,
则压力变化量:
△ F 压 =F 压 2 -F 压 1
=G 容 +ρ 浑水 Vg+2G B -F 浮 2 -(G 容 +ρ 水 Vg+2G B -F 浮 1 )
=ρ 浑水 Vg-ρ 水 Vg+F 浮 1 -F 浮 2
=(ρ 浑水 -ρ 水 )Vg-(ρ 浑水 -ρ 水 )V B g,
=(ρ 浑水 -ρ 水 )(V-V B )g,
由 =FpS可得压力变化量:
△ F 压 =△ pS=100Pa×200×10 -4 m 2 =2N,
可得:(ρ 浑水 -ρ 水 )(V-V B )g=2N,
即(ρ 浑水 -1×10 3 kg/m 3 )(3×10 -3 m 3 -1×10 -3 m 3 )×10N/kg=2N,
解得:ρ 浑水 =1.1×10 3 kg/m 3 .
Δ ρ=ρ 浑水 -ρ 水 = 1.1×10 3 kg/m 3 -1×10 3 kg/m 3 =100kg/m 3
13.0.13 【解析】
试题分析:
知道木块排开水重,利用阿基米德原理求木块受到的浮力,再根据F浮=ρ水V排g求排开水的体积;此时木块浸入体积为木块体积的一半,可求木块的体积,又
知道木块的密度,利用密 解析:
0.13
【解析】
试题分析:
知道木块排开水重,利用阿基米德原理求木块受到的浮力,再根据 F 浮 =ρ 水 V 排 g 求排开水的体积;此时木块浸入体积为木块体积的一半,可求木块的体积,又知道木块的密度,利用密度公式和重力公式求木块重;根据 F B +G=F 浮 求杠杆 B 端受到的拉力 F B ,再根据杠杆平衡条件得出关系式 F A ×OA=F B ×OB;知道小球的质量可求木块重,设小球的运动速度为 v,则小球滚动的距离 s=vt,可求当 A 端的拉力为 0 时,小球到 O 点距离(s-OB=vt-OB=v×4s-0.4m),再根据杠杆平衡条件得出 G 球 ×s′=F B×OB,据此求小球运动速度。
木块受到的浮力:F 浮 =G 排 =0.5N,F 浮 =ρ 水 V 排 g,
木块浸入水中的体积:
3 5 -3 3m 10 5kg / 10 m / kg 10 15 . 0g pV V NN F水浮排 浸
木块的体积:V 木 =2V 浸 =2×5×10-5 m 3 =1×10 -4 m 3 ,
木块的质量:m=ρ 木 V 木 =0.8×103
kg/m 3 ×1×10 -4 m 3 =0.08kg,
木块重:G=mg=0.08kg×10N/kg=0.8N,所以杠杆 B 端受到的拉力:F B =G-F 浮 =0.8N-0.5N=0.3N,杠杆平衡,F A ×OA=F B ×OB,小球的质量为:m 球 =100g=0.1kg,小球的重:G 球 =m 球 g=0.1kg×10N/kg=1N,设小球的运动速度为 v,则小球滚动的距离s=vt,当 A 端的拉力为 0 时,杠杆再次平衡,此时小球到 O 点距离:s′=s-OB=vt-OB=v×4s-0.4m,杠杆平衡,G 球 ×s′=F B ×OB,即:1N×(v×4s-0.4m)=0.3N×0.4m,解得:v=0.13m/s。
考点:力学综合
14.5×103
5
5
【详解】
[1]因为木块漂浮,所以 F 浮=G,即
[2]因为漂浮,所以 F 浮=G,即
[3]木块完全浸没后的浮力为
手对木块的压力为 解析:5×10 3
5
5
【详解】
[1]因为木块漂浮,所以 F 浮 =G,即
12gV gV 木 木 水 木 3 3 3 310 kg/ 01 1=2 2m .5 10 kg/m 木 水 [2]因为漂浮,所以 F 浮 =G,即
3 3 3 -6 3kg/m 10N/kg 10 10 m =5N 0.5 10 F G gV 浮 木 木 [3]木块完全浸没后的浮力为
3 3 3 -6 311 10 kg/m 10N/kg 10 10 m =10N F gV 浮 水 木 手对木块的压力为
110N-5N=5N F F G 浮 木 15.67×107
下沉
【分析】
满载时的排水量为满载时排开水的质量,利用阿基米德原理求“遵义舰”满载时所受浮力的大小; 根据漂浮时浮力等于物体自身重力可知浮力的变化,再根据阿基米德原理即 解析:67×10 7
下沉
【分析】
满载时的排水量为满载时排开水的质量,利用阿基米德原理求“遵义舰”满载时所受浮力的大小;
