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文檔簡介
專題21浮力基本計算
題型選擇題填空題作圖題實驗題計算題總計
題數(shù)155001535
一、選擇題(共15小題):
1.某物體重0.9N,把它放入盛有水的燒杯中,溢出重為0.6N的水,則它受到的浮力()
A.一定為0.6NB.可能為0.7NC.一定為0.9ND.可能為0.3N
【答案】B
【解析】解:當燒杯中盛滿水時,由阿基米德原理可知,所受浮力F浮w=G抵=6淹=0.6即
當燒杯中沒有盛滿水時,若物體漂浮或懸浮在液體中時、物體所受的浮力最大,根據(jù)浮沉條件可知,
浮力等于物重,即F洋皿=G物=0.9N,
因此物體受到浮力大小的范圍0.6?09N,故B符合題意,ACD不符合題意。
故選Bo
2.一物體漂浮在水中,有;體積露出水面,則物體的密度為()
4
A.0.25g/cm3B.0.75g/cm3C.0.Sg/cm3D.1.25g/cm3
【答案】B
【解析】解:設物體體積為V,由阿基米德原理可知:卜'浮=P(KgVj*,
物體漂浮在液面上,貝U:G物=F浮,
根據(jù)G=mg和P=/可得:G物=Pi?gV,
所以P物gV=P?KgV報,貝ijP啊V=p木V拷,
由題知,物體排開水的體積丫排=(1-7)V=%,
44
所以物體的密度:P物=£P(guān)水=孑xlX10Jkg/m:i—0.75X10'kg/m'=0.75g/cm"。
故選:B,
3.用彈簧測力計豎直掛一小球,當小球浸入水中[體積時,彈簧測力計示數(shù)為4N;當小球浸入水中
學本積時,彈簧測力計示數(shù)為1N,取下該小球放入水中,小球靜止時受到的浮力是()
A.18NB.14NC.8ND.10N
【答案】D
【解析】解:當小球浸入水中[體積時,則V排尸乎,
根據(jù)物體受力平衡和阿基米德原理可知:
G=F浮計F拉?=P*gV陰+F拉?=1X103kg/m3X1ON/kgx|v+4N-----------------------------①
當小球浸入水中T體積時,則V>?|v,
根據(jù)物體受力平衡和阿基米德原理可知:
3
G=F浮2+F技2=P*gVtt2+F拉2=1X10'kg/mXlON/kgx|v+lN-----②
由①②得:V=1.8X10:im3;
333
所以小球的重力:G=F>?,+Fftl=lX10kg/mXlON/kgxixl.8X10m+4N=10N,
若物體全部浸沒在水中時受的浮力:F;?=P*gV=lX103kg/m3X10N/kgX1.8X10:m'=18N,
則:卜,?。綠,即:當取下該小球放入水中,小球靜止時會漂浮,
所以小球在水中靜止時F/=G=1ON?
故選:D?
4.如圖所示,將邊長為10cm的正方體木塊放入裝滿水的燒杯中,木塊靜止時,上表面距離水面4cm,
g取10N/kg,則()
A.木塊受到的浮力是60N
B.使木塊完全浸沒需要40N向下的壓力
C.木塊底部受到水向上的壓強為10Ta
D.當向下施加壓力使木塊剛好完全浸沒在水中后,杯底對桌面的壓強不變
【答案】D
【解析】解:A、由題意可得,木塊排開水的體積(即浸入水中的體積):
Vt*=Sh^=(10cm)2X(10cm-4cm)=600cm3,
靜止時,木塊受到的浮力:F,=P*gV?=1.0X10:fkg/m:tX1ON/kgX600X10=6N,故A錯誤;
B、原來木塊漂浮,則F浮i=G^---------①
使木塊完全浸沒時,多排開水的體積由力的平衡條件可得F浮2=G木+F1——②
由①②可知使木塊完全浸沒時需要的壓力等于增大的浮力(即露出部分浸入水中受到的浮力),
則FuAFxkP,kgAVjLP*ghLLOXlO/g/nfXlON/kgX(0.1X0.1X0.04)n?=4N,故B錯
?u
1天;
C、漂浮時,木塊底部浸入水中的深度:ha=10cm-4cm=6cm=0.06m,
