【单元练】成都市外国语学校八年级物理下第十章【浮力】经典习题(答案解析)
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一、选择题
1.把重为5N 的物体轻轻放入盛满水的溢水杯中,有200g 水流出,则物体静止后会( ) A .沉底 B .悬浮
C .漂浮
D .无法判断A
解析:A
由阿基米德原理可知,物体受到的浮力为
N 0.2k 10N /kg 2g F G m g ===⨯=浮排排
浮力小于重力,所以物体静止时属于沉底状态,故A 符合题意,BCD 不符合题意。
故选A 。
2.如图所示,将相同的长方体木块分别放在甲、乙、丙三个装有酒精、水和盐水的容器中,乙、丙中的木块用细线拴于容器底,木块受到的浮力分别是F 甲、F 乙、F 丙,则( )
A .F 甲<F 乙<F 丙
B .F 甲=F 乙<F 丙
C .F 甲<F 乙=F 丙
D .F 甲=F 乙=F 丙A
解析:A
由图甲、乙可知,ρρ水酒精<,且V V 排甲排乙<,由F gV ρ=浮液排可知,F F 甲乙<;由图乙、丙可知,ρρ水盐水<,都处于浸没状态,所以V V =排乙排丙,由F gV ρ=浮液排可知,
F F 乙丙<,所以F F F 甲乙丙<<。
故选A 。
3.2019年12月17日,我国第一艘国产航空母舰“山东号”正式交付中国人民解放军海军。
如图所示,一舰载飞机正从“山东号”航母上起飞,下列说法中正确的是( )
A .飞机腾空而起的原因是机翼上方空气流速小于下方,从而获得升力
B .飞机在航空甲板上起飞前滑行时,对甲板的压力逐渐减小
C .飞机飞离航母后,由于航母始终漂浮,航母所受浮力将不变
D .飞机飞离航母后,航母实际排水量不变B 解析:B
A .飞机腾空而起的原因是机翼上方空气流速大于下方,从而获得升力,故A 错误;
B .飞机在航空甲板上起飞前滑行时,由于机翼上方空气流速大、压强小,下方空气流速
小、压强大,产生向上的升力,所以飞机对甲板的压力逐渐减小,故B正确;
C.飞机飞离航母后,航母仍然漂浮,因为漂浮时浮力等于重力、航母的总重力变小,所以航母受到的浮力变小,故C错误;
D.飞机飞离航母后,其浮力变小,由阿基米德原理可知航母实际排水量(排开水的质量)减小,故D错误。
故选B。
4.小芳同学做“探究浮力的大小“实验时,为使误差尽量减小,最佳的操作顺序应该是()
A.甲、乙、丙、丁B.丙、丁、甲、乙
C.丁、甲、乙、丙D.丙、甲、乙、丁B
解析:B
实验探究浮力的大小,为使误差尽量减小,最佳的操作顺序应该是:第一步测量出空桶的质量为G桶;第二步测出小石块的重力为G石;第三步将小石块完全浸没在盛满液体的烧杯中,用小桶承接溢出的水;第四步测量出小桶和溢出水的总重力G。
根据阿基米德原理可知
F浮=G排=G-G桶
故选B。
5.如图所示,A是立方体木块、B是立方体铁块,在物块A下用一段细线于杯底相连,现向容器内缓慢加水(加水后A、B能够漂浮起来),若细线的拉力用F表示,烧杯中水的深度用h表示,那么在图中可以正确描述拉力F随深度h的变化关系的图像是()
A .
B .
C .
