【单元练】上海洋泾中学南校八年级物理下第十章【浮力】经典习题(含答案)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
一、选择题
1.如图甲所示,某科技小组的同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金属块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的游泳池水中,弹簧测力计的示数F 与金属块下表面下降高度h 的变化关系如图乙所示,忽略金属块浸入水中时池水液面高度的变化,已知池水的密度为1.0×103kg/m 3,g 取10N/kg ,则下列说法中错误的是( )
A .金属块所受重力大小为46N
B .金属块的密度为2.3×103kg/m 3
C .金属块完全浸没在水中时所受浮力的大小为20N
D .金属块恰好完全浸没时,金属块下表面所受水的压强为5×103Pa D 解析:D
A .由图象可知,当h 为0~30cm 时,弹簧测力计示数为46N ,此时金属块处于空气中,根据二力平衡条件可知,金属块的重力
G =F 拉1=46N
故A 正确,不符合题意
BC .由图象可知,当h =50cm 之后,弹簧测力计示数F 2=26N 不变,此时金属块浸没水中,则金属块浸没时受到的浮力
F 浮=
G ﹣F 拉2=46N ﹣26N =20N
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以,由F 浮=ρ液gV 排可得,金属块的体积
V =V 排=33
20N 1.010kg/m 10N/kg
F g ρ=⨯⨯浮水=2×10-3
m 3 由G =mg 可得,金属块的质量
m =
46N
10N/kg
G g ==4.6kg 则金属块的密度
ρ=
334.6kg 210m
m V -=⨯=2.3×103kg/m 3 故BC 正确,不符合题意;
D .忽略金属块浸入水中时池水液面高度的变化,由图象可知,金属块刚浸没时底部所处的深度
h =50cm ﹣30cm =20cm =0.2m
金属块下底面受到水的压强
p =ρ水gh =1.0×103kg/m 3×10N/kg×0.2m =2000Pa
故D 错误,符合题意。
故选D 。
2.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 。
3.如图所示,有一小容器(可盛水)竖直漂浮在盛有水的烧杯内,待容器静止后,烧杯内水的深度为H ,容器露出水面的高度为h ,现从烧杯中取质量为m 的水装入容器内(容器仍可竖直漂浮于水面),待容器再次静止时,烧杯内水面的高度H ´和容器露出水面的高度h ´分别会如何变化( )
A .H ´< H ;h ´= h
B .H ´= H ;h ´< h
C .H ´< H ; h ´> h
D .H ´= H ; h ´> h B
解析:B
从烧杯中取质量为m 的水装入容器内,则容器自重G 增大,因加水后容器仍处于漂浮状态,则
浮F G =
可知容器所受浮力增大。
由
F ρV g =浮液排
可知,容器所受浮力增大,容器排开水的体积就增大,也就是容器浸入水的体积增大,由
V Sh =
可得容器浸入水的深度增大,则容器露出水面的高度就减小。
从烧杯中取质量为m 的水装入容器内,则容器自重G 增大,因加水后容器仍处于漂浮状态,则
浮F G =
可知容器所受浮力增大。
由阿基米德原理可知,物体所受浮力等于物体排开液体的重力,所以增大的浮力等于加入容器内水的重力(即从烧杯内取出水的重力),所以排开水的体积的增加量就等于取出水的体积,所以烧杯内水面高的度不发生变化。
