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文檔簡(jiǎn)介
浮力綜合計(jì)算題
1.在西雙版納的中國(guó)科學(xué)院植物園里,有一種能載人的荷葉,如圖甲所示,引來(lái)游客紛紛站上去體驗(yàn),圖
乙為示意圖。出于安全和保護(hù)荷葉考慮,需要在荷葉上墊一塊輕質(zhì)板,且荷葉允許浸入的最大深度為
5cm。一位質(zhì)量為45kg的游客在體驗(yàn)荷葉載人時(shí),只考慮輕質(zhì)板受壓部分的葉面向下浸入水中。已知輕質(zhì)
板的面積為1.5根2,水的密度p水=1.0x1033/加\(忽略荷葉質(zhì)量)求:
甲乙
(1)游客受到的重力;
(2)達(dá)到最大深度時(shí),荷葉下表面受到水的壓強(qiáng);
(3)荷葉可托起的最大質(zhì)量。
2.如圖是我國(guó)第三艘航空母艦“福建艦”的照片,“福建艦”滿載時(shí)排水量為8萬(wàn)噸。若滿載時(shí)“福建
艦”勻速直線航行受到的阻力是自身總重力的0.01倍。(p海水=L0xl03kg/m3),求:
(1)“福建艦”滿載時(shí)所受浮力為多少?
(2)“福建艦”靜止在海面時(shí),水面下13.6m處受到海水的壓強(qiáng)是多少?
(3)“福建艦”滿載時(shí),以60km/h的速度沿水平方向勻速航行1人牽引力所做的功是多少?
3.在水深為h的薄壁圓柱體水槽中(如圖甲所示),將一個(gè)正方體物塊輕輕放入水槽中(如圖乙所示),物塊漂
浮在水面上,物塊有需體積浸在水中,水的深度變?yōu)閳D乙中標(biāo)出的1、3、4三個(gè)部分的體積分別為匕、
%、已知水的密度為p水,9已知,求:(用題中給定的物理量符號(hào)表示)
(1)圓柱體水槽的底面積s;
(2)圖乙中,2部分所受水的浮力大小「2;
(3)如圖丙所示,若用細(xì)線將正方體底部連接,并將細(xì)線固定在容器底部,使物塊完全浸沒在水中,求細(xì)
線對(duì)物塊的拉力乙
4.2025年4月28日,全球首艘高速可潛無(wú)人艇“藍(lán)鯨號(hào)”下水,如圖所示。其體積為12巾3,依靠智能壓我
水艙系統(tǒng)進(jìn)行浮沉調(diào)節(jié),可實(shí)現(xiàn)數(shù)十米深的下潛、靜態(tài)懸浮和水下航行。(近海海水密度取p水)求:
(1)“藍(lán)鯨號(hào)”在近海懸浮時(shí)所受浮力;
(2)“藍(lán)鯨號(hào)”在近海懸浮時(shí),距海面10m處的頂部受到海水的壓強(qiáng);
⑶若“藍(lán)鯨號(hào)”從近海水平潛行至遠(yuǎn)海,海水密度變?yōu)?.03乂1。3的/63時(shí),至少應(yīng)增加多少自重才能防
止上浮。
5.如圖所示,容器4的底面積為200cm2,正方體B的重力為6N、棱長(zhǎng)為10cm,正方體B用長(zhǎng)度為L(zhǎng)=
的細(xì)線系在容器4的底部(如圖甲所示),細(xì)線能夠承受的最大拉力為吊=3N。現(xiàn)緩慢向容器中注水,如圖
乙所示,當(dāng)細(xì)線恰好被拉斷時(shí),請(qǐng)計(jì)算:
(1)正方體B所受浮力的大小巴;;
(2)水面距離容器底部的深度力;
(3)細(xì)線斷裂瞬間水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)p。
