2020夏物理八年級(jí)核心素養(yǎng)特色專題專題15浮力之注水問(wèn)題課時(shí)作業(yè)

水晨鳥教育水專十

浮之水題【點(diǎn)理題一物密小水題型解讀：當(dāng)容器內(nèi)逐漸加水時(shí)，容器底受到的浮力逐漸增大，當(dāng)浮力等于物體的重力時(shí)，物體恰好處于漂浮狀態(tài)再續(xù)水物會(huì)隨著水面一起上升因壓強(qiáng)的變化關(guān)系是先快后慢。①由坐標(biāo)圖可知，物體的密度小于水的密度；②當(dāng)m=0.6kg時(shí)物體恰好處于浮狀態(tài)但時(shí)物體還沒(méi)有離開容器底此時(shí)容器底所受壓強(qiáng)為300pa，此可計(jì)算出此時(shí)水深3cm③根據(jù)浮體定比的規(guī)律，

=物

浸=3物

kg/m

3

3

kg/m

3

。④當(dāng)加入水的超過(guò)0.6kg以后繼加水，物體隨著水一起上浮開容器底，此過(guò)程中加入了0.8kg的水，容器底所受液壓強(qiáng)增量為200pa因此可根據(jù)容

200

m

2

，計(jì)算出容器的底面積。⑤0.6kg的水對(duì)應(yīng)的體積為這個(gè)關(guān)系可計(jì)算物體的底面積=（s水

容器

s）h物

浸得到

=s物容器

-

V水浸

=4

m

2

m

2

m

2⑥可計(jì)算物體的重力，GF=浮

3水排

kg/

N/kg

m

-2

mN⑦可計(jì)算任何時(shí)刻容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)，例如計(jì)算當(dāng)

水

時(shí)，容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)：方法一：以容器、水和物體三者為整體進(jìn)行受力分析，Earlybird

晨鳥教育F=G+G=14N+1N+6N=21N支水容物容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)為

p固壓

=

壓支=ss

方法二：以容器底為研究對(duì)象受力分析：=支水壓

GG2N容容容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)為

p固壓

=

壓支=ss

拓練1如甲質(zhì)量為100g的薄壁柱形容器放在水平桌面上器中立放著一個(gè)實(shí)心圓柱體M．現(xiàn)慢慢向容器中加水，加入水對(duì)容器底的壓強(qiáng)P與所加水的質(zhì)量m的系如圖乙所示，在整個(gè)過(guò)程中無(wú)水溢出，同時(shí)M的底面始終與容器中的水面平行．當(dāng)m=0.6kg時(shí)物體M剛漂浮且露在水面外的長(zhǎng)度為2cm則M的高度為的度為kg/m，p=5×10Pa時(shí)容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)．【答案）5）0.6×10）5.25×10【解析】試題分析）m=0.6kg時(shí)，體M剛好浮且露在水面外的長(zhǎng)度為2cm，由圖讀出此時(shí)的水的壓強(qiáng)，利用ρgh求水的深度，則即可求出M高度H；（2鍵漂浮時(shí)浮力與重力阿基米德原理和密度公式列出等式即可求出M的度ρ；（3=5×10p時(shí)利用p=ρgh求出此時(shí)水的深度，根據(jù)壓強(qiáng)和所加水的質(zhì)量m的變化求出容器的底面積，由于容器對(duì)地面的壓力等于水和容器的總重，所以求出當(dāng)=5×10p時(shí)和容器的總重，利用壓強(qiáng)公式p=求器對(duì)地面的壓強(qiáng)．解）當(dāng)m=0.6kg時(shí)，p=3×10PaEarlybird

晨鳥教育由p=ρgh可得水的深度h=

==3×10m=3cm，H=h+h=3cm+2cm=5cm；（2）由圖象可知，當(dāng)m=0.6kg時(shí)，剛漂浮，因?yàn)閔=3cm，H=5cm，所以，====；由漂浮條件可知F=G，即：ρVg=ρVg，所以ρ=ρ=×1×10kg/m=0.6×10kg/m；（3）由p==得：S====0.04m，h==