木塊底部受到水向上的壓強:p=P*gh=1.OX10:,kg/m3X1ON/kgX0.06m=600Pa,故C錯誤;
D、施加壓力前,杯底對桌面的壓力等于燒杯、水和物體的總重力,即F“r=G/G*+G物,
當向下施加壓力使木塊剛好完全浸沒在水中后,因為是裝滿水的燒杯,所以有一部分水溢出,由
阿基米德原理可知溢出水的重力等于增加的浮力,
則此時杯底對桌面的壓力
FFE2=G林+G制木+G物+F=G杯+G制水+G的+△F)?=G杯+G同水+G物+G林+G水+G物,
所以,當向下施加壓力使木塊剛好完全浸沒在水中后,杯底對桌面的壓力不變,受力面積不變,
由P=g可知,杯底對桌面的壓強不變,故D正確。
故選:Do
5.如圖所示,水平桌面有一個盛滿水的燒杯,小美在燒杯中緩慢放入一個質(zhì)量為300g、體積為500cm3
的物體,下列說法正確的是(g=10N/kg)()
A.物體會懸浮在水中
B.物體受到的浮力為3000N
C.溢出水的質(zhì)量等于300g
D.溢出水的體積為500cM
【答案】C
【解析】解:A、物體的密度為:P=?=果%=0.6g/cnf,小于水的密度,所以物體漂浮在水面上,
V500cm3
故A正確;
3
B、漂浮時浮等于重力,浮力為:F;?=G=mg=300XWkgX10N/kg=3N,故B錯誤;
C、漂浮時浮力等于重力,浮力等于其排開的水的重力,根據(jù)G=mguJ"知,物體的質(zhì)量等于排開的水
的質(zhì)量,即排開的水的質(zhì)量為300g,故C正確;
1)、物體漂浮在水面上,溢出水的體積要小于物體的體積,即小于500cm",故D錯誤。
故選:Co
6.如圖所示,在彈簧測力計下懸掛一個重物A,緩緩浸入水與鹽水中觀察到測力計示數(shù)如圖所示。
下列說法錯誤
ABCDE
A.圖B中的物體A浸在水中的體積是A的體積的一半
B.圖C中的物體A下表面受到的液體壓力為2N
C.圖D中的物體A密度為BXlO'kg/m,
D.圖E中的鹽水的密度為L2X10'kg/m3
【答案】C
【解析】解:A、由圖AC可知,物體A全部浸沒在水中時所受浮力
Fi?=G-Fc=8N-6N=2N,此時V措=V.,
由圖AB可知,物體A所受浮力F浮'=G-FB=8N-7N=1N=由F浮=P4;gV插可得,
此時V/=|VA,即圖B中的物體A有一半的體積浸沒在水中,故A正確;
B、浮力產(chǎn)生的原因是物體上下表面受到的液體壓力差可知,圖C中物體A的上表面與水面相平(即
上表面受到的液體壓力為0),則其下表面受到的液體壓力F;=F"=2N,故B正確;
C、F浮可得,物體A的體積:V尸Vw=2__________2N___________3
33=2X10'm,
P疤1.0xi0k^/mxl0N//c^
物體A的質(zhì)量:m=(=^=0.8kg,
物體A的密度:P=3=4義lO,kg/n?,故C錯誤;
匕42X10
D,圖E中的物體A受到的浮力:F浮前必=G-F”=8N-5.6N=2.4N,
33
由阿基米德原理可知,鹽水的密度為:P4T11M;,=l-2xl0kg/m,
v攙藁疝VA92X104m3xlON/kg
故D正確。
故選:Co
7.彈簧測力計下掛一長方體物體,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),圖乙是彈簧測力計示數(shù)F與物體下降高度h變化關(guān)系的圖像,
水的密度為IXlO'kg/nf,g取10N/kg,忽略液面的變化,則下列說法中正確的是()
甲乙
A.物體受到的最大浮力是5N
B.物體剛浸沒時下表面受到水的壓力是9N
C.物體的密度是2.25XI。'kg/m3
D.物體剛浸沒時下表面受到水的壓強是800Pa
【答案】C
【解析】解:A.由圖像可知,當h<4cm時,彈簧測力計示數(shù)為9N不變,此時物體在空氣中,由二
力平衡條件可知,物體重力G=F=9N,
