【单元练】陕西师范大学锦园中学八年级物理下第十章【浮力】阶段练习(含解析)

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一、选择题
1.把重4N 、体积为0.8dm 3的物体投入水中,若不计水的阻力,当物体静止时,下列说法中正确的是( ) A .物体漂浮,浮力为8N B .物体悬浮,浮力为4N C .物体漂浮,浮力为4N D .物体沉底,浮力为8N C
解析:C 物体的质量为
4N 0.4kg 10N/kg
G m g =
== 物体的密度为
33
3304kg 0510kg/m 0810m
m .ρ.V .-=
==⨯⨯物 所以ρρ物水<,物体静止时,物体漂浮在水面上,物体受到的浮力等于重力,即
4N F G ==浮
故选C 。

2.如图是甲、乙两种液体内部的压强与深度的关系图像,设甲液体的密度为ρ甲,液体乙的密度为ρ乙,把同一木块分别放入盛有甲、乙两种液体的容器中(如图b 、c 所示),则( )
A .b 容器中盛的是甲液体
B .c 容器中盛的是甲液体
C .木块在b 中受的浮力大
D .木块底部在c 中受的压强大A
解析:A
AB .由图a 可知,当甲乙两液体的深度相同时,甲中的压强大于乙中的压强,由p =ρgh 可知
ρ甲>ρ乙
由图b 和图c 知
V 排b <V 排c
且同一木块受到的浮力不变,根据F 浮=ρ液gV 排可知
ρb >ρc
所以b 容器中盛的是密度大的甲液体,c 容器中盛的是密度小的乙液体,故A 符合题意,B 不符合题意;
C .同一木块在甲、乙两种液体中都处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知
F浮甲=F浮乙=G
即浮力相等,故C不符合题意;
D.由图b和c可知,木块上表面受到液体的压力都为0
F浮甲=F浮乙=G
根据浮力产生的原因可知,木块下表面受到液体的压力相等,同一木块,其底面积不变,
根据
F
p
S
=可知,木块底部在b和c中受到的压强相等,故D不符合题意。

故选A。

3.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
=


由阿基米德原理知道
F G V g ρ==拉排排

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 。

4.有一个模型船漂浮在一盆水上,现把其整体移至月球上。

已知月球的引力是地球的六分之一,则船所受的重力和其排开水的体积与原来相比,下列说法正确的是( ) A .重力不变,排开水的体积也不变 B .重力不变,排开水的体积减小 C .重力减小,排开水的体积不变 D .重力减小,排开水的体积也减小C
解析:C 【分析】
模型船本身质量不随地理位置的改变而改变,即m 不变,月球的引力只有地球引力的六分
之一,即g g 月地<
根据G =mg 可知
G G 月地<
即重力减小;模型船漂浮在水面上,根据浮F G =
可知,在地球上
F G V g ρ==浮地水排地
在月球上
''F G V g ρ==月月浮水排

1
6
G G =⨯月地

1
6
g g =⨯月地
联立可得
'V V =排排
故选C 。

【点睛】
失分原因: 浮力公式的运用掌握不透彻。

5.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 。

6.三个体积相同而材料不同的小球A 、B 、C 在水中静止时的情况如图所示,若它们的重力和浮力分别为G A 、G B 、G C 和F A 、F B 、F C ,则下列判断正确的是( )
A .G A >G
B =G
C B .G A <G B =G C C .F A >F B >F C
D .F A <F B =F C D
解析:D
AB .由图可知,A 漂浮
ρρ<物液
B 悬浮
物液ρρ=
C 沉底
物液ρρ>
因此A 的密度最小,C 密度最大,因为三个小球体积相等,由m
V
ρ=可知,C 的质量最大,则C 的重力最大,A 的重力最小。

其重力关系
A B C G G G <<
故AB 错误。

CD .由图可知,排开水的体A 最小,BC 相同,根据公式浮排F gV ρ=可知,BC 所受浮力
相同,A 所受浮力最小,即
A B C F F F <=
故C 错误,D 正确。