=0.05m，G=Fρkg/m×0.04m×0.05m×10N/kg=20NG=mg=100×10，p===5.25×10pa故答案為）5.25×102．一個(gè)圓柱形容器放在水平桌上，如圖甲所示，容器中立放著一個(gè)均勻的實(shí)心圓柱M，現(xiàn)慢慢向容器中加水，加入的水對(duì)容器底的壓強(qiáng)

與所加水的質(zhì)量m的系如圖丙所示，在整個(gè)過(guò)程中無(wú)水溢出的底面始終與容器中的水面平行，當(dāng)加入的水等于3kg時(shí)，體M剛漂浮且露出水面的高度為4cm，如圖乙所(g/cm3)，求:

=1.0Earlybird

晨鳥教育(1)圓柱體M剛好漂浮時(shí)容器中的深度h____;(2)圓柱體M的密度______;(3)圓柱形容器的內(nèi)底面積S____.【答案】0.06m0.1m【解析入水m＝3kg時(shí)＝0.6×10＝ρgh可得的度h＝＝＝6cm由于物體好漂浮且露出水面的高度為4cm，則物體M的度H＝h+h＝6cm+4cm；由漂浮條件可知F，：ρVg＝ρVg，則ρShg＝ρSHg，所以＝ρ＝

×1×10kg/m＝0.6×10kg/m）于加入的水等于7kg與時(shí)強(qiáng)別為1.0×10Pa所以S＝＝＝＝0.1m。

Pa由p＝得eq\o\ac(△,：)＝

，3鄭楚同學(xué)將一個(gè)圓柱形容器放在水平桌面如圖甲所示容器中豎立放著一個(gè)均勻?qū)嵭膱A柱體M．隨后鄭小楚慢向容器中加水，在加水的過(guò)程中，物M對(duì)器底的壓強(qiáng)p與加水的質(zhì)量m的系如圖乙所示整過(guò)程中沒(méi)有水溢出物M的底面始終與容器中的水面平行，當(dāng)物體M剛好漂浮在水面上時(shí)，露出水面的高度為10cm知ρ=1.0×10kg/m，g取10N/kg求：（1）物體M漂時(shí)，所加水的體積；（2）圓柱體M的度【答案

．（2）20cm．【解析】Earlybird

晨鳥教育（1）由圖可知當(dāng)加入水的質(zhì)量2kg時(shí)，物體M恰好漂浮，且物體M的底始終與容器中的水面平行，根據(jù)

V

可得水的體積：V

m

2kg3kg3

m

2000cm

．（2）由圖可知，當(dāng)加入水時(shí)，物體M容器底部的壓強(qiáng)p=1×10Pa，設(shè)圓柱體的底積為S，浸入中的深度為h，根據(jù)公式

FS

得：G=，當(dāng)加入水的質(zhì)量為2kg時(shí)，物體容器底部的壓強(qiáng)為0Pa，時(shí)物體M恰漂，所以F=，根據(jù)F=ρgV，=可：gh=，即：1×10kg/m×10N/kg×0.1m×S=1×10Pa×S解得，=0.1m=10cm則物體的度h=h+h=10cm+10cm=20cm．答）物體M漂浮，所加水的體積為2000cm；（2）圓柱體M的度為20cm．題二繩拉模題型解讀：①由坐標(biāo)圖可知，物體的密度小于水的密度；Earlybird

晨鳥教育②OA段物體所受的浮力逐漸增大A點(diǎn)，物體受到的浮力恰好等于物體所受的重力，=浮

。③AB段，物體隨著水面一起上浮，此時(shí)物體浸入水中的體積不變AB段體移動(dòng)的距離代表繩子的長(zhǎng)度；④BC段繩子已經(jīng)被拉直了，因此物體不再上浮，所受浮力逐漸增大。⑤C點(diǎn)，物體恰好浸沒(méi)在水中。拓訓(xùn)4．如圖甲，一個(gè)不計(jì)外壁厚度足夠高的柱形容器放在水平桌面上，容器中立放著一個(gè)底面積為100cm