當h>8cm時,彈簧測力計示數(shù)為5N不變,此時物體浸沒在水中受到的浮力最大,則物體受到的
最大浮力Fi=G-F'=9N-5N=4N,故A錯誤;
B.物體剛浸沒時匕表面受到水的壓力為零,由浮力產(chǎn)生的原因F%=F向上-F;仆可得,下表面受到水
的壓力Fmh=F浮+F向下=F浮=4N,故B錯誤;
C.因物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等,所以由F浮=P濃gV排可得,
物體的體積V=V技=2=,一-=4X10一舄
p次g1.0xl03k^/m3xl0/V/k^
由6=小8可得,物體的質(zhì)量:m=-==0.9kg,
g10N/kg
則物體的密度:p=^=7-7TT-I=2-25X故C正確;
V4x104m3
D.由圖乙可知,物體從h=4cm時下表面與水面接觸,至ijh=8cm時剛好浸沒,忽略水面的變化,則
物體的高度H=4cm=0.04m,
物體剛浸沒時下表面受到水的壓強p=P*gH=l.OX10kg/m:,XlON/kgXO.04m=400Pa,
故D錯誤。
故選:Co
8.圖甲所示,一個金屬塊在鋼繩拉力的作用下從水面上方勻速下降,直至金屬塊全部沒入水中。圖
乙所示,是鋼繩拉力F隨時間t變化的關(guān)系圖像。若不計水的阻力,水的密度為1.OXlO'kg/nf'
g取10N/kg,下列說法正確的是()
3950
3450
oht2t3t/s
乙
金屬塊受到的重力為500N金屬塊受到的浮力為3450N
金屬塊的體積為5X10%金屬塊的密度為7.9X103kg/m3
【答案】D
【解析】解:A、由圖乙可知,0?ti段鋼繩拉力大小不變,此時金屬塊未接觸水面,鋼繩的拉力F=
3950N,
金屬塊勻速下降,處于平衡狀態(tài),根據(jù)二力平衡條件可得,金屬塊的重力:G=F=3950N,故A錯誤;
B、由圖乙可知,t??t3段鋼繩拉力大小不變,此時金屬塊浸沒在水中,鋼絲繩的拉力為3450N,
則金屬塊浸沒時受到的浮力為:F*=G-F及=3950N-3450N=500N,故B錯誤;
因為此時金屬塊浸沒在水中,所以金屬塊的體積:丫=1"=5義10%,,故c錯誤;
D、由6=1^可知,金屬塊的質(zhì)量:m=J=蕓;:=395kg,
910N/kg
金屬塊的密度:P=^~==7-9xlO^g/m3-故口正確。
V5xl0-2m3
故選:D。
9.如圖所示,不吸水的一木塊靜止在鹽水中,已知木塊的重力為3N,體積為500cm3,當木塊靜止
時,彈簧測力計的示數(shù)為2.5N,液面距離容器底部的深度為20cm,不計繩重和摩擦,下列說法正
確的是()
木塊的密度為0.5Xl()3kg/m3木塊所受浮力大小為0.5N
鹽水的密度為1.03X103kg/m3容器底部所受液體壓強大小為2.2X10:!Pa
【答案】I)
【解析】解:ABC、木塊的密度P>u=詈=0.6X103kg/m3,故A錯誤;
gV翔10N/kgx500xl0-6m3
木塊浸沒時受到豎直向上的浮力F浮、豎直向卜的拉力F4和重力G的作用,
木塊受到的浮力為:F;?=F技+G=2.5N+3N=5.5N,故B錯誤;
木塊排開鹽水的體積:Vw=V物=500cm:'=500X10V,
D、容器底部所受液體壓強p=PMtgh=l.:lX103kg/m嘆10N/kgx急n=2.2X10apa,故D正確。
故選:D,
10.將合金球和木球用細繩相連放入水中時,木球露出水面的體積為它自身體積的J如圖(a)所
O
示,當把細繩剪斷后,合金球沉底,木球露出水面的體積是它自身體積的點這時合金球受到池底
對它的支持力為4N,如圖(b)所示,若已知合金球和木球的體積之比是1:4,則()
??Q?一
A.合金球的重力為ION
B.繩子剪斷前后,兩物體所受的總浮力相差12N
C.合金球所受的浮力為2N
D.合金球的密度為1.5X10;!kg/m:!