D . C
解析:C
在加水过程中,细线未呈拉直状态,对物块A 没有拉力,始终为0,细线拉直后对A 产生拉力,且
-F F G =浮拉
由阿基米德原理知道
F G V g ρ==拉排排
故
g-F V G ρ=拉排
随着h 的增大,V 排在逐渐增大,没过物块A 后V 排依然增大,但是比未没过物块A 之前比较慢,最后,没过物块B 后V 排不变,浮力不变,故C 正确。
故选C 。
6.向一个轻质塑料瓶中装入密度为ρA 的液体后密闭,把它分别放在盛有密度为ρ甲、ρ乙两种液体的容器中,两容器内液面刚好相平,且瓶底和瓶口均相平。
若塑料瓶在甲、乙两种液体中所受浮力分别为F 甲、F 乙,甲、乙两种液体对容器底部的压强分别为p 甲和p 乙,如图所示,下列判断正确的是( )
A .p 甲>p 乙,F 甲 =F 乙
B .p 甲<p 乙,ρ乙>ρ甲
C .p 甲>p 乙,ρ乙<ρ甲
D .p 甲=p 乙,F 甲=F 乙B
解析:B
因为同一塑料瓶和液体的重力不变,且塑料瓶在甲、乙中均漂浮,所以,塑料瓶在两液体中受到的浮力相等,即
F 甲=F 乙
由图知道,塑料瓶在甲中排开液体的体积大于在乙中排开液体的体积,由F 浮=ρgV 排知道
ρ甲<ρ乙
又因为两容器内液面刚好相平,所以,由p =ρgh 知道
p 甲<p 乙
故选B 。
7.将体积相等的A 、B 两球放在盛水的烧杯中,静止时A 漂浮B 沉底,如图所示,下列判断正确的是
A .A 球的密度比
B 球大 B .B 球受到的浮力比A 球小
C .A 球受到的浮力大于自身重力
D .B 球受到的浮力小于自身重力D 解析:D
A .由图可知,根据漂浮条件得到:ρA <ρ水,ρ
B >ρ水,则ρA <ρB ,即A 球的密度比B 球小.故A 错误.
B .由图可知,V 排B > V 排A ,根据F gV ρ=浮液排可知,B 球受到的浮力比A 球大.故B 错误.
C .A 球漂浮,根据漂浮条件,则其受到的浮力等于自身重力.故C 错误.
D .B 球沉底,根据浮沉条件可知,其受到的浮力小于自身重力.故D 正确.
8.如图所示,将苹果和梨子放入水中后,苹果漂浮,梨子沉底,若苹果的质量、体积及受到的浮力为1m 、1V 和1F ,梨子的质量、体积及受到的浮力为2m 、2V 和2F ,以下判断正确的是( )
A .若12m m >,则1F 一定小于2F
B .若12m m =,则1F 一定小于2F
C .若12V V =,则1F 一定小于2F
D .若12V V >,则1F 一定大于2F C
解析:C
AB .由于苹果漂浮,梨子沉底,则根据浮沉条件可知
111F G m g == 222G m g F =>
若12m m >,则12F F >;若12m m =,则12F F >,故AB 错误;
CD .由于苹果漂浮,梨子沉底,则11V V <排,2V V =排2,由于都是浸在水中,根据
F gV ρ=浮水排可知:若12V V =,因苹果有一部分露出水面,所以12V V <排排,则12F F <;
若12V V >,则1V 排与2V 排的大小不能比较,所以1F 不一定大于2F 。
故C 正确、D 错误。
故选C 。
9.轮船在甲海洋中航行,水面在轮船上的A 位置。
当该轮船驶入乙海洋中时,水面在轮船上的B 位置。
若轮船行驶过程中的总质量不变,轮船在甲、乙海洋中所受浮力分别为A F 和B F ,甲、乙海洋的海水密度分别为A ρ和B ρ,下列说法正确的是( )
A .A
B F F >,A B ρρ> B .A B F F <,A B ρρ<
C .A B F F =,A B ρρ>
D .A B F F =,A B ρρ< C
解析:C
轮船始终漂浮,=F G 浮物,所以轮船在甲、乙两海洋中受到的浮力都等于轮船受到的重力
G ,即
12F F G mg ===
已知轮船的总质量不变,所以受到的浮力相等,即12F F =;又因为gV F ρ=浮液排,由图知,轮船排开海水的体积A B V V <,则甲、乙海洋海水的密度为A B ρρ>。
故选C 。
10.将同一鸡蛋分别放入盛有不同液体的两个相同烧杯中,鸡蛋静止时液面相平,如图所示。
鸡蛋在甲、乙两杯中所受浮力分别为F 1和F 2, 液体对容器底部的压强分别为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 2A 解析:A
鸡蛋在甲溶液中悬浮,则有
1F G ρρ==甲蛋蛋,
鸡蛋在乙溶液中漂浮,则有
1F G ρρ=〉乙蛋蛋,
所以
12F F ρρ=<甲乙,
甲乙溶液的深度相同,由p gh ρ= 得
12p p <