、高為12cm均勻?qū)嵭拈L(zhǎng)方體木A，A的底部與容器底用一根原長(zhǎng)為10cm輕質(zhì)彈性繩連在一(不計(jì)彈性繩的體)現(xiàn)慢向容器中加水當(dāng)入1.8kg的時(shí)木塊A對(duì)器底部的壓力剛好為0，圖乙所示，此時(shí)容器中水的深度為9cm。求1)乙圖中水對(duì)容器底部的壓；(2)木塊A的度為多少kg/m；(3)從容器中沒(méi)有水到加水至5.8kg如圖丙所示，水對(duì)容器底部的壓力為多少N在定范圍內(nèi)，彈性繩受到的拉力每增大1N，彈性繩的長(zhǎng)度就伸長(zhǎng)，個(gè)過(guò)程中無(wú)水溢)【答案】；(2)

；(3)69N【解析】乙圖中水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)

水

(2)木塊A的積h12cm1200cm31.2AAA木塊A對(duì)器底部的壓力剛好為0木快A浮，受到的浮力等于自身重力，則根據(jù)FgV浮液排F浮

有水排

3kg/m0.09m水木Earlybird

晨鳥教育由

mg

可得木塊A的度

木

9N木V1.2m10N/kg木

0.75

3

kg/m

3(3)當(dāng)加入1.8kg的水，水的積V水

m水水

1.8kgkg/m

3

31800cm3根據(jù)圖乙則有S容

A

水帶入數(shù)據(jù)解得容器底面積S=3m2容

加水至5.8kg后，水的體積V水

m水水

5.8kg

3

33若物體完浸沒(méi)在水中，此時(shí)水的深度h

V水A容

33702則此時(shí)繩子受到的拉力FF拉浮A液AAA

3

3

3

10N/kg

3

因?yàn)閺椥岳K受到的拉力每增大1N彈性繩的長(zhǎng)度就伸長(zhǎng)，所以彈性繩長(zhǎng)度變?yōu)閘10cm3cm13cm此時(shí)繩子的長(zhǎng)度加上物體A的高度為12cm25cm25cm大

cm

，所以物體A沒(méi)有全浸沒(méi)，在中受到繩子的拉力、重力、水的浮力作用。假?gòu)椥岳K拉伸后的總長(zhǎng)度為L(zhǎng)，體A入水中深度為，則有

H

S

SA代入數(shù)據(jù)化簡(jiǎn)后得

①Earlybird

晨鳥教假設(shè)此時(shí)物體A受的拉力為T此時(shí)物體受到拉力加上物體的重力等于物體受到的浮力，即浮A因?yàn)閺椥岳K受到的拉力每增大1N彈性繩的長(zhǎng)度就伸長(zhǎng)，代入數(shù)據(jù)有0.13HN化簡(jiǎn)的0.1

②將②式代入①式，解得L，所以容器中加水至5.8kg時(shí)，水深度為H0.11m由

FpS

液

可得此時(shí)水對(duì)容器底部的壓力

水

gHkg/m0.23m69N容答：(1)圖中水對(duì)容器底部的壓是900Pa(2)木塊A的度為

0.7533

；(3)從容器中沒(méi)有水到加水至5.8kg水對(duì)容器底部的壓力為69N。5）如圖所示，水平放置的底柱形容器A的底面積為，高為，不吸水的正方體木容塊B，密度為，長(zhǎng)為，止在容器底部．質(zhì)量體積忽略不計(jì)的細(xì)線，一端固定在容木器底部，另一端在木塊底部中央，且線長(zhǎng)，已知水的密度為，求：在圖中作出未加水時(shí)B物體的受力示意圖；

aL，木容（2）向容器底緩慢加水至注滿器（如圖）的過(guò)程中，分段討論寫出當(dāng)加水質(zhì)量B物體所受浮力的表達(dá)式。Earlybird