故ACD 不符合题意,B 符合题意。
故选B 。
4.甲、乙两个玻璃缸内分别盛有水和消精,将同一个木块放入甲、乙两个玻璃缸内静止时如图。
木块底部受到液体的压强( )
A .水的大
B .酒精的大
C .一样大
D .无法确定C
解析:C
由图可知,木块在甲、乙两玻璃缸中都处于漂浮状态,因为物体漂浮时,受到的浮力和自身的重力相等,所以木块在两玻璃缸中受到的浮力相等,都等于木块的重力。
浮力等于上下表面液体的压力差,因为上表面受到的液体压力都为零,故下底面受到的压力相同,故
由
F
p
S
得木块底部受到水和酒精的压强相等。
故选C。
5.下列关于压强和浮力的说法中,正确的是()
A.密度计浸在液体中深度越深所受的浮力越大
B.气球能升空是因为它里面充的是密度大于空气的气体
C.在流体中,流速越大的位置压强越大
D.活塞式抽水机抽水时利用了大气压强D
解析:D
A.密度计使用时漂浮在液面,漂浮时其所受浮力始终等于自身重力,故A错误;
B.气球能升空是因为它里面充的是密度小于空气的气体,当浮力大于重力时,气球上浮,故B错误;
C.在流体中,流速越大的位置压强越小,故C错误;
D.活塞式抽水机抽水时是借助大气压强将水从低处压到高处的,故D正确。
故选D。
6.如图甲,把鸡蛋放入盛水的杯中,鸡蛋沉在杯底;向杯中加盐并搅拌,直到鸡蛋悬浮,如图乙。
此过程中()
A.杯中液体密度不变B.容器底受到液体的压力不变
C.鸡蛋的重力变小D.鸡蛋的浮力变大D
解析:D
A.不断加盐的过程中,液体密度不断增加,故A不符合题意;
B.液体密度不断增加,容器底部受到压强变大,压力变大,故B不符合题意;
C.鸡蛋的重力没有发生变化,故C不符合题意;
D.液体密度不断增加,鸡蛋的浮力变大,故D符合题意。
故选D。
7.如图所示,两个相同的塑料药瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直的浸入水中,甲瓶口朝上,乙瓶口朝下,两药瓶在水里的位置相同,若甲药瓶恰好悬浮,则()
A.乙药瓶也处于悬浮状态B.乙药瓶受到的浮力更大
C.乙药瓶内的气体密度大D.两药瓶内的气体压强相等C
解析:C
AB.若甲药瓶恰好悬浮,则甲瓶受到的浮力与重力相等,瓶口朝下时,橡皮膜所处的深度较大,橡皮膜受到的液体压强较大,向内凹陷的程度较大,使瓶内的气体压缩,瓶内的气体体积变小,则塑料瓶排开水的体积变小,根据F浮=ρgV排知,受到的浮力减小,小于重力,故塑料药瓶将下沉,故AB不符合题意;
CD.由于瓶内的气体质量不变,瓶内的气体体积变小,则乙药瓶瓶内的气体密度大,瓶内的气体压强变大,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
8.一个物体恰好悬浮在水中,若将其分成大小不等的两块(质量分布均匀),则()A.大块下沉,小块上浮
B.大块悬浮、小块漂浮
C.大块、小块都漂浮
D.大块、小块仍悬浮D
解析:D
一个物体恰好悬浮在水中,则物体的密度与水的密度相同,分成大小不等的两块后(质量分布均匀),物体的密度没有变化依然与水的密度相同,所以大块、小块仍悬浮,故ABC 错误,D正确。
故选D。
9.水平桌面上有A、B两个均装有水的完全相同的容器,将形状相同、体积相等的甲、乙两个物体分别放入A、B两容器中,静止时的位置如图所示,两个容器的水面相平,则下列判断正确的是()
A.物体受到的重力G甲=G乙
B.水对容器底的压强p A﹤p B
C.物体受到的浮力F浮甲﹥F浮乙