故A 符合题意,BCD 不符合题。
故选A 。
二、填空题
11.2019年12月17日中国第一艘国产航空母舰“山东舰”在海南三亚某军港交付海军,该航母的排水量是75000t ,则它满载时受到的浮力为______N ,当航母上的舰载机由空中着舰后,浮力将______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
5×108增大 解析:5×108 增大 [1]航空母舰满载时受到的浮力
787.510kg 10N kg 7.510N F G m g ===⨯⨯=⨯浮排排
[2]航空母舰处于漂浮状态,受到的浮力等于它受到的重力;当航母上的舰载机由空中着舰后,它的总重力增大,所以受到的浮力将增大。
12.密度计是用来测量液体密度的仪器,测量时漂浮在被测液体中。
如图,用同一支密度计分别测量甲、乙两种液体的密度,则密度计在两种液体里受到的浮力大小F 甲______F
乙
,两种液体的密度ρ甲______ρ乙。
(以上两空选填:“>”、“=”或“<”)
=<
解析:= <
[1]用一支密度计分别测量甲、乙两种液体的密度,在甲乙液体中均处于漂浮状态,根据竖直方向上的受力可判断受到的浮力大小均为自重,即浮力大小相等。
[2]根据浮排F gV ρ=
可知,密度计在甲乙液体中所受浮力大小相等,但在甲液体中排开的
液体体积更多,则甲液体的密度较小即ρ甲<ρ乙。
13.把糖浆、水和油沿汤匙注入玻璃杯中(ρ糖浆>ρ水>ρ油),由于密度不同,液体会分成三层,如图,最上层的液体应是___________。
过一段时间后,各层的分界面会逐渐变淡,这说明___________。
油分子在不停地作无规则运动
解析:油 分子在不停地作无规则运动
[1]由物体沉浮条件可知,密度大于水,下沉,密度小于水上浮;ρ糖浆>ρ水>ρ油,故油浮在最上层。
[2]过一段时间后,各层的分界面会逐渐变淡,说明分子在不停地作无规则运动。
14.一艘排水量为3000吨的轮船在河水中航行,满载时船及所装的货物共重
___________N ;当这艘轮船从河里驶入海里时,由于海水的密度比河水的密度大,此时轮船所受浮力___________(选填“变大”、“变小”或“不变”),排开水的体积___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)变化了___________3m (保留两位
有效数字)。
(g 取10N/kg ,淡水密度331.010kg m ⨯,海水密度33
1.02510kg /m ⨯)
3×107不变变小73
解析:3×107 不变 变小 73 [1]因轮船漂浮,则
37300010kg 10N kg 310N F G m g ===⨯⨯=⨯浮排排
[2]当这艘轮船从河里驶入海里时,轮船仍然漂浮,所受浮力等于轮船的总重力,故浮力不变。
[3]由阿基米德原理F gV ρ=浮液排知,当这艘轮船从河里驶入海里时,浮力不变,由于海水的密度大小于淡水的密度,故轮船排开水的体积将变小。
[4]由阿基米德原理F gV ρ=浮液排可得排开淡水的体积为
73
33310N 3000m 1.010kg m 10N kg
F V g ρ⨯===⨯⨯浮排水
排开海水的体积为
7
3
33310N 2927m 1.02510kg m 10N kg
F V g ρ⨯'==≈⨯⨯浮
排海水
则排开水的体积变化了
3333000m 2927m 73m V V V '∆=-=-=排排
15.小红同学在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥,将它分别置于甲、乙两杯液体中观察到静止时的情形如图所示,甲杯液体的密度______乙杯液体的密度(选填“大于”,“小于”,或“等于”)。
粘有橡皮泥的铅笔在两种不同液体中受到的浮力______ (选填“相等”或“不相等”)。
小于相等【分析】铅笔在甲乙两种液体中都漂浮所受浮力
都等于铅笔重受浮力相等再结合阿基米德原理分析即可
解析:小于 相等 【分析】
铅笔在甲乙两种液体中都漂浮,所受浮力都等于铅笔重,受浮力相等,再结合阿基米德原理分析即可。
[1][2]因铅笔漂浮在液面上,即铅笔受力平衡:浮力等于铅笔的重力,故两种液体内铅笔受浮力相等;由图可看出甲中排开水的体积比乙中的大,则由F =ρgV 可得,甲杯液体的密度小于乙杯密度。
16.A 、B 是两个不溶于水的物块,用一根细线连接在一起,先后以两种不同方式放入同一个装有水的烧杯中,处于如图甲、乙所示的静止状态。