【答案】D
【解析】解:(1)把細繩剪斷前,木球和合金球漂浮,木球受到豎直向下的重力、豎直向上的浮力、
豎直向下的拉力,則G木+Fj&=F木部I,即G木+Fts=F太浮i=P"(1-^)V木=Jp?gV木----①
OO
細繩剪斷后,木球漂浮,浮力等于重力,則G?=F木浮2,
則G木=尸木浮2=P水g(1-V木=P水gV木------②
①式-②式得:F±*=F木浮1-F木浮2=1P4;gV木;
8
把細繩剪斷前,合金球受豎直向上的浮力、豎直向上的拉力以及豎直向卜的重力,
即G0金=Fft+F令金浮;
把細繩剪斷合金球受到豎直向下的重力、豎直向上的浮力以及豎宜向上的支持力,
即G合金=F+F臺上浮;
所以Ffit=F,即,P,kgV^=F=4N,
所以P*gVa=8X4N=32N,
則根據(jù)②得:G,、=TP,kgV木=1x32N=16N;
因為V徂金:V木=1:4,
合金受到的浮力為:F令金浮=P^gVM=P,kgX;V?=;x32N=8N,故C錯誤;
44
(2)把細繩剪斷后,木球漂浮,木球排開水的體積V掘=丫木-1木=勺木,
F;■?=P*gV據(jù)=m木g,即P木gx|v木=p木V木g,
解得:P木=gP水,
把細繩剪斷前,木球和合金球漂浮,兩球的總浮力等于兩球的總重力,
即F浮前=P水gV排'=(m木+m號金)g,所以P水g(-8V木+V合金)=(P木V禾+P介金V介金)g,
V合金:V木=1:4,
「水(:x4V合金+V合金)=(<P水X4V合金+p合金V合金),
o2
整理可得:P|P*=|xl.OXlO'kg/m^l.5XlO'kg/m',故D正確;
(3)繩子剪斷前后,兩物體所受的總浮力之差為:
F淖的-F浮后=(G木+G合金)-(G木+F各金?。?G合金-F令金浮=F=4N,故B錯誤;
則合金的重力為:G―=F^K?+F=8N+4N=12N,故A錯誤。
故選:D,
11.在水平桌面上有一個盛有水的容器,木塊用細線系住沒入水中,如圖甲。將細線剪斷,木塊最
A.甲、乙兩圖中,水對容器底部的壓強大小相等
B.水和木塊的密度之比為5:2
C.甲圖中細線對木塊的拉力與木塊受到的浮力之比是2:5
D.甲圖中容器對桌面的壓力小于乙圖中容器對桌面的壓力
【答案】C
【解析】解:A、乙圖容器內(nèi)水的深度小,由p=Pgh可知,甲中水對容器底部的壓強大于乙,故A
錯誤;
B、將細線剪斷,木塊最終漂浮在水面上,則木塊受到的浮力為:F;?=G4;=ma;g=P?VAg,
由阿基米德原理可知,E.?=P*gV?=p*g(1-|)V=|p*gV,
聯(lián)立解得:P成:P木=5:3,故B錯誤;
C、因木塊漂浮時受到的浮力和自身的重力相等,所以木塊的重力:G*=F;”=|P,kgV,
圖甲中繩子的拉力:F『F浮甲-G=P木gV-]P次gV=|P-義V,
則甲圖中細線對木塊的拉力與木塊受到的浮力之比:
Fji:F;JJI>=|P*gV:p,kgV=2:5,故C正確;
D、將細線剪斷,木塊最終漂浮在水面上,容器和容器內(nèi)水、木塊的總重力不變,對桌面的壓力仍等
于總重力,故甲圖中容器對水平桌面的壓力等于乙圖中容器對水平桌面的壓力,故D錯誤。
故選:Co
12.底面積為100cm,的容器中裝有適量的水,用同種合金材料制成的質(zhì)量相等的金屬盒和實心金屬
球,若把球放在盒內(nèi)密封后,它們恰能懸浮在水中,此時球?qū)械椎膲毫?0N,如圖甲所示。
若把球和盒用細繩相連,放入水中靜止后。盒有;體積浸在水中(P水nl.OXloTg/m,),如圖乙
6
所示。則下列說法正確的是()
A.這種合金的密度為Z.OXIO/g/m:'
B.圖乙中細繩對球的拉力為15N
C.圖乙中若剪斷細繩,盒靜止時有三分之一體積露出水面
D.圖乙中若剪斷細繩,水對容器底的壓強減少了2000Pa甲乙
【答案】D
【解析】解:A.圖甲中,金屬球處于靜止狀態(tài),金屬球的重力等于盒子對金屬球的支持力,因為力
的作用是相互的,所以金屬球的重力為:。球=1上=>"=302
金屬盒和實心金屬球質(zhì)量相等,所以金屬盒的重力為:G,=G俅=3()N,
由圖甲可知,金屬球和盒處于懸浮狀態(tài),總重力等于浮力,
所以浮力為:F浮=C辟+G,=30N+30N=60N,
根據(jù)阿基米德原理可得,金屬盒的體積為:V,=V休=2二=°…二=6X10lm3,
p木g1.0xi03^/m3xi0N/fc^
由圖乙可知,盒與球處于漂浮,則浮力等于盒和球的總重力,因此兩種情況下盒與球受到的浮力
相等;由阿基米德原理可知,兩次排開水的體積相同,
所以盒子和球的體積關(guān)系為:V依=三+V*,