6.小脫在學(xué)習(xí)“浮力”時(shí),做了一個(gè)觀察雞蛋懸浮的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟如下:先在水平桌面上放置一個(gè)底面
積為100C7,的圓筒形容器(筒壁的厚度可忽略不計(jì)),向容器中注入10cm深的水。再取一個(gè)雞蛋,稱得其
質(zhì)量為55g,將它輕輕放入水中,發(fā)現(xiàn)雞蛋沉至容器底部,如圖甲所示,此時(shí)測(cè)得水面升高了0.5cm;然
后,逐步向容器中加食鹽并不停地?cái)噭?dòng),直到雞蛋恰好懸浮起來(lái)為止,如圖乙所示。取g=10N/kg,
求:
IB甲IH乙
(1)雞蛋沉至容器底部時(shí),水對(duì)容器底的壓強(qiáng);
(2)雞蛋沉至容器底部時(shí),受到的浮力;
(3)雞蛋懸浮時(shí),受到的浮力。
7.如圖所不,密度小于水且不吸水的實(shí)心均勻止方體物塊A底部連有一根細(xì)線,細(xì)線另一||
端固定在容器底。4的邊長(zhǎng)為0.1m,當(dāng)容器中水的深度為20cm時(shí),物塊/體積的|露出水
面,此時(shí)細(xì)線恰好處于自然伸長(zhǎng)狀態(tài)(無(wú)拉力),求:
(1)物塊A受到的浮力;
(2)物塊力的密度;
(3)往容器緩慢加水,至物塊/剛好浸沒水中時(shí)立即停止加水,此時(shí)細(xì)線對(duì)木塊力的作用力的大小。
8.如圖所示,放在水平面上裝滿水的溢水杯中,水深為20cm,用彈簧測(cè)力計(jì)掛著重為10N的物塊緩慢浸入
溢水杯的水中,直到浸沒(物塊不接觸溢水杯中的杯底),溢出水的質(zhì)量為400g。求:(p水=1.0x
102kg/m\g^lON/kg)
(1)溢水杯中的水對(duì)杯底的壓強(qiáng);
(2)物塊浸沒在水中時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù);
(3)物塊的密度。
9.我國(guó)的智能船舶“明遠(yuǎn)”號(hào)礦砂船最大載物質(zhì)量為40萬(wàn)噸,通過(guò)港口時(shí),工作人員通常是通過(guò)讀取貨船
沒入海水中的深度來(lái)測(cè)量載重質(zhì)量。物理興趣小組的同學(xué)根據(jù)這個(gè)原理,利用圓柱形玻璃杯制作出可測(cè)量
物體質(zhì)量的“浮力秤”,如圖甲所示。已知玻璃杯的底面積為8x10-3^2,質(zhì)量為0.2kg。將質(zhì)量未知的
鐵塊放入玻璃杯中,靜止時(shí)玻璃杯浸入水中的深度為5.5x10-2^。(水的密度為1.0乂103%/加3,取
10N/kg)求:
(1)玻璃杯底面所受水的壓力;
(2)鐵塊所受的重力;
(3)國(guó)強(qiáng)同學(xué)發(fā)現(xiàn)這個(gè)“浮力秤”還可以用來(lái)測(cè)液體密度,在玻璃杯中加入深度為0.2m的水后,將玻璃杯
放入裝有某液體的容器中,容器中的液面比玻璃杯的水面高0.05m,如圖乙所示。則容器中液體的密度為
多少kg/m3?
10.把一個(gè)質(zhì)量為0.8kg,不吸水的正方體木塊輕放入水中,處于漂浮狀態(tài)時(shí)有,J吊…1
:的體積露出水面,如圖甲所示,(g取10N/kg)求:::::^|::::::|
(1)木塊的重力是多少?木塊在圖甲中受到的浮力為多少?
(2)若在木塊上放一祛碼使得木塊剛好完全浸沒水中(如圖乙),則祛碼的重力L―~L-乏~
是多少?
(3)圖乙與圖甲相比,水對(duì)正方體木塊下表面的壓強(qiáng)變化量是多少?