故选D 。

7.港珠澳大桥是连接香港、珠海和澳门的特大型桥梁隧道结合工程,有世界最大的外海深埋沉管隧道。

远远望去,车在桥中穿梭,桥在水上,水在桥间,虚实相映,如入画中。

根据以上信息,下列说法正确的是( )
A .随着海水位的上升,深入海底的桥墩受到海水的浮力变大
B .桥墩很粗是为了增大受力面积来减小压强
C .隧道“沉管”匀速下沉,海水对它的压强不变
D .“桥在水上,水在桥间,虚实相映”中的“虚”指的是光的折射形成的虚像B 解析:B
A .桥墩的下表面没有受到水的压力,即没有液体对桥墩产生向上的压力,故不产生浮力,故A 错误;
B .桥墩总是下端较粗,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强,故B 正确;
C .隧道“沉管”匀速下沉,深度增大,则海水对它的压强变大,故C 错误;
D .“桥在水上,水在桥间,虚实相映”,平静的湖面相当于一个平面镜,倒影属于平面镜成像现象,其原理是光的反射,故D 错误。

故选B 。

8.如图是小明制作的“浮沉子”,下列说法错误的是( )
A .拧紧大瓶瓶盖,用力捏大瓶,大瓶内的气压会变大
B .盖上小瓶瓶盖,用力捏大瓶也能使小瓶下沉
C .如果小瓶中的水过少,小瓶将无法下沉
D.适当控制捏大瓶的力,可以让小瓶悬浮B
解析:B
A.拧紧大瓶瓶盖后瓶内气体被封闭,用力捏大瓶,大瓶内气体体积减小,气压会变大,故A正确,A不符合题意;
B.盖上小瓶瓶盖,用力捏大瓶,水进入不了小瓶,小瓶重量不变,不能使小瓶下沉,故B错误,B符合题意;
C.如果小瓶内的水过少,则小瓶受到的重力不够大,浮力大于重力,小瓶不会下沉,故C正确,C不符合题意;
D.拧紧大瓶瓶盖,适当控制捏大瓶的力,可增大瓶内的气压,使部分水进入小瓶内,当浮力与重力相等时,小瓶悬浮,故D正确,D不符合题意。

故选B。

9.一艘轮船从河里驶入大海,会发生变化的是()
A.浮力变大,船会下沉一些B.浮力变小,船会上浮一些
C.浮力不变,船会上浮一些D.浮力不变,船会下沉一些C
解析:C
轮船从河里驶入大海,都是漂浮状态,故浮力等于重力,重力不变,浮力不变;又海水密度大,由阿基米德原理可得,在海里排开的液体体积变小,故船会上浮一些;综上,故C 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

二、填空题
11.如图所示,将一长方体物体浸没在装有足够深的水的容器中,物体恰好处于悬浮状态,其上表面受到水的压力为1.5N,下表面受到水的压力为3N,则该物体受到的浮力为______N。

物体排开的水的质量为______kg。

(g取10N/kg)
5015
解析:50.15
[1][2]物体所受浮力为上下表面压力差,则浮力为
F 浮=F 下-F 上=3N-1.5N=1.5N
排开液体重力等于物体所受浮力,即1.5N ,则排开水质量为
1.5N
=0.15kg 10N /kg
G m g
=
=
排排
12.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。

13.如图所示为某新型淡水科考潜水艇,体积为10m 3,该潜艇悬浮在水下8m 深处时,所受到水的压强为_____Pa ,受到的浮力为_____在水面下上浮过程中,其所受浮力_____(填“变大”、“不变”或“变小”).(ρ水=1.0×103kg/m 3,g 取10N/kg )
8×1041×105N 不变
解析:8×104 1×105N 不变
[1]该潜艇悬浮在水下8m 深处,受到水的压强:
p =ρ水gh =1.0×103kg/m 3×10N/kg×8m =8×104Pa ;
[2]因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等,所以潜艇受到的浮力:
F 浮=ρ水gV 排=ρ水gV =1.0×103kg/m 3×10N/kg×10m 3=1×105N ;
[3]在水面下上浮过程中,潜艇排开水的体积、水的密度不变,由F 浮=ρ液gV 排可知,潜艇受到的浮力不变.
14.有一物体质量为90g ,体积为100cm 3现将它浸没在水中,物体所受的浮力为
______N ,松手后,物体将会______(上浮/下沉/悬浮),最终静止时物体排开水的质量为_____g 。