根据漂浮时浮力等于物体自身重力可知浮力的变化,再根据阿基米德原理即可得出答案。
【详解】
[1]“遵义舰”满载时所受的浮力
F 浮 =G 排 =m 排 g=3670×10 3 kg×10N/kg=3.67×10 7 N
[2]因为物体漂浮,所受浮力等于重力,“遵义舰”在海洋、长江上都漂浮,自重不变,
所以,“遵义舰”从海洋驶入长江时所受的浮力大小不变;
由于 ρ 海水 >ρ 江水 ,由 F 浮 =ρ 液 gV 排 可知,排开海水的体积比排开江水的体积小,所以,“遵义舰”要下沉一些。
16.等于
大于
大于
【分析】
潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自重来实现的,当潜水艇静止在水面上时,受到的浮力等于重力;开始下潜至刚没入水中时,排开水的体积逐渐变大,受到的浮力变大; 解析:等于
大于
大于
【分析】
潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自重来实现的,当潜水艇静止在水面上时,受到的浮力等于重力;开始下潜至刚没入水中时,排开水的体积逐渐变大,受到的浮力变大;当潜水艇从水中上浮至刚露出水面时,潜水艇处于浸没状态,排开水的体积没有改变,所以受到
的浮力不变。
【详解】
[1]潜水艇停泊在海面上处于漂浮状态,故受到的浮力等于其重力 G。
[2]潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自重来实现的;潜水艇开始下潜至刚没入水中时,排开水的体积逐渐变大,根据阿基米德原理,其受到的浮力变大,大于漂浮状态时的重力G。
[3]潜水艇在水下匀速潜行时,在竖直方向上受力平衡,此时潜水艇浸没在水中,则受到的浮力最大,大于漂浮状态时的重力 G。
17.上浮
减小
减小
【详解】
[1]将露出的那部分切去,木块的密度不变仍然小于水的密度,所以没入水中的那部分木块将会上浮。
[2]将木块露出水面的部分切去并取走,木块重力变小,因为 解析:上浮
减小
减小
【详解】
[1]将露出的那部分切去,木块的密度不变仍然小于水的密度,所以没入水中的那部分木块将会上浮。
[2]将木块露出水面的部分切去并取走,木块重力变小,因为仍然漂浮,所以受到的浮力会变小,根据公式 FgV 浮 水 排 可得,木块排开水的体积变小,所以容器的液面下降,容器底所处的深度变小,根据公式 p gh 可得,水对容器底的压强变小。
[3] 将木块露出水面的部分切去并取走后,木块的重力变小,总的重力变小,所以容器对桌面的压力变小,容器和桌面的接触面积不变,根据公式FpS 可得,容器对桌面的压强变小。
18.【详解】
[1]从图甲、图乙可以看到,甲中液体的体积较大,根据可知,甲中液体的密度较小,那么在丙杯中,上层的饮料是; [2]由题意可知,甲中液体的体积是,乙中液体的体积是,搅拌均匀 解析:1
1 21 22
【详解】
[1]从图甲、图乙可以看到,甲中液体的体积较大,根据mV 可知,甲中液体的密度较小,那么在丙杯中,上层的饮料是1 ;
[2]由题意可知,甲中液体的体积是11mV,乙中液体的体积是22mV,搅拌均匀后饮料的体积是
1 21 2m mV V V 则搅拌均匀后的饮料密度为
1 21 21 22 2 2 m mm mV 19.8
1.6
【详解】
第一空.由阿基米德原理可知:,蜡块的重力为:
即
由题意知
因为漂浮,所以浮力等于重力,因此可得
带入相应数据可得:
; 第二空.因为酒精的密度小于蜡 解析:8
1.6
【详解】
第一空.由阿基米德原理可知:FVg 浮排液,蜡块的重力为:
G mg V g 蜡 物
即
GVg 物蜡 由题意知
-5 3- - 2? 10 mF GV Vg g 浮物 排蜡 液 因为漂浮,所以浮力等于重力,因此可得
-5 3- 2?10 mG Gg g 蜡 液 带入相应数据可得:
1.8N F G 浮 ;
第二空.因为酒精的密度小于蜡块的密度,由浮沉条件可知,蜡块沉底,因此 V 物 =V 排 ,蜡
块的体积为:
33 3-4 m0.9? 10 kg1.8N= 2? 10×10N / / kg mGVg 物蜡 受到的浮力为:
3 3 - 3 4×2? 10 0 ×10N/kg=1. . 8? 10 k 6 m N g/m F V g= 浮 液 排.