烧杯中水面的高度h 甲_____h 乙;A 、B 两物块的密度ρA _____ρB (选填“>”“=”或“<”)。
=>
解析:= >
[1]把A 和B 当做一个整体进行受力分析,该整体在甲、乙两种状态下均为漂浮,所以,其在甲、乙两种状态下所受浮力均等于物体的重力,即
A B =F F G G =+甲乙
根据F V g ρ浮水排=可知,甲、乙两种状态下排开液体的体积也相同,所以h 甲=h 乙。
[2]由图甲可知,物体B 受竖直向上的浮力、竖直向下的重力、竖直向下的压力,物体B 所受浮力大于其重力,故B ρρ<水。
由乙图可知,绳子是绷直的,即有拉力,物体B 所受浮力小于其重力,所以A 的密度大于水的密度,即A ρρ>水;所以B A ρρ<。
17.我国首艘自主建造的航空母舰“山东舰”,满载时的排水量约为5.15万吨,它满载时排开海水的体积约为__m 3;水面下2m 处的舰体受到海水的压强为__Pa 。
(3
3
1.0310kg/m ρ=⨯海水,g =10N/kg ) 解析:4510⨯ 4
2.0610⨯ [1]航空母舰满载时的排水量
4375.15 5.151010kg 5.1510kg m ==⨯⨯=⨯排万吨
由m
V
ρ=
可得航空母舰满载时排开海水的体积 743335.1510N 510m 1.0310kg/m
m V ρ⨯=
==⨯⨯排
排海水
[2]水面下2m 处的舰体受到海水的压强
3341.0310kg/m 10N/kg 2m 2.0610Pa p gh ρ==⨯⨯⨯=⨯海水
18.潜水艇是通过改变___________来实现上浮和下潜的,当潜水艇悬浮在水中时,
F 浮____
G 艇(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
自身重力等于
解析:自身重力 等于
[1]在水中,潜水艇受到水的浮力和重力的作用,F ρV g =浮水排,潜水艇的体积不变,上浮或下潜时,排开水的体积不变,潜水艇受到水的浮力不变;把压缩空气压入潜水艇的压力舱,将海水排出,潜水艇自重G 减小,当F G >浮时,潜水艇上浮;打开压力舱的阀门,让海水进入压力舱内,潜水艇自重G 增大,当F G <浮时,潜水艇下沉;当浮F G =时,
潜水艇悬浮,可以停留在任何深度;由此可见,潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自重来
实现的。
[2]当潜水艇悬浮在水中时,根据悬浮条件知:受到的浮力等于重力。
19.如图所示是世界上最大的豪华渡轮之一“海洋魅力”号,长361m ,宽66m ,满载时排水量达22.8万吨,满载时吃水深度达30m ,可以搭载6320名游客,则满载时水对船底的压强为______Pa ,此时受到的浮力约为______N ;当客人下船后,船受到的浮力______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(g =10N/kg ,ρ海水=1×103kg/m 3)
3×105228×109变小【分析】根据
p=ρgh 计算满载时受到海水的压强;然后根据最大排水量求出浮力的大小;最后根据漂浮时浮力等于重力分析出浮力的变化情况
解析:3×105 2.28×109 变小 【分析】
根据p =ρgh 计算满载时受到海水的压强;然后根据最大排水量求出浮力的大小;最后根据漂浮时浮力等于重力分析出浮力的变化情况。
[1]满载时船底受到的海水压强为
p =ρ水gh =1×103kg/m 3×10N/kg×30m=3×105Pa
[2]船受到的浮力
F 浮=
G 排=m 排g =22.8×104×103kg×10N/kg=2.28×109N
[3]当客人下船后,船的总重力减小,但船始终漂浮在水面上,浮力等于总重力,总重力减小,因此船受到的浮力变小。
20.在平静的池水中漂浮有一个木球,木球的体积为4dm 3,露出水面的体积为总体积的1/4,那么木球受到的浮力为______N .木球的密度为________kg/m 3.(g=l0N/kg )
075×103
解析:0.75×103 解:
(1)由题知,木球排开水的体积:
V 排=V 浸=(1﹣)V=×4dm 3=3dm 3=3×10﹣3m 3, 则木球受到的浮力:
F 浮=ρ水gV 排=1×103kg/m 3×10N/kg×3×10﹣3m 3=30N ; (2)木球漂浮,则F 浮=G=30N , 故木球的质量: m===3kg ,
木球的密度: ρ==
=0.75×103kg/m 3. 点睛:本题考查浮力和密度的计算,关键是利用漂浮条件得出木球的重力.