上浮90【分析】将物体浸没在水中排开水的体积等于物体的体积利用
阿基米德原理求物体受到的浮力;知道物体的质量利用重力公式求物体受到的重力再利用物体的浮沉条件判断物体的浮沉;根据物体所处的状态求出静止时
解析:上浮 90 【分析】
将物体浸没在水中,排开水的体积等于物体的体积,利用阿基米德原理求物体受到的浮力;知道物体的质量,利用重力公式求物体受到的重力,再利用物体的浮沉条件判断物体的浮沉;根据物体所处的状态求出静止时受到的浮力,再利用阿基米德原理求排开水的重力,利用G =mg 求其质量。

[1]将物体浸没在水中
V 排=V 物=100cm 3=1×10﹣4m 3
物体受到的浮力
F 浮=ρ水gV 排=1×103kg/m 3×10N/kg×1×10﹣4m 3=1N
[2]物体重为
G =mg =0.09kg×10N/kg =0.9N
因为F 浮>G ,所以松手后物体将上浮。

[3]当物体静止时,处于漂浮状态,受到的浮力
0.9N F G '==浮
排开水的重力
0.9N G F ''==浮排
排开水的质量
0.9N
90g 10N/kg
G m g ''===排排
15.如图所示,若杯中水的深度为0.1m ,则纸片受到水的压强为__Pa ;把杯子倒置,取下纸片,用弹簧测力计拉着重力为24.5N 的金属块浸没在水中,测力计示数为19.6N ,金属块受到的浮力大小为__N ,金属块的体积为__3m 。

(3
3
1.010kg/m ρ=⨯水,g 取
10N /kg )
49
解析:4.9 44.910-⨯ [1]纸片受到水的压强
331.010kg/m 10N/kg 0.1m 1000Pa p gh ρ==⨯⨯⨯=水
[2][3]金属块受到的浮力
24.5N 19.6N 4.9N F G F =-=-=浮拉
因为金属块浸没在水中,所以由F gV ρ=浮水排可得金属块的体积
43
334.9N 4.910m 1.010kg/m 10N/kg
F V V g ρ-==
==⨯⨯⨯浮排水 16.一个苹果的质量为140g ,体积为1.8×
10-4m 3,用手将其浸没在水中时,苹果受到的浮力为_____N ,松手后苹果将_____(选填“上浮”“下沉”或“悬浮”),当苹果保持静止后受到的浮力为_____N 。

将露出水面部分削去,水面以下部分苹果会_____(选填“上
浮”“下沉”或“悬浮”)(g 取10N/kg )。

8上浮14上浮 解析:8 上浮 1.4 上浮 [1] 苹果所受的浮力
3343
110kg/m 10N/kg 1.810m 1.8N F gV ρ⨯⨯⨯⨯﹣浮水排===
[2]苹果的重力
0.14kg 10N/kg 1.4N G mg ⨯===
因为F 浮>G ,所以苹果松手后将上浮。