20.9×103
18
【解析】
【详解】
第一空.根据题意知,小球在煤油和水中排开的液体体积不等,说明最少有一次是漂浮状态,且水的密度大,则小球在水中一定是漂浮的,根据阿基米德得小球在水中 解析:9×10 3
18
【解析】
【详解】
第一空.根据题意知,小球在煤油和水中排开的液体体积不等,说明最少有一次是漂浮状态,且水的密度大,则小球在水中一定是漂浮的,根据阿基米德得小球在水中所受浮力:
F 水 = ρ 水 gV 水 =1.0×10 3 Kg/m 3 ×10N/Kg×18×10 -6 m 3 =0.18N,
漂浮时浮力等于重力,故小球重力为:
G=F 水 =0.18N;
根据阿基米德得小球在煤油中所受浮力:
F 煤 = ρ 煤 gV 煤 =0.8×10 3 kg/m 3 ×10N/kg×20×10 -6 m 3 =0.16N。
F 煤 < G,
所以小球在煤油中沉底,故小球的体积为:
V 球 =V 煤 =2.0×10 -5 m 3
可得小球的密度为:
3 35 30.18N0.9 10 kg/m2.0 10 m 10N/kgm GV V g 球球 球。
第二空.小球静止在水中时,排开水的体积为 1.8×10 -5 m 3 ,水面升高的高度为:
5 332 21.8 10 m" 1.8 10 m1 10 mVhS 水。
增加的压强 p= ρ 水 gh’=1.0×10 3 kg/m 3 ×10N/kg×1.8×10 -3 m=18Pa。
三、实验题
21.当物体浸没水前,物体受到浮力的大小与浸入的深度成正比
实验中选用的液体种类少,不易得出此结论,应选用不同种类的液体进行实验
A
【详解】
(1)[1]由表中数据可知,圆柱体重力 G=9.5N;当 h=0.02m 时,弹簧测力计的示数为 8.5N,
此时
F 浮 =G-F 示 =9.5N-8.5N=1N
(2)[2]分析实验序号 1 至 7,圆柱体浸没水前,当 h 为 0.02m、0.04m、0.06m、0.08m、0.10m、0.12m 时,对应圆柱体受到的浮力 F 浮 为 1N、2N、3N、4N、5N、6N,可以得出:物体受到浮力的大小与浸入的深度成正比。
(3)[3]实验过程因只使用了水做实验,选用的液体种类少,所以结论不够完善,应选用不同种类的液体进行实验。
(4)[4]圆柱体浸入深度达 0.14m 后,其浮力不再改变,可见圆柱体的高度小于或等于0.14m,由
F 浮 =G-F 示
当 h 为 0.02m、0.04m、0.06m、0.08m、0.10m、0.12m、0.14m 时,对应圆柱体受到的浮力为 F 浮 为 1N、2N、3N、4N、5N、6N、6.4N,对数据进行分析可得:圆柱体浸入的深度在0.12m 前,每增加 0.02m 时,浮力增加 1N,说明圆柱体在深度为 0.12m 时没有浸没,所以圆柱体的高度大于 0.12m;当圆柱体浸入的深度由 0.12m 到 0.14m 时,深度增加 0.02m,浮力只增加 0.4N,说明在深度为 0.14m 之前已经浸没;假设圆柱体没有浸没,当浮力每增加 1N 时,深度增加 0.02m,浮力每增加 0.5N 时,深度增加 0.01m,从实验序号 6 与 7 可以发现,浮力只增加了 0.4N 时,所以深度增加的数值一定小于 0.01m,由此得出圆柱体的高度小于 12cm+1.0cm=13cm;所以圆柱体高度范围是“13 厘米>h>12 厘米”。
故选 A。
22.大
大气压(或大气压强)
1
0.8 × 10 3
【详解】
(1)[1]在一定的范围内拉伸到弹簧时,弹簧的拉力越大,弹簧的伸长量就越大。
(2)[2]挤出吸盘内部的空气,吸盘在大气压的作用下,被紧紧压在烧杯底部。
(3)[3]由图丙可知此时弹簧测力计的示数为 0.4N,木块受到竖直向下的重力、绳子向下的拉力和向上的浮力作用,所以此时木块的浮力为