三、解答题
21.一体积为160cm³的木块漂浮在水面上露出水面的体积为总体积的1
4
,求: (1)木块受到的浮力, (2)木块的密度。
解析:(1)1.2N ;(2)0.75×103kg/m 3 解:(1)木块排开水的体积为
V 排=(1-14)V =34V =33
31601204
cm cm ⨯==120×10-6m 3 则木块受到的浮力
F 浮=ρ水gV 排=1×103kg/m 3×10N/kg×120×10-6m 3=1.2N
(2)由于木块漂浮,则木块重力等于浮力,为
G =F 浮=1.2N
则木块受到的质量为
m =
1.2N
10N /G g kg
==0.12kg 木块的密度为
ρ=
630.1216010m
m kg V -=⨯=0.75×103kg/m 3
答:(1)木块受到的浮力为1.2N ; (2)木块的密度为0.75×103kg/m 3。
22.有一圆柱形木头,重为800N ,体积为0.1m 3,底面积为0.1m 2,木头漂浮在水面上。
(g 取10N/kg )求: (1)木头的密度是多少? (2)木头受到的浮力是多少? (3)木头浸入水中的高度是多少?
解析:(1)0.8g/cm 3;(2)F 浮=800N ;(3)h =0.8m (1)木头重800N ,则木头质量为
/80kg m G g ==
所以木头的密度
3333/80kg/0.1m =0.8?10kg/m =0.8g/cm m V ρ==
(2)木头漂浮在水面上,根据物体的浮沉条件,木头受到的浮力大小等于其自身重力大小,故
800N F G ==浮
(3)根据阿基米德原理根据
F ρV g =浮液排
可得
3
33800N =0.08m g 1?10kg/m ?10N/kg
F V ρ=
=浮排水 排开水的体积即为物体浸入水的体积,则木头浸入水的深度
32
0.08m =0.8m 0.1m
V h S == 答:(1)木头的密度是0.8g/cm 3; (2)木头受到的浮力是800N ; (3)木头浸入水中的高度是0.8m 。
23.如图甲所示,用粗细和重力不计的细线系住一个体积为0.001立方米的物体,从液面上方竖直向下运动直至浸入水中,整个过程中物体始终保持匀速运动,拉力的大小随时间变化的关系如图乙所示。
求: (1)物体的密度;
(2)物体浸没时浮力的大小; (3)物体浸没时拉力的大小。
解析:(1)2×103kg/m 3;(2)10N ;(3)10N 【分析】
解:(1)刚开始时,物体没有浸入水中,物体受到的拉力等于自身重力;由G mg =可得,物体质量
20N
2kg 10N/kg
G m g =
== 则物体的密度
33
3
kg kg/m m 22100.001m V ρ=
==⨯ (2)物体浸没时排开液体体积与物体体积相等,则受到的浮力
333110kg/m 10N/kg 0.0010N m 1F gV ρ==⨯⨯⨯=浮液排
(3)物体浸没时,物体受到自身重力、拉力和浮力的作用,由F G F =-浮拉可得
20N 10N 10N F G F =-=-=浮拉
答:(1)物体的密度为2×103kg/m 3; (2)物体浸没时浮力为10N ; (3)物体浸没时拉力为10N 。
24.如图甲所示,圆柱形容器中盛有适量的水,弹簧测力计的下端挂着一个正方体石块,将石块从容器底部开始缓慢向上提起的过程中,弹簧测力计的示数F 与石块下底距容器底部的距离h 的关系如图乙所示。
求:(g =10N/kg ,ρ水=1.0×103kg/m 3) (1)石块受到的重力;
(2)石块在露出水面前受到的重力G 和弹簧测力计的拉力F 如图丙所示,请在丙图中画出石块受到水的浮力的示意图并求出它的大小; (3)石块的密度。
解析:(1)5.6N ;(2)
,2N ;(3)33
2.810kg/m ⨯
(1)由图乙可知,石块完全露出水面后弹簧测力计的拉力为F 1=5.6N ,由二力平衡可得,石块受到的重力为