11.彈簧測(cè)力計(jì)下掛一長(zhǎng)方體物體,將物體從盛有適量水的燒杯上方離水面某一高度處緩緩下降,然后將
其逐漸浸入水中如圖甲。圖乙是彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)"與物體下降高度h變化關(guān)系的圖像,忽略液面的變化(g取
10N/y),求:
(1)物體的質(zhì)量;
(2)物體的體積;
(3)物體的密度。
12.如圖所示,如圖中所示的浮空艇被稱為飄浮在空氣中的一艘大型“艦艇”。浮空艇表皮很薄的氣囊體
積為8000血3,內(nèi)部充有氮?dú)夂涂諝獾幕旌蠚怏w,其密度為0.2%/血3,表皮及外壁儀器艙總質(zhì)量為2x
10%g,周圍空氣的密度為1.253/血3。如圖乙所示,將浮空艇用纜繩系在?輛錨泊車.匕錨泊車的總質(zhì)
量為7%車輪與地面接觸的總面積為0.27/,纜繩的重力不計(jì),儀器艙體積忽略不計(jì)。(g=10N/kg)求:
(1)浮空艇受到的浮力;
(2)浮空艇受到的重力;
(3)錨泊車對(duì)地面的壓強(qiáng)。
13.我國(guó)的智能船舶“明遠(yuǎn)”號(hào)礦砂船最大載質(zhì)量為40萬(wàn)噸,這么大的貨船通過(guò)國(guó)際港口時(shí),工作人員通
常是通過(guò)讀取貨船沒入海水中的深度來(lái)測(cè)量載質(zhì)量。物理小組根據(jù)這個(gè)原理,利用圓柱形玻璃杯制作出可
測(cè)量物體質(zhì)量的“浮力秤”。如圖甲所示,玻璃杯底面積為80c后,質(zhì)量為200g,將未知質(zhì)量的鐵塊放入
玻琦杯中,靜止時(shí)玻璃杯浸入水中的深度為5.5cm。p^=1.0xl03^/m3,g取ION/kg.求:
玻蔚飛鐵,塊
irr_r門
甲乙
(1)玻璃杯底面所受水的壓強(qiáng)和壓力;
(2)鐵塊的質(zhì)量;
(3)此裝置還可以作為密度計(jì)來(lái)測(cè)量未知液體的密度。如圖乙所示,將空玻璃杯放入待測(cè)液體中,靜止時(shí)
浸入液體中的深度為2cm,求待測(cè)液體的密度。
14.如圖所示是從高處落入水里的蘋果,蘋果最終漂浮在水面上,若密度均勻
的蘋果質(zhì)量為180g,密度為0.9x1。3的/血3。(水的密度為1.0x1(^的/后,
g取10N/kg)求:
(1)蘋果最終靜止時(shí)受到的浮力。
⑵當(dāng)卜落的蘋果沉到水卜3OC7幾時(shí),蘋果受到的水的壓強(qiáng)。
(3)蘋果浸沒在水中時(shí)受到的浮力,
15.小明家的餐桌上放著一個(gè)薄壁圓形魚缸,魚缸重為40N,底面積為
0.257H2,缸內(nèi)有質(zhì)量為31.5kg的水和一條質(zhì)量為0.5kg的魚,此時(shí)水的深度
為0.2m(己知P水=1.0xl03/cg/m3,g取i0N/kg)。請(qǐng)計(jì)算:
(1)水對(duì)魚缸底部的壓強(qiáng);
(2)若其中一條魚的體積為300c7幾3,求它受到的浮力?
答案和解析
1.【答案】游客受到的重力為450N;
達(dá)到最大深度時(shí),荷葉下表面受到水的壓強(qiáng)為500Pa;
荷葉可托起的最大質(zhì)量為75kg
【解析】(1)游客受到的重力:G=mg=45kgxION/kg=450/V;
(2)荷葉下表面受到水的壓強(qiáng):p=p水gh=1.0x103kg/m3xION/kgx0.05m=500Pa;
(3)由p=(可知,荷葉下表面受到水的最大壓力:F=pS=500Pax1.5m2=750/V;
J
由浮力的產(chǎn)生原因可得,荷葉受到的浮力等于荷葉卜.表面受到水的最大壓力,即浮力/浮=F=750N;
因?yàn)檩p質(zhì)板質(zhì)量忽略,根據(jù)力的平衡,荷葉可托起的最大重力:6人=小浮=750N,
G
再由G=mg可知,荷葉可托起的最大質(zhì)量:m丈=V=75kg。
答:(1)游客受到的重力為450N;
(2)達(dá)到最大深度時(shí),荷葉下表面受到水的壓強(qiáng)為500Pa;
(3)荷葉可托起的最大質(zhì)量為75切。
(1)根據(jù)G=mg求出游客受到的重力;