=0.6N+0.4N=1N F G F 浮 拉 (3)[4]物体浸入水中时浮力为 1N,则由 FgV 浮 液 排 可知,物体的体积为
4 33 31N= =1 10 m1.0 10 kg m 10N kgFV Vg 浮物 排水 另一种液体后,木块所受浮力为
=0.6N+0.2N=0.8N F G F 浮 拉 则由 FgV 浮 液 排 可知,液体密度为
3 34 30.8N= = 0.8 10 kg/m1 10 m 10N/kgFV g 浮液排 23.等于
排开的液体所受的重力
1.2
偏大
【详解】
(1)[1][2]平稳缓慢地抬高溢水杯支架,使金属块完全浸没入水中(如图甲→乙→丙),由阿基
米德原理可知,在此过程中甲受到的浮力等于排开液体所受的重力,故 F 甲 =F 乙 。
(2)[3]由图丙、丁可知,弹簧测力计的分度值为 0.2N,图丁 G=4.4N,图丙 F 示 =3.2N,图丙中金属块所受到的浮力约为
F 浮 =G−F 示 =4.4N−3.2N=1.2N
[4]金属块完全离开水面时要带一些小水滴,使重力 G 测的数值偏大,根据 F 浮 =G−F 示可知,此时浮力的测量数值比真实数值将偏大。
24.乙
=
p
密度计的刻度不是均匀的
mhS 液
增加
大于
【解析】
【详解】
第一空.因为密度计漂浮在水中,所受浮力等于重力,由阿基米德原理FVg 浮排液 可知浮力不变,液体密度越大,排开液体的体积越小,密度计浸入液体的深度越浅,又因为酒精的密度小于水的密度,由图像可知装水的是乙;
第二空.因为密度计漂浮在水中,所以浮力等于重力,由阿基米德原理F G mg G m g 浮 排 排 可知 m 1 =m 2 ;
第三空.由分析知,根据阿基米德原理FVg 浮排液浮力不变,液体密度越大,排开液体的体积越小,密度计浸入液体的深度越浅,因此刻度 0.8 应该在图丙中的 p 位置;
第四空.在标记刻度的过程中一定要均匀标记,若标记刻度不均匀,则测量值与真实值就会产生差异测不准;
第五空.因为漂浮,所以:
F 浮 =G=mg
由阿基米德原理FVg 浮排液 可得
mg mShg 液 液 即
mhS 液;
第六空.由推导式mhS 液可知底面积不变,液体密度不变,要使密度计上两条刻度线之间的距离大一些,使测量结果更精确,可适当增加配重;
第七空.当密度计接触到容器的底部时,受到向上的浮力,向上的支持力和向下的重力共同作用,若继续使用漂浮时浮力等于重力进行计算,则所得的浮力比实际值偏大,由公式FV g 浮液排可知测得的浮力偏大,排开液体体积不变,则测得的密度偏大.
25.变小
变大
不变
不变
B
丙丁
AB
不能
需要验证猜想 A 是否正确(其他合理答案均可)
【解析】
【详解】
(1)由图可知,铁块在甲 —乙—丙的过程,排开液体的体积逐渐增大,而弹簧测力计的示数逐渐变小, 根据 F 浮 =G−F 拉 可得,铁块受到的浮力变大;
从丙丁的过程中,铁块都是完全浸没,排开的液体体积不再变化,只改变其深度,弹簧测力计的示数不变,说明铁块受到的浮力不变;
(2) 由(1)可得,物体排开液体的体积越大时,物体受到的浮力越大,排开液体的体积不变时,浮力也不变,故可验证上述猜想 B 是正确的;
(3) 通过实验丙丁可以看出,铁块完全浸没后,无论浸入的深度多深,弹簧测力计示数不变,浮力不变,所以可以验证猜想 A是错误的;
(4)乙丙中,铁块浸入液体的深度越深,排开液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,浮力越大,可以验证上述猜想 AB 可能是正确的;
(5)实验中丙、丁测力计示数虽然相同,但是不能删除实验丁,因为还要验证浮力大小与物体浸入液体的深度是否有关。
四、作图题
26.