1 5.6N G F ==石
(2)石块在露出水面前受到的重力G 和弹簧测力计的拉力F 以及竖直向上的浮力,如图所示
由图乙可知,石块露出水面前弹簧测力计的拉力为F =3.6N ,由受力图可知
G F F =+浮
故石块露出水面前所受水的浮力大小为
5.6N 3.6N 2N F G F =-=-=浮
(3)石块的质量为
5.6N
0.56kg 10N/kg
G m g =
==石石 石块露出水面前排开水的体积为
43
3310m 110kg/m 10N/kg
2N 2F V g ρ-=
==⨯⨯⨯浮排水 则石块的体积为
43m 210V V -⨯==石排
石块的密度为
33
43
0.56kg 2.810kg/m 210m m V ρ-=
==⨯⨯石石石 答:(1)石块受到的重力为5.6kg ; (2)浮力的大小为2N ;
(3)石块的密度为332.810kg/m ⨯。
25.2019年4月23日,在中国海军建军70周年纪念日举行了海上阅兵仪式,展示了中国海军的军威。
如图所示是我国最新入列的101“南昌”舰,满载排水量为12500吨。
求:(海水的密度取1×103kg/m 3)
(1)当这艘军舰满载时受到的浮力是多少N ?
(2)该军舰的吃水深度为7m 时,船底受到海水的压强是多少Pa ?
(3)在一次执行任务前给军舰加载一批装备后,这艘军舰排开水的体积增加了80m 3,那么这批装备的质量是多少kg ?
解析:(1)81.2510N ⨯;(2)4710Pa ⨯;(3)4810kg ⨯ (1)满载排水量为12500吨,则满载时排开水的重力
381250010kg 10N/kg 12510N G m g .==⨯⨯=⨯排排
由阿基米德原理可知,当这艘军舰满载时受到的浮力
812510N F G .==⨯浮排
(2)该军舰的吃水深度为7m 时,船底受到海水的压强是
334110kg/m 10N/kg 7m 710Pa p ρgh ==⨯⨯⨯=⨯海水
(3)这艘军舰排开水的体积增加了80m 3,则由阿基米德原理可知,增加的浮力为
3533110kg/m 10N/kg 810N m 80ΔF ρg ΔV ==⨯⨯⨯=⨯浮海水排
由于军舰处于漂浮状态,则军舰增加的重力等于增加的浮力,即
5810N ΔG ΔF ==⨯浮
装备的重力等于军舰增加的重力,所以装备的质量
54810N 810kg 10N/kg
G ΔG m g g ⨯====⨯装备装备
答:(1)当这艘军舰满载时受到的浮力是81.2510N ⨯; (2)船底受到海水的压强是4710Pa ⨯; (3)这批装备的质量是4810kg ⨯。
26.如图1所示,一个质量为270g 的铝块用轻质的不可伸缩的细线系在弹簧测力计的挂钩上,铝块的下表面刚好接触未知液体的液面(ρ铝=2.7×
103 kg/m 3)。
将铝块缓慢浸入未知液体中,弹簧测力计的示数随铝块浸入深度的变化情况如图2所示。
g 取10N/kg 求(1)铝块浸没时所受的浮力大小;
(2)未知液体的密度大小;
(3)当铝块浸入未知液体中的深度为5cm 时,弹簧测力计的示数大小。
解析:(1)1.2N ;(2)1.2×103kg/m 3;(3)2.1N (1)铝块的重力
0.27kg 10N/kg 2.7N G mg ==⨯=铝块
由图2可知,铝块全部浸入液体中受到的拉力是1.5N ,铝块受到的浮力
2.7N 1.5N 1.2N F G F =-=-=浮拉铝块
(2)完全浸没时排开液体的体积
4333
0.27kg
110m 2.710kg/m
m
V V ρ
-==
=
=⨯⨯排物 液体的密度
3343
1.2N
1.210kg/m 10N/kg 110m
F gV ρ-=
==⨯⨯⨯浮液体排 (3)当铝块浸入未知液体中的深度为5cm 时,铝块受到的浮力
0.50.5 1.2N=0.6N F F '==⨯浮浮