(2)根據(jù)p=pgh求出達(dá)到最大深度時(shí),荷葉卜表面受到水的壓強(qiáng);
(3)根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因和p=:可求出荷葉受到的最大浮力,根據(jù)力的平衡條件求出可托起物體的最大重
力,根據(jù)G=mg求出可托起物體的最大質(zhì)量。
本題考查重力公式、液體壓強(qiáng)公式、壓強(qiáng)定義公式以及阿基米德原理的應(yīng)用,是一道力學(xué)綜合題,難度適
中。
2.【答案】【詳解】(1)根據(jù)阿基米德原理,船所受的浮力等于它排開水的重力,福建艦的排水量為8萬(wàn)
48
噸,因此福建艦滿載時(shí)所受浮力?浮=6排=m^g=8x10x103kgxi()N/kg=8x10/V
(2)根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p=pgh,深度為13.6m受到海水的壓強(qiáng)p=p耨水gh=1.0x103kg/m3x
ION/kgx13.6m=1.36x105Pa
(3)因?yàn)楦=ㄅ炘诤C嫔掀。鶕?jù)二力平衡條件,豎直方向上,其重力和所受的浮力是一對(duì)平衡力,所
以其總重力等于所受浮力6總="浮=8x108/V
滿載時(shí)福建艦勻速直線航行受到的阻力是自身總重力的0.01倍?,因此福建艦勻速直線航行時(shí)受到的阻
力f=0.01Gm=0.01x8x108A1=8x106/V
因?yàn)椤案=ㄅ灐眲蛩僦本€航行,所以處于平衡狀態(tài),牽引力與阻力是一對(duì)平衡力,大小相等,為尸牽=
f=8x106iV
福建艦航行的距離s=vt=60km"xl/i=60km=6x10m
因此牽引力所做的功W=F^s=8x106/Vx6x104m=4.8x10117
【解析】詳細(xì)解答及解析過(guò)程見【答案】
3.【答案】(1)”空
(2)。水。(匕+%)
(3)為水9(匕+匕+匕)
【解析】【詳解】(1)圖乙中,物塊排開水的體積%=匕+%+%=(4-h)S
圓柱體水槽的底面積S=
匕)H—h)
(2)圖乙中,物塊排開水的體積還可以表示為卜排=匕+匕+匕=匕+彩
所以2部分的體積匕=g+%
所以2部分所受水的浮力大小F2=P水g(匕+匕)
(3)物塊完全浸沒在水中,此時(shí)物塊增加的排開水的體積為“=白匕+匕+匕)
所受水的浮力大小增加的量為"=/水。(匕+匕+%)
根據(jù)受力分析可知,細(xì)線對(duì)物塊的拉力等于浮力大小增加的量,即尸=/尸=^p水儀匕+匕+%)
4.【答案】“藍(lán)鯨號(hào)”在近海懸浮時(shí)所受浮力為1.2x105/V;
“藍(lán)鯨號(hào)”在近海懸浮時(shí),距海面10m處的頂部受到海水的壓強(qiáng)為lx105pa:
若“藍(lán)鯨號(hào)”從近海水平潛行至遠(yuǎn)海,海水密度突變?yōu)?.03xl03kg/m3時(shí),至少應(yīng)增加3.6X103N的自
重才能防止上浮
3
【解析】(1)在近海懸浮時(shí)所受浮力/浮=6排=P水9%=1.0xlOWg/7n3xION/kgx12m=1.2x
IQ'N;
(2)距海面10m處的頂部受到海水的壓強(qiáng)p=p水g/i=1.0x10Akg/m3xION/kgx10m=1x105Pa;
(3)“藍(lán)鯨號(hào)”在近海懸浮時(shí),F部=G=1.2x10s/V;
333
“落鯨號(hào)”潛行至玩海,所受浮力盧浮=p'A,gV^=1.03X10kg/mXAON/kgX12m=1.236X
105/V;
553
應(yīng)增加的自重G'=尸浮一G=1.236x10/V-1.2x10/V=3.6x10/Vo
答:(1)“藍(lán)鯨號(hào)”在近海懸浮時(shí)所受浮力為L(zhǎng)2x105/V;
(2)“藍(lán)鯨號(hào)”在近海懸浮時(shí),距海面10m處的頂部受到海水的壓強(qiáng)為1x105Pa:
(3)若“藍(lán)鯨號(hào)”從近海水平潛行至遠(yuǎn)海,海水密度突變?yōu)?.03xl03kg/m3時(shí),至少應(yīng)增加3.6X103N的