[3]最终苹果漂浮在水面上,此时浮力等于重力,即浮力为1.4N 。

[4]将苹果露出水面部分削去后,由F gV ρ浮水排=可得,苹果受到的浮力不变,但此时苹果的重力减小,即浮力大于重力,因此水下的苹果将上浮。

17.甲、乙两相同的烧杯中装有体积相等的两种液体,放置在水平桌面上静止。

将同种材料制作的实心物体A 、B 分别放入两容器中,静止时两烧杯的液面等高,如图所示。

则A 、B 两球受到的浮力F A ____ F B ,两烧杯对桌面的压强P A _____P B 。

(选填“>”“<”或“=”)
>>
解析:> >
[1]根据物体在液体中的沉浮状态,可知物体A 的密度小于甲容器液体密度,物体B 的密度等于乙容器液体密度,而物体A 、B 密度相同,故
ρρ甲乙>
放入物体前后,容器中的体积分别相同,说明物体A 、B 分别排开的体积相同,即
=V V 排甲排乙
根据阿基米德原理,物体所受液体的浮力等于排开液体的重力,即
A F gV ρ=甲浮排甲
B F gV ρ=乙浮排乙
则可知
A B F F >浮浮
[2]容器对桌面的压力等于容器重力、液体重力及物体重力之和,且物体漂浮或悬浮状态下所受的浮力等于物体自身重力,即
A G G gV F ρ=++甲甲浮容
B G G gV F ρ=++乙乙浮容
可知
G G >甲乙
而容器底面积相同,由压强公式可知两烧杯对桌面的压强
A B p p >
18.重为8N 、体积为500cm 3的物体,用手将该物体浸没在水中时,物体受到浮力的大小为______N ,松手后,物体将______(选填“上浮”或“下沉”)。

(ρ水=1.0×
103kg/m 3)下沉
解析:下沉
[1]当物体浸没在水中时,排开液体的体积等于物体的体积,由阿基米德原理可得,此时的浮力为5N 。

[2]松手后,浮力为5N ,重力为8N ,浮力小于重力,物体将下沉。

19.如图所示,取一矿泉水瓶和一小玻璃瓶可以制作成“浮沉子”。

将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝____(选填“上”或“下”),使其漂浮在大塑料瓶的水面上。

为了观察其浮沉,大瓶的瓶盖应该 __(选填“旋紧”或“拧开”),当用力挤压大瓶时,“浮沉子”会 __(选填“上浮”或“下沉”)。

下旋紧下沉
解析:下 旋紧 下沉
[1][2]为了探究“浮沉子”的浮沉,将装有适量水的小瓶瓶口向下,保证大瓶中的水可以进入小瓶,且使其漂浮在瓶盖旋紧的大塑料瓶内的水面上,这样可使大瓶内气体质量一定。

[3]挤压大塑料瓶,瓶内空气被压缩,将压强传递给水,水被压入小瓶中,瓶内水的质量增加,重力大于浮力时,浮沉子下沉。

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.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 。

22.如图是可供游客在海上游玩时的一种旅游观光艇,此观光艇的质量为900kg ,在海上航行的最大速度为36km/h ,最多可载的乘客数量为20人(包括工作人员),如果海水的密度取1.0×
103kg/m 3,求: (1)观光艇以最大航速行驶2小时的路程是多少米?
(2)假设每位乘客的平均质量为60kg ,观光艇满载乘客时,此时浸入水中的体积多大?(g =10N/kg )
解析:(1)7.2×104m ;(2)2.1m 3
解:(1)观光艇以最大航速行驶2小时的路程是
436km/h 2h=72km=7.210m s vt ==⨯⨯
(2)观光艇满载时受到的总重力为
()46020+900kg 10N/kg=2.110N G m g ==⨯⨯⨯总总
观光艇漂浮,则满载时受到的浮力为
F 浮=
G 总=2.1×104N
由于F 浮=ρgV 排,所以满载时浸入水中的体积
43
33
2.110N =2.1m 1.010kg/m 10N/kg
F V g ρ⨯==⨯⨯浮排 答:(1)观光艇以最大航速行驶2小时的路程是7.2×104m ; (2)观光艇满载乘客时浸入水中的体积是2.1m 3。

23.如图所示,水平面上有一高10cm 的空水槽,底面积足够大。

水槽内自由放置一等高长方体,长方体底面积为252cm ,重力为2.25N 。

长方体始终竖直,已知
331.010kg /m ρ=⨯水,330.810kg /m ρ=⨯酒精(g =10N/kg )。

求:
(1)若往水槽内倒入酒精,当酒精液面高5cm 时,物体受到的浮力? (2)若往水槽内倒入水,当液面高8cm 时,物体受到的浮力?
(3)若往水槽内倒入足量水,直至有水溢出水槽为止,稳定后物体受到的浮力?
解析:(1)1N ;(2)2N ;(3)2.25N (1)物体的密度为
33
422.25N 0.910kg/m 10N/kg 2510m 0.1m
m G v gSh ρ-=
===⨯⨯⨯⨯物 若往水槽内倒入酒精,由ρρ<物酒精可知物体会沉底,当酒精液面高5cm 时
43242510m 0.05 1.2510m V Sh --'==⨯⨯=⨯排
根据阿基米德浮力公式可得
33430.810kg/m 1.2510m 10N/kg 1N F gV ρ-=⨯⨯⨯⨯==浮酒精排
(2)若往水槽内倒入水,由于ρρ>水物,假设物体仍沉底,则
43242510m 0.08210m V Sh --''=⨯⨯=⨯'=排
根据阿基米德浮力公式可得
334310N/kg 2N 110kg/m <210m F gV G ρ-'===⨯⨯⨯⨯浮水物排
所以物体仍沉底的假设成立。