D.物体下表面受到水的压力F甲=F乙C
解析:C
由图可以看出甲物体在水中悬浮,乙物体在水中漂浮,所以甲的密度大于乙的密度。
因为甲乙的形状相同、体积相等,所以甲的质量大于乙的质量。
A .由G mg = 得,甲的重力大于乙的重力,故A 不正确;
B .两容器中水的深度相同,由所以水对p gh ρ= 得,水对容器底的压强相等,故B 不正确;
C .甲物体排开水的体积大于乙排开水的体积,由F V g ρ=浮排 得,物体受到的浮力
F F 浮甲浮乙﹥
故C 正确;
D .甲物体下表面所处的深度大于乙物体下表面所处的深度,所 以物体下表面受到水的压力
F F 〉甲乙
故D 不正确。
故选C 。
10.如图所示是舰载机飞离甲板的过程中,下列说法正确的是( )
A .飞机在跑道上滑行时若外力全部消失,会逐渐停下来
B .飞机起飞时加速助跑,可获得更大的惯性,利于升空
C .飞机飞离甲板后,舰艇受到水的浮力不变
D .飞机飞离甲板后,舰艇底部受到水的压强变小D 解析:D 略
二、填空题
11.一艘远洋轮船装上货物后,船和货物总质量为10.8t ,则船在海洋中航行所受到的浮力是______N 。
同一艘轮船从海里驶进河里,受到的浮力______(选填“变大”、“变小”或“不变”),船身相对于水面将______(选填“上浮”、“下沉”或“不变”)。
08×105不变下沉
解析:08×105 不变 下沉
[1]轮船漂浮,则轮船在海洋中所受的浮力为
3510.810kg 10N/kg=1.0810N F G mg ===⨯⨯⨯浮
[2]轮船漂浮,浮力等于船所受重力,故同一艘轮船从海里驶进河里,受到的浮力不变。
[3]因为海水密度大于河水密度,船从海里驶入河里所受浮力不变,由F gV ρ=浮液排可知,驶入河里时排V 增大,故船身相对于水面将下沉。
12.A 、B 是两个质量相同的实心长方体,轻轻放入水中后,静止时如图所示,两物体的密度大小关系是:ρA ______ρB ;两物体受到水的浮力大小关系是:F 浮A ______F 浮B 。
(两空均选“>”“<”或“=”)
<=
解析:< =
[1]由图知,A 在水中漂浮,则ρA <ρ水,B 在水中悬浮,则ρB =ρ水,所以ρA <ρB 。
[2]由图知,A 在水中漂浮,则F 浮A =G A ,B 在水中悬浮,则F 浮B =G B ,而m A =m B ,G A =G B ,所以F 浮A =F 浮B 。
13.甲、乙两个质量、容积、高度均相等但形状不同的容器,装水后放在水平桌面上。
将A 、B 两个不同的物体分别放入容器的水中,静止后两容器的水面恰好与容器口相平,如图所示。
若水对甲、乙两容器底部的压力分别是F 甲、F 乙,容器对桌面的压力分别是F ′甲、F ′乙。
则F 甲______F 乙;F ′甲______F ′乙。
大于等于
解析:大于 等于
[1]两容器中水的深度相同,根据p gh ρ=可知,两容器底部受到水的压强p p =甲乙,而
S S >甲乙,根据F
p S
=
可知,F F 甲乙>。
[2]两容器中物体分别处于悬浮和漂浮状态,均有
F G G ==浮排
所以,两容器和其中所装水及物体的总重,均可相当于不放入物体而装满水时的总重,即
此时两容器及其中水、物体的总重相等,对桌面的压力也相等,即''
F F =甲乙。
14.如图所示,同一物体在甲液体中悬浮,在乙液体中漂浮,则两种液体的密度大小关系为ρ甲___________ρ乙,物体在两种液体中受到的浮力大小关系为F 甲___________F 乙。
<=
解析:< =