6
所以金屬球的體積為:V寐=,=10'1廣3=[X10
66
由于用同種合金材料制成的質(zhì)量相等的金屬盒和實心金屬球,則金屬盒上金屬的實際體積為:
:,
Vs=V1#=lX10-m,
由于是實心金屬球,則合金的密度為:P>*=,=3.OXlO^g/rn',
gV^lON/kgxlxlQ3m3
故A錯誤;
B.對圖乙中金屬球受到的浮力為:F浮球=P水gV球=P水=1.OX103kg/m3X10N/kgX1X10m3=10N,
由于金屬球處于靜止狀態(tài),則根據(jù)受力平衡可知:
細繩對球的拉力為:F拉=GELF浮球=30N-10N=20N,故B錯誤;
C.當繩子剪斷后,金屬盒子處于漂浮,盒子的浮力為:F浮盒=G^=30N,
將30N
則金屬盒浸入的體枳為:排=3X10
1=--~------1-.0xl03kig/m3xl0/V//c^
p水g
則金屬盒露出水面的體積為:V,=V,-V排尸6X10需-3X10釬=3X10-W,
由于V版=V排”所以盒靜止時有一半體積露出水面,故C錯誤;
D.繩子剪斷之前,金屬盒露出水面的體積為:VM=^=1X6X10V=1X10:'m\
66
剪短繩子前后,金屬盒露III水面體積的變化量為:
/3;i3
AV=VSS-V3S=3X10m-1XWm=2X10m,
液面變化的高度為:Ah=4=:;黑黑2=0-2m,
壓強的變化量為:p=PgAh=l.0X103kg/m3XlON/kgXO.2m=2000Pa,
故D正確。
故選:Do
13.如圖所示,圓柱形容器裝有適量的水,將密度為2.5g/cn?,體積為40cm3的物體M用一細繩提
起,使物體M的體積剛好有一半露出液面且保持靜止時,磅砰示數(shù)為70g,如圖甲所示。接下來
將物體M放入水中,如圖乙所示,磅秤示數(shù)將變化80g。下列判斷錯誤的是()
甲乙
A.兩次臺秤示數(shù)的變化等于物體M兩次所受浮力的變化
B.圖甲中物體M下表面受到的液體壓力為0.2N
C.圖乙中物體M對容器底部的壓力為0.6N
D.圖乙中磅秤的示數(shù)為150g
【答案】A
【解析】解:(1)第一次物體有一半露出液面,通過磅秤測得總質(zhì)量mi=70g=0.07kg,
則容器對磅秤的壓力:Fi=Gtf+G*+Fs=mig=0.07kgX10N/kg=0.7N-------①
第二次物體沉底,沒有了拉力,磅秤示數(shù)變大,此時的示數(shù)叱=70g+80g=150g=0.15kg,故D正
確:
此時容器對磅秤的壓力:Fz=G懷+G木+6"=仇喏=0.15kgX10N/kg=l.5N--------②
由②-①得:G?-F浮=0.8N,------③
可見,兩次臺秤示數(shù)的變化并不是物體兩次所受浮力的變化,故A錯誤:
(2)物體M的質(zhì)量:m?=p?V=2.5g/cmiX40cm:l=100g=0.1kg,
物體M的重力:Ga=mug=0.IkgX10N/kg=lN,
由③可得,圖甲中物體M受到的浮力:F;?=G-0.8N=lN-0.8N=0.2N,
根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因可知F-F上臺=F滓,當B一半浸入液體中時,B下表面受到的液體壓力:
F卜我而=F*=0.2N,故B正確;
(3)在乙圖中物體全部浸沒,物體M對容器底部的壓力等于物體M的重力減去浮力,
F=G?-2F?=1N-2X0.2N=0.6N,故C正確:
故選:Ao
14.水平地面上有底面積為300cm2、不計質(zhì)量的薄壁盛水柱形容器卜,內(nèi)有質(zhì)量為400g、邊長為10cm.
質(zhì)量分布均勻的正方體物塊B,通過一根長10cm的細線與容器底部相連。此時水面距容器底30cm,
計算可得出()I|
A.繩子受到的拉力為14N
B.容器對水平地面的壓強是3000Pa5支量善0cm
C.剪斷繩子,待物塊靜止后水平地面受到的壓強變化了200Pa壇寺初
I).剪斷繩子,待物塊靜止后水對容器底的壓強變化了200Pa
【答案】D
【解析】解:A、木塊的重力:G=nteg=0.4kgX10N/kg=4N,
木塊浸沒在水中,則Vw=V&=(10cm)3=1000cm3=lX10m\
:i:i
物體浸沒時受到的浮力為:F浮=p*gV?n=l.OX10kg/mXlON/kgX1X10'm:'=10N,
繩子的拉力為:F=F:f-G=10N-4N=6N;故A錯誤;
B、容器內(nèi)水的體積丫=$11-V*=300cm2X30cm-1000cm3=8000cm3=8X10V.