自重才能防止上浮。
(1)根據(jù)阿基米德原理即可求出所受的浮力;
(2)根據(jù)p=pg/i求海水的壓強(qiáng);
(3)若“藍(lán)鯨號(hào)”從近海水平潛行至遠(yuǎn)海,海水密度變了,浮力變大,需要的自重即為浮力和重力之差。
本題考查了浮力的綜合應(yīng)用,有一定難度。
5.【答案】【詳解】(1)對(duì)B進(jìn)行受力分析可知,8受到的浮力2浮=G+片=6N+3N=9/V
(2)當(dāng)細(xì)線恰好被拉斷時(shí),8排開△的體積為匕*==加叫焉皿/叼=9x10-4m3=900cm3
B浸在水中的深度3=曾=舒
水面距離容器底部的深度h=Sera+5cm=14cm=0.14/n
(3)水對(duì)容器底的壓強(qiáng)為pi=p水gh=1.0x103kg/m3xlON/kgx0.14m=1.4x103Pcz
【解析】詳細(xì)解答和解析過(guò)程見答案
6.【答案】解:(1)雞蛋沉至容器底部時(shí)九=10cm+0.5cm=10.5cm=0.105m,
水對(duì)容器底的壓強(qiáng)
p=pgh=1.0x103kg/m3xIQN/kgx0.105m=1.05x103Pa;
(2)雞蛋沉至容器底部時(shí),排開液體的體積
%=SAh=100x10~4m2x0.5x10-27n=0.5x10-4m3,
利用阿基米德原理求得受到的浮力
產(chǎn)浮=P水0%卜=1.0x103kg/m3xION/kgx0.5x10-47n3=0.5/V;
(3)雞蛋懸浮時(shí),受到的浮力
F浮=G=mg=55x10-3kgxION/kg=0.55N。
答:(1)雞蛋沉至容器底部時(shí),水對(duì)容器底的壓強(qiáng)為1.05xl()3ps;
(2)雞蛋沉至容器底部時(shí),受到的浮力為0.5N;
(3)雞蛋懸浮時(shí),受到的浮力為0.55N。
【解析】(1)根據(jù)p=pg/i得出水對(duì)容器底部的壓強(qiáng);
(2)加鹽之前雞蛋沉至容器底部時(shí),先計(jì)算排開水的體積/F,根據(jù)F浮=。水9%得出此時(shí)雞蛋受到的浮
力:
(3)根據(jù)F浮=G=mg得出雞蛋恰好懸浮的浮力。
本題考查壓強(qiáng)、浮力得有關(guān)計(jì)算,并考查阿基米德原理的應(yīng)用,綜合性較強(qiáng)。
7.【答案】物塊4受到的浮力為4N物塊4的密度為0.4X103匕0/63細(xì)線對(duì)木塊力的作用力大小為6N
333
【解析】解:(1)物塊4的體積:VA=a=(0.1m)=O.OOVn,
當(dāng)容器中水的深度為20cm時(shí),物塊4體積的]露出水面,所以排開水的體積:V^=VA-lvA=\vA=\x
0.001m3=4x10-4m3,
則物塊4受到的浮力:/浮=P水g%=1.0xW3kg/m3x10N/kgx4x10-4m3=4N。
(2)此時(shí)細(xì)線無(wú)拉力,物塊漂浮,所以重力等于浮力:GA=F浮=4N,
物塊4的質(zhì)量:啊=£=云覬=0.4kg,
則物塊力的密度:PA=轉(zhuǎn)二篇泉=04X103kg/m3°
(3)物塊A剛好浸沒時(shí),排開水的體積:=l<4=0.001m3,
此時(shí)浮力為:廣浮'=P水g。'=1.0x103kg/m3x10N/kg/x0.001m3=10N,
物塊4的重力0=4N,此時(shí)浮力大于重力,
則細(xì)線對(duì)物塊的拉力:F=F浮'-G.=10/V-4N=6N。
答:(1)物塊力受到的浮力為4N;
(2)物塊A的密度為0.4x103/c.g/m3;
(3)細(xì)線對(duì)木塊A的作用力大小為6N。
(1)求出物塊4的體枳,根據(jù)題意求出此時(shí)物塊4排開水的體枳,然后根據(jù)阿基米德原理計(jì)算物塊A受到的浮
力。
(2)此時(shí)細(xì)線無(wú)拉力,說(shuō)明物塊漂浮,根據(jù)物體浮沉條件得出物塊力的重力,然后根據(jù)G=mg求出質(zhì)量,
再根據(jù)密度公式計(jì)算密度。
(3)物塊A浸沒時(shí),排開水的體積等于其自身體積,利用阿基米德原理求出此時(shí)的浮力,然后根據(jù)力的合成