[1][2]物体在甲液体中是悬浮,在乙液体中是漂浮,根据物体浮沉条件,不管是悬浮还是漂浮,物体所受浮力都等于物体自身重力,所以F 甲=F 乙。
由阿基米德原理,物体所受浮力等于物体排开液体的重力,即
ρ甲V 排甲g =ρ乙V 排乙g
又因物体在甲中悬浮、乙中漂浮,所以物体排开甲液体的体积大于排开乙液体的体积,即
V 排甲>V 排乙,所以有ρ甲<ρ乙。
15.在江心屿玩耍的小科突发奇想,如果地球对所有物体的引力都突然减小一半,水上轮船的所受浮力和浮沉情况会怎样变化呢?你的看法是:这艘轮船的浮力将_____(选填“变大”“变小”或“不变”),它的位置将_____(选填“上浮一些”“下沉一些”或“不变”)。
变小不变 解析:变小 不变
[1]如果地球对所有物体的引力都突然减小一半,则1kg 的物体受到的重力为4.9N ,即g =4.9N/kg ,所以船的重力和排开水的重力都将减小一半,由F 浮=G 排可知,轮船受到的浮力将变小。
[2]由阿基米德原理和漂浮条件可得
F 浮=
G 排=G 船 m 船g=ρ水V 排g
则有
m 船=ρ水V 排
地球的引力减小一半时,ρ水、m 船不变,所以V 排也不变,即船在水中的位置不变。
16.停靠在高明灵龟园的渔船在江水中排开水的体积为2×104m 3,渔船受到的浮力大小为______N ,方向______,当它从西江驶入大海,它排开水的体积将会______。
(选填“变大”、“不变”或“变小”,西江水密度取1.0×103kg/m 3,g 取10N/kg )竖直向上变小 解析:8210⨯ 竖直向上 变小 [1][2]渔船受浮力
334381.010kg/m 10N/kg 210m =210N F gV ρ==⨯⨯⨯⨯⨯浮水排
浮力的方向是竖直向上。
[3]因为渔船漂浮,所以渔船受到的浮力F G =浮船,所以渔船由西江驶入大海后,船的重力不变,受到的浮力不变,液体密度变大,由F gV ρ=浮液排可知,所以渔船排开水的体积变小。
17.弹簧测力计下挂着一个铁球,静止时弹簧测力计的示数是21.9N ,把铁球浸没在水中时,铁球受到浮力是4.9N ,则此时弹簧测力计的示数为______N ;一个物体受到的重力是10N ,将其全部浸没在水中时,所排开的水受到的重力为20N ,此时它受到的浮力是______N 。
17N20N 解析:17N 20N
[1]根据称重法测浮力浮F =G -F 可知弹簧测力计的示数为
-=21.9N-4.9N=17N F G F =浮
故此时弹簧测力计的示数为17N 。
[2]根据阿基米德原理,浮力的大小等于排开液体所受的重力,故浮力的大小为20N 。
18.一艘轮船的排水量是50000吨,当它从长江内河行驶到海洋时,排水量__。
(填“变大”、“不变”或“变小”)。
若是一艘潜水艇从长江内河潜行(潜行:指潜水艇浸没)到海洋时,潜水艇受到的浮力__(填“变大”、“不变”或“变小”)。
不变变大
解析:不变 变大
[1]潜水艇从长江内河潜行到海洋时,始终处于漂浮状态,浮力等于重力等于排开水的重力,而重力不变,所以排水量不变。
[2]潜水艇从长江内河潜行进入海洋,潜水艇浸没,排开水的体积不变,海水密度增大,根据公式浮排F gV ρ=
可知,潜水艇受到的浮力变大。
19.某物体在空气中用弹簧测力测得示数为G ,此物体全浸没在A 液体中示数为13
G ,此物体全浸没在B 液体中示数为2
5
G ,则两液体密度之比A ρ∶B ρ=______;某物体放在C 液体中,有
13
露在空气中,物体放在D 液体中,有2
5露在空气中,则两液体密度之比
C ρ∶
D ρ=______;甲乙两物体同时投入水中,甲物体13