由P=/可得,水的質(zhì)量m木=PV=l.OX10Jkg/m'X8X10'%'=8kg,
因不計質(zhì)量的薄壁盛水柱形容器,
則容器對水平地面的壓力FfK=G&=(m木+?!“)g=(0.4kg+8kg)X10N/kg=84N,
所以容器對水平地面的壓強為:p==,8^=2800Pa,故B錯誤;
3ononxio42
C、剪斷繩子前后,容器對水平地面的壓力都等于水的重力和物塊的重力之和,壓力不變,所以待物
塊靜止后水平地面受到的壓強沒有變化,故c錯誤;
D、木塊漂浮,F浮'=G=4N;
由卜"P*gV許得,木塊漂浮時排開水的體積:%=.=爾荻嬴時=4X1。"
所以液面下降的深度為:△h=*=三幺-=J?3=0.02m;
S容S容300x10Qm,
則Ap=P*gAh=l.OXlO'kg/m,XlON/kgXO.02m=200Pa,故D正確。
故選:Do
15.在科技節(jié),小明用傳感器設計了如圖甲所示的力學裝置,豎直細桿B的下端通過力傳感器固定
在容器底部,它的上端與不吸水的實心正方體A固定,不計細桿B及連接處的質(zhì)量和體積。力傳
感器可以顯示出細桿B的下端受到作用力的大小,現(xiàn)緩慢向容器中加水,當水深為13cm時正方
體A剛好浸沒,力傳感器的示數(shù)大小F隨水深變化的圖像如圖乙所示。(g=10N/kg)()
A.物體A所受到的重力ION
B.豎直細桿B的長度為10cm
C.當容器內(nèi)水的深度為4cm時,壓力傳感器示數(shù)為1N
D.當容器內(nèi)水的深度為9cm時,壓力傳感器示數(shù)為零
【答案】D
【解析】解:A、由圖乙可知,當h0=0cm時,力傳感器的示數(shù)為F°=6N,
由細桿的質(zhì)量不考慮可知,細桿對力傳感器的壓力等了正方體A的重力,
即正方體A的重力G=F0=6N,故A錯誤:
B、分析題意結(jié)合圖乙可知,當hi=3cm=0.03m時,水面恰好與物體A的卜表面接觸,所以豎直細桿
B的長度為3cm,故B錯誤;
C、當容器內(nèi)水的深度hz=13cm時,正方體A剛好浸沒,則正方體A的邊長L=13cm-3cm=10cm=
0.Im,
當容器內(nèi)水的深度為h3=4cm=0.04m時,物體A排開水的體積為:
22
Vl/hai—L(h:i-hi)=(0.Im)X(0.04m-0.03m)=1X10*',
正方體A受到的浮力為:F浮=P*gV?=1.OX103kg/m3XlON/kgXIX10'm3=lN,
物體A對細桿的壓力為:
F-F浮=6N-1N=5N,即壓力傳感器示數(shù)為5N,故C錯誤;
D、當容器內(nèi)水的深度為hi=9cm=0.09m時,物體A排開水的體積為:
222a
V/=Lh?2=L(h,-ht)=(0.Im)X(0.09m-0.03m)=6X10'm,
正方體A受到的浮力為:F浮'=P*gVtit,=1.0X103kg/m3X1ON/kgX6X10m3=6N,
物體A對細桿的壓力為:Fn;'=G-F;?z=6N-6N=0N,即壓力傳感器示數(shù)為ON,故D正確。
故選:I)。
二、填空題(共5小題):
16.如圖用一細繩拴住體積為6X10一目重為4N的木塊,使它浸沒在水中,此時繩的拉力為N;
若剪斷細繩,當木塊靜止時水面將(選填“上升”、“下降”或“不變”)。
【答案】2;下降。
【解析】解:(1)木塊浸沒在水中所受浮力:
33
FP*gVt#=l.OX10kg/mX10N/kgX6X10-V=6N;
物體受豎直向下的重力、細線的拉力和豎直向上的浮力,
可得拉力:F=F淳-G=6N-4N=2N;
(2)因為木塊浸沒在水中時的浮力大于木塊的重力,所以剪斷細線后,木塊會上浮直至漂浮在水面
上,
由于漂浮,所F,=G=4N,即浮力變小,根據(jù)F浮np*gV據(jù)知,排開水的體積減小,液面下降。
故答案為:2;下降。
17.如圖所示,利用水、彈簧測力計和金屬塊,測量液體的密度。讀得金屬塊受到的重力是N,
金屬塊在水中受到的浮力是N,所測液體的密度是kg/m\取g=10N/kg。
【解析】解:由圖可知,彈簧測力計的分度值為0.2N,則物體的重力為4.8N。
金屬塊在水中時,彈簧測力計的示數(shù)為2.8N,則其所受的浮力為F浮木=G-F拉*=4.8N-2.8N=2N。
金屬塊在所測液體中時,彈簧測力計的示數(shù)為2.4N,
則其所受的浮力為F浮港=G-FM=4.8N-2.4N=2.4N。
由阿基米德原理可知,F(xiàn);?=P?gVtt,則有V#=Q。
P展
因金屬塊兩次均浸沒,則有V排水=V排流=v的,即區(qū)=土里,
p木gp濃
則P海=x1.0X103kg/m3=1.2XlO'kg/m'o
2N
F浮太外
故答案為:4.8;2;1.2X103kg/m3o