(3)若往水槽内倒入足量水,直至有水溢出水槽为止,稳定后物体漂浮,受到的浮力为
2.25N F G ==浮物
答:(1)物体受到的浮力为1N ; (2)物体受到的浮力为2N ; (3)稳定后物体受到的浮力为2.25N 。

24.如图所示,薄壁圆柱形容器A 和正方体B 置于水平地面上,容器A 足够高,底面积为0. 03m 2,盛有0.2m 深的水;正方体B 质量为2kg ,边长为10cm 。

(g 取10N/kg ) (1)求容器A 中水的重力;
(2)求图中正方体B 对水平地面的压强;
(3)将正方体B 轻轻投入容器A 的水中,求正方体B 静止时所受的浮力。

解析:(1)60N ;(2)2000Pa ;(3)10N (1)水的体积
V 水=Sh =0.03m 2×0.2m=6×10-3m 3
由m
V
ρ=
可得水的质量 m 水=ρ水V 水=1×103kg/m 3×6×10-3m 3=6kg
则容器中水的重力
G =mg =6kg×10N/kg=60N
(2)正方体B 对水平地面的压力
F =
G B = m B g =2kg×10N/kg=20N
正方体B 与地面的接触面积
S =L B 2=(0.1m)2=0.01m 2
则正方体B 对水平地面的压强
220N
2000Pa 0.01m
F p S =
== (3)假设将物体B 浸没在水中,它所受浮力大小为
F 浮=ρ水V 排g =ρ水L B 3g =1×103kg/m 3×(0.1m)3×10N/kg =10N<20N
浸没受到的浮力小于自身重力,物体将下沉,静止时沉底
F 浮 =10N
答:(1)容器A 中水的重力是60N ;
(2)图中正方体B 对水平地面的压强是2000Pa ;
(3)将正方体B 轻轻投入容器A 的水中时,正方体B 静止时所受的浮力是10N 。

25.把体积为1000cm 3、重为8N 的小球A 放入盛水的容器中。

(g 取10N/kg)计算: (1)小球A 的密度ρA 是多少?
(2)小球A 静止时受到的浮力F 浮是多少?
(3)若取出A 球,把另一个体积为600cm 3、重为5.4N 的木球B 用细线系于容器底(如图所示),则细线受到的拉力F 是多少?
解析:(1) 0.8×103kg/m 3;(2)8N ;(3)0.6N 解:(1)小球A 的密度
ρA =-638N 10N/kg 100010m
m G V gV ==⨯⨯=0.8×103kg/m 3 (2)因
ρA <ρ水
所以A 在水中是漂浮
F 浮A =
G =8N
(3)因木球B 浸没在水中受到的浮力
F 浮B =ρ水gV 排=1.0×103kg/m 3×10N/kg×600×10-6m 3=6N
木球B 受向下的重力、向下的拉力和向上的浮力,根据力的平衡条件可得
G B +F 拉=F 浮B
细线受到的拉力
F 拉=F 浮B -
G =6N-5.4N=0.6N
答:(1)小球A 的密度ρA 是0.8×103kg/m 3; (2)小球A 静止是受到的浮力F 浮是8N ; (3)细线受到的拉力F 是0.6N 。

26.将质量为4kg 的实心物块(其密度大于水的密度)用细线悬挂于弹簧测力计下端,并浸没在水中处于静止状态,如图所示,此时测力计的示数为20N ,已知圆柱形盛水容器的底面积为0.04m 2,g 取10N/kg 。