露在空气中,乙物体2
5露在空气
中,则两物体的密度之比ρ甲∶ρ=乙______。
10∶99∶1010∶9
解析:10∶9 9∶10 10∶9
[1]由称重法可知,物体全浸没在A 液体中受到的浮力为
1A 12
33
G F G G F G =-=-=
物体全浸没在B 液体中受到的浮力为
2B 23
55
G F G G F G =-=-=
所以浮力之比为
A F ∶
B F =
23G ∶3
5
G =10∶9 因为同一个物体,所以两次物体排开液体的体积相同,则由F gV ρ=浮液排可知,两液体密度之比为
A ρ∶
B ρ=A F ∶B F =10∶9
[2]由F gV ρ=浮液排可知,物体放在C 液体中受到的浮力为
C C C C C 12133F gV g V gV ρρρ⎛⎫
==-= ⎪⎝⎭
排物物
物体放在D 液体中受到的浮力为
D D D D D 23155F gV g V gV ρρρ⎛⎫
==-= ⎪⎝⎭
排物物
因为物体在液体CD 中都处于漂浮状态,所以
D C F F G ==物
所以两液体密度之比为
C ρ∶
D ρ=C 23F gV 物∶D
3
5
F gV 物=9∶10 [3]由F gV ρ=浮液排可知,甲物体在水中受到的浮力为
12
(1)33
gV g V gV F ρρρ==-=甲甲甲水排甲水水
乙物体在水中受到的浮力为
23
(1)55
gV g V gV F ρρρ==-=乙乙乙水排乙水水
因为甲乙物体在水中都处于漂浮状态,所以
F G =甲甲 F G =乙乙
即
2
3gV gV ρρ=甲甲甲水
3
5
gV gV ρρ=乙乙乙水 所以
23ρρ=
甲水 35
ρρ=乙水
则两物体密度之比为
ρ甲∶=
ρ乙23ρ水∶3
=5
ρ水10∶9 20.如图所示。
两个规格相同的溢水杯装满浓度不同的盐水,溢水杯口下方均放置规格相同的空小桶(甲、乙)。
将体积为V 、密度为ρ,且质地均匀的长方体物体(不吸水),轻轻放入装满盐水的溢水杯中,物体静止时如图,甲小桶收集该物体排开的淡盐水,物体底部距离液面的深度为h 1。
求:
(1)长方体物体的质量______。
(用题目中的字母表示)
(2)此刻,长方体物体底部所受淡盐水的压力______。
(用题目中的字母表示) (3)将长方体物体取出,擦拭干净后,轻轻放入装满浓盐水的溢水杯中,静止时如图乙小桶收集该物体排开的浓盐水,乙小桶中浓盐水的重力______甲小桶中淡盐水的重力(选填“大于”或“等于”或“小于”),请说明你的理由:______
等于见解析
解析:V ρ Vg ρ 等于 见解析
(1)[1]长方体物体的质量
m =ρV
(2)[2]由压力差法可知
F 浮=F 下-F 上
长方体物体底部所受淡盐水的压力
F 下=F 浮
长方体物体处于漂浮状态
F 浮=
G =mg =ρVg
F 下=ρVg
(3)[3][4]前后两次,处于漂浮状态,浮力的大小都等于物体重力,故排开的液体重力相等,即乙小桶中浓盐水的重力等于甲小桶中淡盐水的重力。
三、解答题
21.2020年6月5日晚,我县肖田乡美佳山长罗水电站发生溃坝,这是受高空低槽和低层西南急流影响导致的重大灾难性事件。
事发当时,宁都县委、政府迅速行动,组织多部门积极参与搜救,参与搜救的某型号冲锋舟质量为180kg ,(g 取10N/kg )。
求
(1)求该冲锋舟受到的重力大小是多少N ?
(2)该冲锋舟放在水平地面时,与地面的接触面积为2×104cm 2,求它对水平地面的压强是多少Pa ?
(3)该冲锋舟最大排水量为500kg ,假设每个搜救人员平均体重为60kg ,则冲锋舟可以承载多少人?