18.如圖,裝有水的燒杯置于水平桌面上,將一個質(zhì)量為700g、體枳為lOOOcn?的立方體A用細線
吊著,然后將A一半浸入燒杯內(nèi)的水中,水未溢出,則A受到的浮力為N。剪斷繩子,待A
靜止后,水仍未溢出。剪斷繩子前后,水對燒杯底部的壓力變化了。
【解析】解:由阿基米德原理可知,將A一半浸入燒杯內(nèi)的水中,A受到的浮力為:
:t:!;i
F;?I=P*gV)tl=1.0Xl0kg/mX1ON/kgx|xl000X10'm=5N,
A的密度:Pk£=I。黑:n3=0-7g/cm'<P*=1.0g/cm\
所以由浮沉條件可知剪斷繩子,待A靜止后,A將漂浮,
則此時物體A受到浮力F浮z=G=mg=700X10-3kgX10N/kg=7N,
所以剪斷繩子前后,物體A受到浮力的變化量:AF浮uF.-F浮i=7N-5N=2N,
由于力的作用是相互的,水對A有向上的浮力,則物體A對水有向下壓力,且燒杯為柱形容器,水
未溢出,所以水對燒杯底部的壓力等于水的重力加上物體A受到浮力,
則剪斷繩子前后,水對燒杯底部的壓力變化量:AF=AF;f=2No
故答案為:5;2N。
19.如圖甲所示,一邊長為10cm的正方體物塊,用細線系在底面積為200cm2的薄壁圓柱形容器底部
(容器質(zhì)量忽略不計),向容器內(nèi)加水,物塊上浮,當物塊一半體積浸入水中時,被拉直后的細
線長為10cm,細線的拉力為3N,則物體的重力為N;如圖乙所示,繼續(xù)加水,當物塊剛好
浸沒時,停止注水,此時容器對桌面的壓強為Pa。(g取10N/kg)
【答案】2;1.6X10、
【解析】解:(1)正方體物塊的體積為:V物=!?=(10cm)3=1000cm3=lX10W,
物塊處于圖甲所示狀態(tài)時,V,n=1vft=ixlX10'釬=5X10W,
;,3
則物塊所受浮力大小為:F;尸P*Vfn,g=lX10kg/mX5X10'm'X10N/kg=5N,
對甲圖中的物塊進行受力分析,由力的平衡條件可得物塊的重力為:6物=上廠F拉=5N-3N=2N;
(2)乙圖中,當物塊剛好浸沒時容器中水的深度h=L+L線=10cm+10cm=20cm=0.2m,
圓柱形容器的底面積S=200cm2=2X10一針,
容器中水的體積:V*=Sh-V物=2X10m2X0.2m-lX10m3=3X103m,
水的重力G*=m*g=p*V*g=l.OX103kg/m3X3X10m'X10N/kg=30N,
由于容器質(zhì)量忽略不計,則容器時桌面的壓力F=G木+G物=30N+2N=32N,
容器對桌面的壓強:p=£=…咒z=1.6X10;tPa?
S2XI02nl2
故答案為:2;1.6X10%
20.如圖甲,將一重為8N的物體A放在裝有適量水的杯中,物體A漂浮于水面,浸入水中的體積占
總體積的£此時水面到杯底的距離為20cm。如果將一小球B用體積和重力不計的細線系于A下
;!
方后,再輕輕放入該杯水中,靜止時A上表面與水面剛好相平,如圖乙。已知PB=1.8X10kg/m\
甲圖中物體A受到的浮力_______;物體A的密度;小球B的體積
甲乙
【答案】(1)8N;(2)0.8X103kg/m3;(3)2.5X10—。
【解析】解:(1)因為A漂浮在水中,所以%:=GA=8N;
(2)根據(jù)F浮=P?gV推得:__________8N__________=8X10'm';
1.0xIO?zg/m3x10N/kg
已知浸人水中的體積占總體積的支則物體A的體積V=-V=-x8X10W=1X10W;
A4tt4
________8/y________
根據(jù)G=mg=PVg可得,A的密度:PA=0.8XlO^kg/m1;
=*=33
VA9ixio-mxio/v/fc^
(3)圖乙中A、B共同懸浮,貝IJF浮“+F.=G,、+G,
根據(jù)F浮=p/KgV推和G=mg=PVg可得:P*g(VA+VB)=GA+PngVn,
而WV_0次必f_1.0xl03kg/m3xl0N/kgxlxl(r3m3-8。_t3
A,L,t==3333=Z1Um
''(pB-p^9(1.8xl0kfl/m-1.0xl0kS/m)xl0W/kfi'"
故答案為:(1)8N;(2)0.8X103kg/m9;(3)2.5X10"。
三、計算題(共15小題):
21.將一盛有水的圓柱形容器置于水平桌面上,把一個體積為10-冒,質(zhì)量為1.2kg的小球用細線
拴好放入水中,小球在水中靜止時如圖所示。g取ioN/kg。求:Iy|\
(1)小球所受重力G;
(2)小球完全浸沒在水中時,所受浮力F滓。
【答案】(1)小球所受重力G為12N;(2)小球完全浸沒在水中時,所受浮力為10N。
【解析】解:⑴小球所受重力G=mg=L2kgX10N/kg=12N,
33
(2)小球完全浸沒在水中時,所受浮力F1=P*gVtt=1X10kg/mX10N/kgX10-W=10N?