晨鳥教育【答案））解析?！窘馕觥咳鐖D2所：；(2)[2]加至木塊剛好對(duì)容器底無(wú)壓力時(shí)，即木塊剛好漂浮，則F浮

G

，即：

2

漂木

3

；解得，

①當(dāng)0ha

時(shí)，此時(shí)容器內(nèi)水的深度：

m

；木塊排開水的體積：排

2

h

ma

2

；則木塊受到的浮力：F浮排

ma2

a22

2

，[

0

木

Earlybird

晨鳥教育②當(dāng)

ahL

時(shí)，此過(guò)程木塊一直處于漂浮狀態(tài)，則此過(guò)程木塊受到的浮力：浮

木

，[

木

m木

]；③當(dāng)

L

h

時(shí)，此過(guò)程木塊受到的浮力：h浮

m2S2S2

2

，[

木

]；④當(dāng)

Lh容

時(shí)，此時(shí)木塊處于完全浸沒(méi)狀態(tài)，則木塊受到的浮力：浮排

，[

m

容

]。6云初三底面積為

的圓柱形薄壁容器裝有密度為液體橫截面積為的長(zhǎng)方體木塊由一段非彈性不吸水的細(xì)線與容器底部相連部分浸入液體中此細(xì)線剛好伸直，細(xì)線對(duì)木塊的拉力為0如圖所示，已知細(xì)線能承受的最大拉力。向容器中再緩慢注入密度為的體，直細(xì)線剛好被拉斷為止。(1)請(qǐng)推導(dǎo)出細(xì)線未拉斷前，細(xì)線對(duì)木塊的拉力F與注入液體的質(zhì)量之間的關(guān)系式；(2)求細(xì)線剛好被拉斷時(shí)與細(xì)線剛好伸直時(shí)，容器底部所受液體壓強(qiáng)的變化量?！敬鸢浮?1)

F；(2)1

T1

?！窘馕觥孔⑷胍后w的質(zhì)量為時(shí)細(xì)線對(duì)木塊的拉力為F，液上升的高度為，細(xì)線對(duì)木塊的拉力F等木塊增大的浮力，則有F浮排1

①容器內(nèi)注入的液體質(zhì)量m液

②Earlybird

晨鳥教育將①式和②式聯(lián)立，解得F1(2)當(dāng)細(xì)線剛好被拉斷時(shí)，F(xiàn)=G+T細(xì)線剛好伸直時(shí)，細(xì)線對(duì)木塊的拉力為0F'浮即F'浮浮

結(jié)合阿基米德原理可得

g

'排排即

g

①而液體壓強(qiáng)的變化量

g

②由①②可得

T1答：(1)導(dǎo)出細(xì)線未拉斷前，細(xì)對(duì)木塊拉力與入的液體質(zhì)量之的關(guān)系式為F1

；(2)求出細(xì)線剛好被拉斷時(shí)與細(xì)線斷后容器中液面恢復(fù)穩(wěn)定時(shí)，容器底部所受液體壓強(qiáng)的變化量為

T1

。7．某實(shí)驗(yàn)小組在研究某種物質(zhì)屬性時(shí)，日常需將物體浸沒(méi)在煤油中保存，將體積為1×10m

、6N的物體用細(xì)線系在底面積為

的圓柱形容器的底部，物體浸沒(méi)在煤油中，如圖所示（g=10N/kg，ρ=0.8×10kg/mEarlybird

晨鳥教育(1)細(xì)線受到的拉力是多大？(2)若細(xì)線與物體脫落，待物體靜止后煤油對(duì)容器底的壓強(qiáng)變化了多少？【答案】(1)2N；(2)80Pa【解析】由題知，物體浸沒(méi)煤油中，則有排