解析:(1)1800N ;(2)900Pa ;(3)5
(1)该冲锋舟受到的重力
G =mg =180kg×10N/kg=1800N
(2)该冲锋舟放在水平地面时,对水平地面的压力
F =
G =1800N
对水平地面的压强
442211800N 900P 010m
a F p S -=⨯=⨯= (3)由阿基米德原理可得,该冲锋舟受到的最大浮力
F 浮=
G 排=m 排g ① 设冲锋舟最多可以承载的人数为n ,因该冲锋舟受到的浮力最大时处于漂浮状态所以
F 浮=
G 总=(m +nm 人)g ②
由①②可得 500kg 180kg 5.360kg
m m n m --=
=≈排人 即冲锋舟可以承载5人。
答:(1)该冲锋舟受到的重力大小是1800N ;
(2)该冲锋舟放在水平地面时,对水平地面的压强是900Pa ;
(3)该冲锋舟最大排水量为500kg ,假设每个搜救人员平均体重为60kg ,则冲锋舟可以承载5人
22.如图所示,盛有水的柱形平底薄壁容器放在水平桌面上,木块A 放在水中后处于漂浮
状态,此时A 浸在水中的体积为1.5×
10-4m 3,容器中水深为10cm 。
g 取10N/kg ,水的密度为1.0×
103kg/m 3,求: (1)木块A 受到的浮力;
(2)放入木块A 后水对容器底部的压强。
解析:(1) 1.5N ;(2) 1000Pa 。
(1)木块A 受到的浮力:
F 浮=ρ水gV 排=1.0×103kg/m 3×10N/kg×1.5×10-4m 3=1.5N ;
(2)放入木块A 后水对容器底部的压强:
p =ρ水gh =1.0×103kg/m 3×10N/kg×0.1m=1000Pa 。
答:(1) 木块A 受到的浮力是1.5N ;
(2)放入木块A 后水对容器底部的压强是1000Pa 。
23.某一木块的体积为200cm 3,密度为0.8×103kg/m 3,把它浸没在水中放开手后。
(1)请通过计算后说明木块能悬浮在水中吗?
(2)木块最终漂浮在水面静止时,浸在水中的体积有多大?
(3)要用多大的力才能将木块刚好全部没入水中?
解析:(1)不能;(2)1.6×10﹣4m 3;(3)0.4N
(1)由m V
ρ=知道,木块的质量 m =ρ木V 木=0.8×103kg/m 3×200×10﹣6m 3=0.16kg
木块所受重力
G =mg =0.16kg ×10N/kg =1.6N
当物体完全浸没时V 排=V 木,浸没在水中时受到的浮力
F 浮=ρ水gV 木=1.0×103kg/m 3×10N/kg ×200×10﹣6m 3=2N
由于F 浮>G ,所以物体上浮,最终处于漂浮状态,不能悬浮。
(2)当物体静止后,漂浮在水面上,则
F 浮′=
G =1.6N
由F 浮=ρ液gV 排知道,浸在水中的体积
43331.6N == 1.61.010kg/m 10N/kg
10m F V g ρ-'⨯⨯=⨯浮排水 (3)木块完全浸没时
F 浮=F +G
对木块施加的力
F =F 浮﹣
G =2N ﹣1.6N =0.4N
答:(1)木块浸没在水中时所受的浮力大于重力,受力不平衡,所以不能在水面下悬浮;
(2)木块漂浮时浸在水中的体积是1.6×10﹣4m 3;
(3)要用0.4N 的力才能将木块刚好全部没入水中。
24.在课外探究活动中,物理兴趣小组的同学做了如下实验,将一底面积为80cm 2的圆筒形容器内装入20cm 深的水,放在水平桌面上,再把一实心圆柱体用细线栓好并悬挂在弹簧测力计下,将圆柱体从容器上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中,并绘出整个过程中弹簧测力计的示数F 与圆柱体下降高度h 变化关系的实验图象,g =10N/kg 。
求:
(1)物体未浸入水中时容器底受到液体的压强;
(2)物体刚好浸没时,排开液体的体积;
(3)物体的密度。
解析:(1)2×103Pa ;(2)5×10-3m 3;(3)8×103kg/m 3
解:(1)读图象可知,物体未浸入水中时水的深度
20cm 0.2m h ==
则水对容器底部的压强为
3331.010kg/m 10N/kg 0.2m 210Pa p gh ρ==⨯⨯⨯=⨯
(2)物体未浸入水中时,弹簧测力计示数为4N ,此时物体处于空气中,根据二力平衡条件可知
4N G F ==拉
当达到7cm 时,弹簧测力计示数保持3.5N 不变,说明此时已完全浸没,则所受的浮力
4N 3.5N 0.5N F G F =-=-=浮拉
根据F gV ρ=浮水排可得
53330.5N 510m 1.010kg/m 10N/kg
F V g ρ-===⨯⨯⨯浮排水 (3)物体完全浸入水后,物体体积 53510m V V -==⨯排
由公式G mg =可求出物体的质量
4N =0.4kg 10N/kg
G m g =
= 则物体密度 33530.4kg 810kg/m 510m
m V ρ-===⨯⨯ 答:(1)物体未浸入水中时容器底受到液体的压强为3210Pa ⨯;
(2)物体刚好浸没时,排开液体的体积为53510m -⨯;
(3)物体的密度为33810kg/m ⨯。
25.甲烧杯中液体的密度为1⨯103kg/m 3,物块P 的重力为1N ,悬浮在液体中实心小球Q 的体积为30cm 3,露出液面的体积为总体积的五分之一。
乙烧杯中Q 悬浮P 沉底。
如图。
已知g =10N/kg 。
请完成下列问题:
(1)物块P 的质量为多少千克?
(2)甲图中小球Q 受到的浮力大小为多少牛顿?
(3)液体乙的密度为多少千克每立方米?
(4)物块P 在乙液体中受到的浮力为多少牛顿?
解析:(1) 0.1;(2) 0.24;(3)0.8⨯103;(4) 0.8
(1)由G mg =可得,物块P 的质量
1N =0.1kg 10N /kg
G m g =
= (2)小球Q 在甲液体中排开的体积 335314(1)30cm 24cm 2.410m 55
V V -=-=⨯==⨯排 小球Q 在甲液体中受到的浮力
3353110kg/m 2.410m 10N/kg=0.24N Q F V g ρ-==⨯⨯⨯⨯甲浮排
(3)由题知,Q 在甲液体中漂浮、在乙液体中悬浮,受到的浮力相等,都等于Q 的重力,0.24N Q F =浮,Q 在乙液体中悬浮,则
35330cm 310m V V -'===⨯排
由Q F V g ρ=浮液排得液体乙的密度
33530.24N 0.810kg/m 310m 10N/kg
Q F V g ρ-===⨯'⨯⨯浮乙排 (4)由题知,P 在甲液体中悬浮,则
33110kg/m P ρρ==⨯甲
由m V
ρ=可得,物体P 的体积 43330.1kg 110m 1.010kg/m
P m V ρ-===⨯⨯ 物块P 在乙液体中受到的浮力
33430.810kg/m 10N/kg 110m 0.8N P F gV ρ-==⨯⨯⨯⨯=乙乙浮
答:(1)物块P 的质量为0.1千克;
(2)甲图中小球Q 受到的浮力大小为0.24牛顿;
(3)液体乙的密度为30.810⨯千克每立方米;
(4)物块P 在乙液体中受到的浮力为0.8牛顿。
26.如图所示,圆柱形容器内盛有一定量的水,一实心正方体木块漂浮在水面上,已知木块的体积为1000cm 3,ρ木=0.6×103kg/m 3,求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块排开水的体积;
(3)若要使木块刚好浸没在水中,必须给木块一个竖直向下多大的压力?