答:(1)小球所受重力G為12N;(2)小球完全浸沒在水中時,所受浮力為ION。
22.如圖所示,質(zhì)量為200g的木塊漂浮在水面上,水的密度為l.OXIO-kg/n?,g取10N/kg。求:
(1)木塊受到的浮力;
(2)木塊浸在水中的體積。
【答案】(1)木塊受到的浮力為2N。(2)木塊浸在水中的體積為2X105。
【解析】解:(1)木塊漂浮,木塊受到的浮力F浮=G=mg=^kgX10N/kg=2N;
(2)根據(jù)阿基米德原理可知木塊浸在水中的體積言=1。"=二=2X10W.
答:(1)木塊受到的浮力為2N。(2)木塊浸在水中的體積為2*10一目。
23.如圖所示,體積為V=200cn?的木塊在繩子拉力F=0.8N的作用下完全浸沒在水中。(g=10N/kg,
P水=1.0X10:'kg/nf,繩子重力不計)求:??
(1)浸沒在水中木塊所受的浮力;.…
(2)木塊的重力;SSQSSS
(3)剪短繩子,木塊靜止時露出水面的體積為多少cm"I-I-Z-Z-Z^^-FX-zy
【答案】(1)木塊此時受到浮力為2N;(2)木塊的重力為1.2N;
(3)剪斷繩子,木塊靜止時露出水面的體積為0.8X10
【解析】解:(1)木塊體積丫=200皿'=2義10一儲,所以木塊完全浸沒在水中時V,#=V=2X10W,
木塊受到的浮力為F浮=P木gV#=1.OX10lkg/m:lX10N/kgX2X10-W=2N;
(2)木塊在繩子拉力的作用下靜止在水中,受到豎直向下的重力和拉力、豎直向上的浮力作用;所
以G木+F=F浮,則G木=卜浮-F=2N-0.8N=1.2N;
(3)剪斷繩子,因為F浮〉G木,所以木塊上浮,靜止時會漂浮在水面上,漂浮時木塊受到的浮力等
于自身重力,即F/=G木,
根據(jù)阿基米德原理可得P木V/g=G木
G?_______L2N_______
所以排開水的體積V/33=1.2X10-m\
P掇lxiQkg/mxiQN/kg
木塊靜止時露出水面的體積:VkV-Vj=2X10W-1.2X10m3=0.8X10Wo
答:(1)木塊此時受到浮力為2N;(2)木塊的重力為L2N;
(3)剪斷繩子,木塊靜止時露出水面的體積為0.8X10—。
24.如圖所示,將一邊長為10cm的正方形物塊,放入盛有水的水槽內(nèi),待物塊靜止時,其下表面距
水面6cm,(g取10N/kg)。求:?
(1)水對物體下表面的壓強大?。?/p>
(2)水對物體下表面壓力的大??;
(3)若將物塊全部浸沒在水中,求物塊受到水的浮力大小。
【答案】(1)物塊下表面受到水的壓強為600Pa:(2)物塊下表面受到水的壓力為6N;
(3)若將物塊全部浸沒在水中,物塊受到水的浮力大小為10N。
【解析】解:(1)物塊下表面受到水的壓強:p=Pgh=l.OX103kg/m3XlON/kgXO.06m=600Pa:
(2)物塊的表面積S=I?=(10cm)2=100cm2=lX10'V,
根據(jù)p=g可得,下表面受到水的壓力大?。篎=pS=600PaXIX10V=6N;
(3)若將物塊全部浸沒在水中,則其排開水的體積:
3:::
Vtt=V=L=(10cm)'=1000cm'=lX10-m\
物塊受到水的浮力大?。篎it—P*gVit=l.OX103kg/m3XlON/kgX1X103
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