計(jì)算細(xì)線對(duì)物塊的拉力。
此題考查浮力、密度的大小計(jì)算,熟練掌握阿基米德原理、物體漂浮條件及相關(guān)公式,并知道物塊浸沒
時(shí),排開液體(或氣體)的體積等于其自身體枳是關(guān)鍵,屬于中考?jí)狠S題。
8.【答案】(1)2000Pa
⑵6/V
(3)2.5x103kg/m3
【詳解】(1)物塊浸入水中直至浸沒,溢水杯中水的深度不變,所以溢水杯中的水對(duì)杯底的壓強(qiáng)p=
p水g/i=1.0x103kg/m2x10N/kgx0.2m=2000Pa
(2)物塊受到的浮力F浮=6排=nt排g=400x10-3kgx10N/kg=4N
物塊浸沒在水中時(shí).,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)與;,=G-/浮=ION-4N=6N
(3)物塊浸沒時(shí)排開水的體積等于物塊的體積,即%=V排范=黑需2=4x10-4m3
物塊的質(zhì)量血=£=遙=1的
物塊的密度p=M=—咚==25x103kg/m3
v涔4x107n
【解析】詳細(xì)答案及解析過(guò)程見答案
9.【答案】【詳解】(1)靜止時(shí)玻璃杯浸入水中的深度為/i=5.5xl0-2m,
則玻璃杯底面所受水的壓強(qiáng)p=0水g/i=1.0x103kg/m3x10N/kgx5.5x10-2m=550Pa
由0=(可得,玻璃杯底面所受水的壓力F=pS=550Pax8x10-3m2=4.4/V
(2)玻璃杯的重力:G林=m^g=62kgxWN/kg=2N
玻搐杯和鐵塊整體漂浮,所以「浮=6總=6杯十G鐵,則。鐵=「浮=4.4N-2N=2.4N
(3)玻璃杯處于漂浮狀態(tài),由物體的浮沉條件可知,此時(shí)醴=G杯+G:K=G杯+P水S"g=2N+1.0x
23
10kg/mx80x10Tm2x0.2?nxlON/kg=18N
玻璃杯排開待測(cè)液體的體積咻=Shr=80x10-4m2x(0.2+0.05)m=2x10-3m3
t
由阿基米德原理可知待測(cè)液體的密度P液=2=zxIoY'oN/k=09*10/。/根3
V排xmxg
【解析】【詳解】(1)靜止時(shí)玻璃杯浸入水中的深度為h=5.5x10-2m,
33
則玻璃杯底面所受水的壓強(qiáng)p=p)].gh=1.0x10kg/mxION/kgx5.5x10-2m=550?^
由0=(可得,玻璃杯底面所受水的壓力F=pS=550Pax8x10-3m2=4.4/V
(2)玻璃杯的重力:G杯=m杯g=0.2kgx10N/kg=2N
玻搐杯和鐵塊整體漂浮,所以F浮=G&=G杯十G鐵,則G鐵=F浮一6杯=4.4N-2N=2AN
(3)玻璃杯處于漂浮狀態(tài),由物體的浮沉條件可知,此時(shí)/=6杯+6}=。杯+。水5固=2%+1.0乂
10kg/m3x80x10-47n2x0.2mxION/kg=18/V
玻璃杯排開待測(cè)液體的體積%=Sh'=80x10-47n2x(0.2+0.05)m=2x10-3m3
r
由阿基米德原理可知待測(cè)液體的密度P液=y=2x]0_3:::]0N/kg=09X10*g/m3
10.【答案】木塊的重力是為8N:木塊在圖甲中受到的浮力為8〃祛碼的重力是2N圖乙與圖曰相比,水對(duì)
正方體木塊下表面的壓強(qiáng)變化量是200PQ
【解析】解:(1)質(zhì)量為0.8kg的木塊的重力G=mg=08kgx10N/kg=8N;
漂浮時(shí)浮力等于重力,木塊受到的浮力F浮=G=8N
(2)當(dāng)木塊漂浮時(shí),根據(jù)阿基米德原理產(chǎn)浮=0液94非可得,物體排開水的體積:
/浮=8N_________
=8x10-4m3;
P液g1x103kg/m3xION/kg
漂浮狀態(tài)時(shí)有露出水面,則%=|^=1x10-3m3;
那么當(dāng)木塊剛好完全浸沒水中時(shí),所受的浮力:F'浮=P水=1x103kg/m3x10N/kgx1x
10-37n3=ION;
所以祛碼的重力G碼=尸壓=/浮'—6物=10N-8N=2N。
(3)由V=1?知,正方體物塊的邊長(zhǎng)是L=W=WX10-3rH3=o.lm,