解析:(1)6N ;(2)43610m -⨯;(3)4N
解:(1)因为木块漂浮,在竖直方向上木块处于平衡状态,受平衡力,由平衡条件得
33-330.610kg/m 10N/kg 110cm =6N F G gV ρ===⨯⨯⨯⨯浮木木木
(2)木块排开水的体积,由阿基米德原理F gV ρ=浮液排得
43336N 610m 1.010kg/m 10N/kg
F V g ρ-===⨯⨯⨯浮排水 (3)木块浸没后受到的浮力,根据阿基米德原理,则
333311 1.010kg/m 10N/kg 10m 10N F gV gV ρρ-===⨯⨯⨯=浮水排水木
若木块刚好浸没在水中静止,对木块做受力分析可得
1F G F =+浮木
则需要施加的力
110N-6N=4N F F G =-=浮木
答:(1)木块受到的浮力是6N ;
(2)木块排开水的体积是43610m -⨯;
(3)若要使木块刚好浸没在水中,必须给木块一个竖直向下4N 的压力。
27.如图甲所示,一弹簧测力计下挂一圆柱,将圆柱从水面上方某一高度处匀速下降,然后将圆柱逐渐浸入水中。整个过程中弹簧测力计的示数F 与圆柱下降高度h 的关系如图乙所
示(g =10N/kg ;水的密度为ρ331.010/kg m =⨯)求:
(1)圆柱的重力;
(2)当圆柱刚好全部浸没时,下表面受到的水的压强;
(3)圆柱的密度。
解析:(1)12N ;(2)600Pa ;(3)9×103kg/m 3
已知:F 1=12N ,F 2=8N ,h 1=8cm ,h 2=14cm 。
解:(1)由图知
112N G F =柱=
(2)由图得
2114cm-8cm=6cm=0.06m H h h -==
31.010kg 10N/kg 0.06m 600 Pa p gh ρ=⨯⨯⨯水==
(3)由图知浸没时
1212N-8N 4N F F F -浮===
3-434N 1.010kg 10N/g
410m k V g V F ρ=⨯⨯⨯水排浮
=== 10N/12N = 1.2kg kg G m g =
柱
=
33-43
1.2kg =
910kg/m 410m m v ρ⨯⨯柱== 答:(1)圆柱的重力为12N ; (2)当圆柱刚好全部浸没时,下表面受到的水的压强为600Pa ;
(3)圆柱的密度为9×103kg/m 3。
28.一底面积为2×10-2m 2的圆柱形容器放在水平地面上,一边长为10cm 的正方体物块,通过一根细线与容器底部相连,细线受到的拉力为4N ,此时容器中水的深度为40cm (如图所示)。
求:
(1)容器底受到水的压强和压力;
(2)物块受到的浮力;
(3)若将细线剪断,物块静止时容器底部受到水的压强。
解析:(1)4×103Pa ;80N ;(2)10N ;(3)3800Pa
(1)根据液体压强公式可知,容器底受到水的压强为
3310kg/m 10N/kg 0.4m 4000Pa p gh ρ==⨯⨯=
根据压强公式可知容器底受到水的压力为
224000Pa 210m 80N F pS -==⨯⨯=
(2)物块体积为
3333(0.1m)110m V L -===⨯
木块浸没在水中时受到的浮力为 333210kg/m 10N/kg 10m 10N F gV ρ-==⨯⨯=
(3)物体受到三个力的作用:竖直向下的重力和拉力、竖直向上的浮力,则物体的重力为
10N 4N 6N G F T =-=-=
因为木块浸没在水中时的浮力大于木块的重力,所以剪断细线后木块会上浮直至漂浮在水面上,所受浮力等于自身重力,则排水体积为
43336N 610m 10kg/m 10N/kg
G V g ρ-=
==⨯⨯排 则水面下降高度为 3343
2322110m 610m 210m 210m V V h S
-----⨯-⨯∆===⨯⨯排
此时根据液体压强公式可知,容器底受到水的压强为
33()10kg/m 10N/kg (0.4m 0.02m)3800Pa p g h h ρ=-∆=⨯⨯-=
答:(1)容器底受到水的压强为2×103Pa ,压力为80N ;
(2)物块受到的浮力为10N;
(3)若将细线剪断,物块静止时容器底部受到水的压强为3800Pa。