【解析】
【详解】
铁块在水中受到竖直向下的重力 G和水对它竖直向上的浮力 F 浮 ,根据浮沉条件,铁块在水中下沉时重力大于浮力,所以作图时重力线段应画得比浮力线段长。如图:
27.
【详解】
浮力的方向竖直向上,过重心 O 作竖直向上的垂线段,并标出浮力的符号,具体如下:
28.
【详解】
热气球静止在空中,受到重力和浮力的作用,重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上,二者大小相等,作用在同一直线上,如图所示:
五、计算题
29.(1)6000N;(2)1×10 5 Pa;(3)6×10 3 N;(4)0.6m 3
【详解】
(1)人和车的总重力
G=mg=600kg×10N/kg=6000N
(2)人和车静止在水平地面上时地面受到的压力
F = G = 6000 N
对地面的压强
526000N1 10 Pa0.06mFpS
(3)人和车漂浮在水面上,根据浮沉条件可知
36 10 N F G 浮 (4)由 FG ρ gV 浮 水 排 排 得
333 36 100.6m1 10 g/m 10N/kNgFVg 浮排水 答:(1)人和车的总重力是 6000N;
(2)人和车静止在水平地面上时对地面的压强是 1×10 5 Pa;
(3)人和车漂浮在水面上时所受的浮力是 6×10 3 N;
(4)人和车漂浮在水面时排开水的体积是 0.6m 3 。
30.(1)80N;(2)0.06m;(3)6×10 3 Pa
【详解】
(1)水容器底部的压强为
3 31.0 10 kg/ 10N/kg 0.4m 4 10 Pa p gh 水 水对容器底部的压力为
3 24 10 Pa 0.02m =80N F pS
(2)木块的密度小于水的密度,由沉浮条件可知,木块处于漂浮状态,浮力等于木块重力,故
3 3 30.6 10 kg/m (0.1m) 10N/kg 6N F G V g 浮 木 木 木 由阿基米德原理可得
4 33 36N6 10 m1.0 10 kg/m 10N/kgFVg 浮排水 木块水平静止后浸入水中的深度为
4 326 10 m= = =0.06m(0.1m)VhS排木 (3)木块水平静止后容器对水平桌面的压力为
= + + =6N+14N+100N=120N F G G G 木 容器 水 容器对水平桌面的压强为
32120N= = =6 10 Pa0.02mFpS 答:(1)水对容器底部的压力为 80N;
(2)木块水平静止后浸入水中的深度 0.06m;
(3)木块水平静止后容器对水平桌面的压强 6×10 3 Pa。
31.⑴ 0.9g/cm 3
⑵ 800Pa
⑶
5N
【解析】
【详解】
(1).圆柱体 A的密度
ρ A =A2A360g=40cm 10cmmV =0.9g/cm 3 ;
(2).容器的重力
G 容 =m 容 g=0.14kg×10N/kg=1.4N,
水的重力
G 水 =m 水 g=ρ A V A g=1×10 3 kg/m 3 ×100×3×10 -6 m 3 =3N,
A 的重力
G A =m A g=0.36kg×10N/kg=3.6N,
容器对地面的压强
p=A-4 21.4N+3N+3.6N=100 10 mG G G FS S 容 水 压=800Pa;
(3).设 A漂浮,F A 浮 =G A =3.6N,
h A 排 =A3 3A-4 2A A3.6N1 10 kg/m 10N/kg= =40 10 mFg VS S 浮水 排=0.09m=9cm,
实际 A移动 h A 移 =3cm,
水的变化量
Δh 水 =2A A23cm 40cm(100 40)cmh SS 移=2cm,
则实际 h A 排 ′=Δh 水 +h 水 =2cm+3cm=5cm<9cm,
故 A 沉底,水对容器底的压力 F 底 =ρ 水 g h A 排 ′S=1×10 3 kg/m 3 ×10N/kg×5×100×10 -4 m 2 =5N。
答:(1).圆柱体 A 的密度是 0.9g/cm 3 ;;
(2).圆柱体 A 最终静止时容器对地面的压强是 800Pa;
(3).圆柱体 A 最终静止时水对容器底的压力是 5N。
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