受到的浮力浮

煤油

gV3kg/m310N/kg3排因?yàn)?/p>

拉

，物體受到的拉力F8N6N拉浮(2)漂浮時(shí)，6N，由浮浮煤油排

可得，此時(shí)物體排開煤油的體積排

F浮煤油

6N3kg/m

7.5

m

3排開沒(méi)有的體積變化量m3排煤油深度變化排S250則煤油對(duì)容器底的壓強(qiáng)變化

g0.83kg/m380Pa水答：(1)細(xì)線受到的拉力是；(2)細(xì)線與物體脫落，待物體靜止后煤油對(duì)容器底的壓強(qiáng)變化了80Pa。題三連體型題型解讀：剛開始物體A浮在面上，逐漸加水，繩子會(huì)拉長(zhǎng)，當(dāng)繩子拉長(zhǎng)時(shí)，繼續(xù)加水，物體A所受浮力增大，當(dāng)拉力恰好為1N時(shí)，物體所受浮力達(dá)到最大值，即B物此時(shí)不Earlybird

晨鳥教育受容器底的支持力，因此可計(jì)算出物體A此時(shí)所受的浮力，還可以計(jì)算出物體A在t1和t2時(shí)刻所受浮力增量為0.5N，即計(jì)算出液面升高量，從而計(jì)算出容器底所受壓強(qiáng)的增量。8．如圖甲，圓柱形薄壁玻璃杯A實(shí)心物體B在柱容器的水中處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)細(xì)線拉直（細(xì)線不可伸長(zhǎng)且質(zhì)量體積忽路不計(jì)的底面積為50cm，力為3N，物體B的體積為50cm，柱形容器的底積為100cm

；在打開容器底部水龍頭放水的過(guò)程中，細(xì)線所受拉力大小隨時(shí)間變化圖象如圖乙時(shí)，體B剛接觸容器底且與容器底無(wú)擠壓，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．未放水前A物所受的浮力為4NB．物體的密度為3×10

kg/mC．從t時(shí)到t時(shí)刻器對(duì)桌面的壓強(qiáng)變化了50PaD．若t時(shí)停止放水，將物體A豎直上提1cm那么容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)減少50Pa【答案】【解析】．對(duì)玻璃杯A進(jìn)行力分析，則有FA浮

FA拉

，故A正，不符合題意；B．對(duì)物體B進(jìn)受力分析，則有GB浮

拉

水

gVFB拉

-6

1.5N

，根據(jù)

G

可知，物體B的度：

1.5NB10N/kg

-6

m

3

kg/m

3

，故B正，不符合題意；C．由圖乙可知t時(shí)到t時(shí)浮力的變化：0.5N0.5N浮

，Earlybird

晨鳥教育由

F浮液排

得玻璃杯A減的浸沒(méi)水中體積排

0.5N浮3kg/m310N/kg水

kg/m

3

3

，水面降低的高度：50cm31cmSA

，則減少的壓強(qiáng)：

水

，故C錯(cuò)，符合題意；D．若t

時(shí)刻停止放水，將物體A豎直上提1cm則其減少的浸沒(méi)水中體積：1A

，水面降低的高度：

3S100cm容器

，則減少的壓強(qiáng)：

水

50Pa

，故D正，不符合題意．9如甲所示在水平桌面上有一薄壁柱形容器底面積為

一重力為

，底面積為

，高為

的柱形玻璃杯A漂于水面，在A的部連接有一個(gè)實(shí)心金屬塊B兩體在水中處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)細(xì)線未拉直B未與容器底部緊密接觸，細(xì)線不可伸長(zhǎng)且質(zhì)量體積忽略不計(jì)容中注水，細(xì)線拉力隨時(shí)間變化圖像如圖乙所示（容器無(wú)限高取

10N/kg

）求：（1）圖甲中玻璃杯A所浮力的大??；（2）圖甲中水對(duì)玻璃杯A底的壓強(qiáng)大小；（3）時(shí)刻到時(shí)刻加水的體積。12Earlybird

晨鳥教育【答案】(1)2.5N；(2)625Pa；(3)75cm【解析】由于玻璃杯A處漂浮狀態(tài)，則A受到的浮力F；浮A(2)玻璃杯A漂浮，根據(jù)浮力產(chǎn)的原因可知，水對(duì)玻璃杯A部的壓力F2.5N，浮則玻璃杯底部到的壓強(qiáng)F2.5NpS40m

；(3)由圖乙可知時(shí)到時(shí)，玻璃杯A