弹簧测力计的示数大小
2.7N 0.6N 2.1N F G F '=-=-=浮拉铝块
答:(1)铝块浸没时所受的浮力大小是1.2N ; (2)未知液体的密度大小是1.2×103kg/m 3;
(3)当铝块浸入未知液体中的深度为5cm 时,弹簧测力计的示数大小是1.2N 。
27.如图甲所示,水平桌面上放着一个装有水深为50cm 的薄壁圆柱形容器,容器的底面积为600cm 2,现将一体积为8.0×
10-3m 3的正方体物块放入容器中,物块静止时有1
5
的体积露出水面。
如图乙所示,用力F 缓慢向下压物块,使其恰好浸没在水中。
(ρ水=1.0×103kg/m 3)求:
(1)未放入物块前水对容器底的压力; (2)图甲中物块受到的浮力; (3)压力F 的大小。
解析:(1)300N ;(2)64N ;(3)16N (1)未放入物块前水对容器底的压强
p =ρgh =1.0×103kg/m 3×10N/kg×0.5m=5×103Pa
未放入物块前水对容器底的压力
F =pS =5×103Pa×600×10-4m 2=300N
(2)图甲中物块排开液体的体积
V 排=(1-15
)V =4
5×8.0×10-3m 3=6.4×10-3m 3
受到的浮力
F 浮=ρ水gV 排=1.0×103kg/m 3×10N/kg×6.4×10-3m 3=64N
(3)物块处于漂浮状态,受到的重力
G =F 浮=64N
使物块恰好完全浸没在水中时,物块受到的浮力
F 浮′=ρ水gV 排′=ρ水gV =1.0×103kg/m 3×10N/kg×8.0×10-3m 3=80N
此时物块受到的浮力
F 浮′=
G +F
则压力
F =F 浮′-
G =80N-64N=16N
答:(1)未放入物块前水对容器底的压力是300N ; (2)图甲中物块受到的浮力是64N ; (3)压力F 的大小是16N 。
28.图甲是一盛有水的圆柱形容器,现置于水平桌面上,容器内水深为0.5m ,容器的底面积为0.04m 2,图乙是一质量均匀的料球,密度为0.2×103kg/m 3(g 取10N/kg )计算: (1)容器中水的质量是多少?
(2)距容器底部0.2m 处A 点水的压强是多少?
(3)把塑料球放入该容器中,用了16N 的力恰好使其完全浸没在水中,塑料球的重力是多大?
解析:(1)20kg ;(2) 2000Pa ;(3) 4N (1)根据题意知道,容器中水的体积是
230.04m 0.5m 0.02m V Sh ==⨯=
由=
m
V
ρ知道水的质量是 333110kg m 0.02m 20kg m V ρ==⨯⨯=
(2)因为容器内水深为0.5m ,所以距容器底部0.2m 处A 点液体的压强是
33110kg m 10N kg 0.5m 0.2m 2000Pa p gh ρ==⨯⨯⨯-=()
(3)设塑料球的体积为'V ,则其在该容器中完全浸没在水中时受到的浮力是
'F gV gV ρρ==浮液液排
塑料球的重力是
''G m g V g ρ==塑
又因为用了16N 的力恰好使塑料球完全浸没在水中,此时对塑料球受力是
F F
G =+浮
即
''gV F V g ρρ=+液塑
整理可得
'F g g V ρρ=-液塑()
代入数据得
3333'110kg m 10N kg 0.210kg m 10N kg 16N V ⨯⨯-⨯⨯=()
解得塑料球的体积
'33210m V -=⨯
由=
m
V
ρ可知塑料球的质量是 33330.210kg m 210m 0.4kg m V ρ-='=⨯⨯⨯=球塑料
所以塑料球的重力是
0.4kg 10N kg 4N G m g ==⨯=球球
答:(1)容器中水的质量20kg ;
(2)距容器底部0.1m 处A 点液体的压强2000Pa ;
(3)把塑料球放入该容器中,用了16N 的力恰好使其完全浸没在水中,塑料球的重力4N 。