求: (1)该实心物块所受水的浮力;
(2)与物块未放入水中时相比,物块浸没后水对容器底部增大的压强; (3)该实心物块的密度。

解析:(1)20N ;(2)500Pa ;(3)2.0×103kg/m 3 (1)质量为4kg 的实心物块,所受的重力为
G =mg =4kg×10N/kg =40N
实心物块(其密度大于水的密度)用细线悬挂于弹簧测力计下端,并浸没在水中处于静止状态,此时测力计的示数为20N ,由称重法测浮力,实心物块所受的浮力为
F 浮=
G ﹣F =40N ﹣20N =20N
(2)由阿基米德原理,实心物块排开水的重力为G =20N ,故水对容器底部增大的压力为20N ,物块浸没后水对容器底部增大的压强为
2
20N 500Pa 0.04m F p S =
== (3)由阿基米德原理F gV ρ=浮水排可知物块的体积为
F V g
ρ=

水 该实心物块的密度为
333340N 210N
10kg/m 210kg/m g m G G V g F F ρρρ==⨯=⨯=⨯⨯=⨯水水浮浮
答:(1)该实心物块所受水的浮力为20N ;
(2)与物块未放入水中时相比,物块浸没后水对容器底部增大的压强为500Pa ; (3)该实心物块的密度为2.0×103kg/m 3。

27.如图所示底面积200cm 2,重为10N ,足够高的薄壁柱形容器,内装有0.3m 深的水,置于水平桌面上.细线吊着质量为3kg ,边长为0.1m 的实心正方体A ,使其一半体积浸入水中,求:
(1)A 受到的浮力;
(2)A 浸入一半体积时,容器内水对底部的压强; (3)若剪断细线,待稳定后,容器对桌面的压强;
解析:(1)5N ;(2)3250Pa ;(3)5×103Pa . (1)正方体A 的体积:V A =(0.1m )3=0.001m 3, 当正方体A 一半体积浸入水中时,V 排=
1
2 V A =12
×0.001m 3=0.0005m 3, 正方体A 受到的浮力:F 浮=ρ水V 排g =1×
103kg/m 3×0.0005m 3×10N/kg=5N ; (2)A 浸入一半体积时,液面升高的高度:△h =3A
-42
1
0.0005m 2===0.025m 20010m
V V S S ⨯排容容, 此时水的深度h =0.3m+0.025m=0.325m ,
容器内水对底部的压强:p =ρ水gh =1×
103kg/m 3×10N/kg×0.325m=3250Pa ; (3)水的质量:m 水=ρ水V 水=1×
103kg/m 3×200×10-4m 2×0.3m=6kg , 水的重力:G 水=m 水g =6kg ×10N/kg=60N , A 的重力:G A =m A g =3kg× 10N/kg=30N ,
剪断细线后,容器对桌面的压力:F =G 容+G 水+G A =10N+60N+30N=100N , 容器对桌面的压强:3
-42100N ==510Pa 20010m
F p S '=
⨯⨯容. 答:(1)A 受到的浮力是5N ;
(2)A 浸入一半体积时,容器内水对底部的压强是3250Pa ; (3)若剪断细线,待稳定后,容器对桌面的压强是5×103Pa .
28.如图所示,弹簧测力计下面挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降(其底面始终与水面平行),使其逐渐浸没入水中某一深度处。

如图是整个过程中弹簧测力计的示数 F 与圆柱体下降高度 h 变化关系的图像。

已知
331.010kg/m ρ⨯水= 。

求:
(1)圆柱体浸没时受到的浮力; (2)圆柱体的密度。

解析:(1) 8N ;(2) 331.510kg/m ⨯
(1)根据图像可知,第三段弹簧测力计示数为4N ,此时圆柱体浸没在水中,圆柱体受竖直向上的浮力、拉力和竖直向下的重力,故
=12N 4N=8N F G F =--浮拉
(2)当圆柱体浸没时,所受浮力为8N ,根据F gV ρ=浮液排可知
-4333
8N
==810m 1.010kg/m 10N/kg
F V V g ρ==⨯⨯⨯浮物排
根据m V ρ=可知
33-43
12N 10N/kg ==1.510kg/m 810m G m g V V ρ==⨯⨯物物物物 答:(1)圆柱体浸没时受到的浮力为8N ; (2)圆柱体的密度为331.510kg/m ⨯。

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