那么木塊的底面積S=(0.1m)2=0.01m2,
根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因是物體上下表面受到液體的壓力差導(dǎo)致的。故祛碼壓在木塊上后,增加的浮力等于下
表面增加的壓力,即增加的壓力:/尸壓=4尸浮=10N-8N=2N
4戶壓7N
那么增加的壓強(qiáng):Ap=^==200P?o
s1X10,92
答:(1)木塊的重力是為8N;木塊在圖甲中受到的浮力為8N;
(2)祛碼的重力是2N;
(3)圖乙與圖甲相比,水對(duì)正方體木塊下表面的壓強(qiáng)變化量是200Pa。
(1)根據(jù)G=7九°計(jì)算重力,結(jié)合漂浮時(shí)浮力等于重力解答:
(2)根據(jù)浮力計(jì)算浸入的體積,得出整體的體積,根據(jù)整體漂浮,結(jié)合浮力等于總重力解答;
(3)根據(jù)浮力變化結(jié)合底面積計(jì)算壓強(qiáng)的變化。
本題考杳浮沉條件與阿基米德原理以及壓強(qiáng)公式的應(yīng)用,屬于中檔題。
11.【答案】解:
(1)由圖乙可知,當(dāng)物體沒有浸入水中時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù):F=9N,
由二力平衡條件可知,物體的重力:G=F=9N,
則物體的質(zhì)量:瑤=I。藐g=09kg;
(2)由圖乙可知,當(dāng)物體完全浸沒時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F'=5N不變,
則物體完全浸沒時(shí)受到的浮力:?浮=G-尸=9N-5N=4/V,
因物體浸沒時(shí)排開液體的體枳和自身的體積相等,
所以,由尸浮液%可得,物體的體積:V=3篇:兩梟^4X10F3:
(3)物體的密度:P=£=亭?3=2?25X103^/m3;
答:(1)物體的質(zhì)量為0.9kg;
(2)物體的體積為4x10Tm3;
(3)物體的密度為2.25x103kg/m\
【解析】詳細(xì)解答和解析過(guò)程見【答案】
12.【答案】解:(1)浮空艇排開空氣的體積:
%=V=8000?n3,
則浮空艇所受到的浮力:
F浮=P空氣9"排=^-25kg/m3xION/kgx8000m3=1x105JV;
(2)由p=§可知,浮空艇內(nèi)氣體的質(zhì)量:
m氣=p氣卜=0.2kff/m3x8000TK3=1.6x103kg;
浮空艇和艇內(nèi)氣體的總重力:
Gm=機(jī)口g=(1.6x103kg+2x103^)xlON/kg=3.6x104N;
(3)由力的平衡條件可知,纜繩拉力:
F二/浮一G總=1x105N-3.6x104N=6.4x104N,
44
壓力尸=G-F=mg-F=7x103kgxIQN/kg-6.4x10/V=0.6x10/V;
則壓強(qiáng)p=Y=°:;1°2用=3x10,Pa。
rS0.2mz
【解析】詳細(xì)解答和解析過(guò)程見【答案】
13.【答案】(l)550Pa,4.4/V
(2)240g
(3)1.25g/cm3
【詳解】(1)玻璃杯底面所受水的壓強(qiáng)為
p=pgh=1x103kg/m3xION/kgx5.5x10~2m=550Pa
玻瑤杯底面所受水的壓力
F=pS=550Pax80x10-4m2=4.4N
(2)玻璃杯和鐵塊漂浮在水中,受到了浮力和重力,則玻璃杯和鐵塊總重力為
G總=-浮=-向上=4.4N
則總質(zhì)量為
G總4.4/V
7n總=萬(wàn)=而西=°44"9=44。0
鐵塊的質(zhì)量
m鐵=7幾總一瓶燒杯=440g-200g=240g
(3)如圖乙所示,將空玻璃杯放入待測(cè)液體中,靜止時(shí)浸入液體中的深度為2cm,則排開液體的體積為
%=Sh=80cm2x2cm=160cm3
將空玻璃杯放入待測(cè)液體中,此時(shí)處于漂浮,故物體所受的重力等于浮力,也等于排開液體所受的重力,
即可得
G二尸浮=G排
經(jīng)整理可知
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