




版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
1.3水的浮力——浮力的計算習(xí)題分類集訓(xùn)一、稱重法求浮力(F浮=GF拉)二、阿基米德原理法求浮力(1.F浮=G排液,2.F浮==ρ液gV排液)三、平衡法求浮力(漂浮或懸浮時,F(xiàn)浮=G物)四、平衡法、稱重法、阿基米德原理法結(jié)合五、有關(guān)輪船、潛水艇問題的計算六、液面升降問題七、浮力稱問題八、外力變化引起浮力變化:ΔF外=ΔF浮九、細(xì)繩拉木塊問題十、與彈簧結(jié)合的浮力問題十一、浮力綜合計算問題一、稱重法求浮力(F浮=GF拉)1.(2020八上·蕭山月考)一個物體在空氣中用彈簧測力計稱,示數(shù)為32N,將其懸掛起來浸入某液體中稱時,示數(shù)為18N,則此時物體在該液體中所受的浮力大小為()A.14N B.18N C.32N D.50N【答案】A【解析】【分析】根據(jù)二力平衡的條件列式計算即可。
【解答】當(dāng)物體保持靜止?fàn)顟B(tài)時,
它受到的豎直向上的浮力、測力計的拉力和豎直向下的重力相互平衡,
即G=F浮+F拉;
即:32N=F浮+18N;
解得:F浮=14N。
故選A。2.(2021八上·淳安期末)在學(xué)習(xí)了浮力的知識后,小剛設(shè)計了如圖裝置來測物體的密度。已知掛著物體的甲彈簧測力計的示數(shù)為30牛,掛著空接桶的乙彈簧測力計的示數(shù)為12牛。然后小剛把甲測力計下移,使物塊浸沒在水中(不接觸容器壁和容器底),甲的示數(shù)變?yōu)?5牛,則:(1)浸沒在水中時,物塊所受的浮力為牛;(2)此時乙彈簧測力計的示數(shù)為牛;【答案】(1)5(2)17【解析】【分析】(1)根據(jù)F浮=GF拉計算物塊受到的浮力;(2)首先根據(jù)阿基米德原理F浮=G排計算出進(jìn)入小桶內(nèi)水的重力,再根據(jù)G總=G桶+G排計算乙測力計的示數(shù);【解答】(1)浸沒在水中時,物塊受到的浮力:F浮=GF拉=30N25N=5N;
(2)物塊排開水的重力:G排=F浮=5N。
乙測力計的示數(shù)為:G總=G桶+G排=12N+5N=17N。3.(2022八上·臨海期末)某同學(xué)對一個金屬塊進(jìn)行了兩次測量:第一次如圖甲所示,用細(xì)線系住金屬塊掛在彈簧測力計上,彈簧測力計的讀數(shù)為2.7N。第二次如圖乙所示,讓金屬塊浸沒在盛水的燒杯中,彈簧測力計的讀數(shù)為1.7N。請回答下列問題:求金屬塊受到的浮力?!敬鸢浮拷猓篎浮=G?F拉=2.7N?1.7N=1N【解析】【分析】(1)根據(jù)公式F浮=G?F拉計算出金屬塊受到的浮力;4.如圖所示,圖甲中彈簧測力計的示數(shù)為30牛,圖乙中彈簧測力計的示數(shù)為20牛,g取10牛/千克。求:(1)圖乙中A物體受到的浮力。(2)A物體的體積。【【答案】(1)根據(jù)甲圖可知,物體A的重力G=20N;
那么圖乙中A物體受到的浮力F浮力=GF拉=30N20N=10N;(2)A物體的體積?!窘馕觥俊痉治觥浚?)根據(jù)F浮力=GF拉計算物體受到的浮力;(2)已知浮力根據(jù)計算A物體的體積。5.(2021八上·東陽期中)小明利用彈簧測力計、細(xì)線、水槽和定滑輪(定滑輪的作用是改變力的方向)設(shè)計了實驗方案:先用彈簧測力計測出物體重力為20牛,接著用如圖所示的裝置,向上拉彈簧測力計至物體浸沒,讀出測力計為5牛。(不計細(xì)線重、滑輪摩擦和木的阻力)(1)物體逐漸進(jìn)入水中直至完全浸沒的過程中,彈簧測力計的示數(shù)如何變化?。(2)物塊完全浸沒時所受到的浮力大小為牛。【答案】(1)增大(2)25【解析】【分析】(1)首先根據(jù)阿基米德原理F浮力=ρ液gV排分析浮力的變化,再根據(jù)F浮力=G+F拉分析彈簧測力計的示數(shù)變化。(2)根據(jù)F浮力=G+F拉計算物體浸沒時受到的浮力;【解答】(1)物體逐漸進(jìn)入水中直至完全浸沒的過程中,它排開水的體積變大,根據(jù)阿基米德原理F浮力=ρ液gV排可知,它受到的浮力增大。根據(jù)F浮力=G+F拉可知,物體受到的浮力變大。
(2)物塊完全浸沒時所受到的浮力:F浮力=G+F拉=20N+5N=25N。6.(2021八上·杭州期中)用彈簧測力計豎直掛一物體,當(dāng)物體浸入水中1/3體積時,彈簧測力計示數(shù)為4N;當(dāng)物體浸入水中1/2體積時,彈簧測力計示數(shù)為1N。取下該物體放入水中,物體靜止時受到的浮力是()A.18N B.14N C.10N D.8N【答案】C【解析】【分析】(1)先利用稱重法求浸在水中的體積為物體體積的三分之一時和物體浸入一半時受到的浮力,從而得出物體的體積和重力。
(2)利用F浮=ρgV排求出此時物體受到的浮力,和重力比較,確定物體存在的狀態(tài),利用物體的浮沉條件求此時物體受到的浮力?!窘獯稹吭O(shè)物體浸沒時受到的浮力為F浮,
當(dāng)物體浸入水中體積時,彈簧測力計示數(shù)為F1=4N,則物重G-F1=F浮,即G-4N=F浮①;
當(dāng)物體浸入水中體積時,彈簧測力計示數(shù)為F2=1N,則物重G-F2=F浮,即G-1N=F?、?,
由①②解得G=10N,F(xiàn)浮=18N,而F?。綠,
故取下該物體放入水中,物體靜止時處于漂浮狀態(tài),所受到的浮力等于物體的重力即為10N,C符合題意。
故答案為:C二、阿基米德原理法求浮力(1.F浮=G排液,2.F浮==ρ液gV排液)1.將重為4N的金屬小球輕放入盛滿水的燒杯中,若排出水重1N,則小球所受到浮力的大小()A.一定為1N B.可能為3N C.一定為4N D.可能為4N【答案】A【解析】【分析】根據(jù)阿基米德原理分析即可?!窘獯稹扛鶕?jù)阿基米德原理F浮=G排可知,物體在液體中受到的浮力等于它排開液體受到的重力。金屬小球排開水的重力為1N,那么小球受到的浮力肯定是1N,故A正確,而B、C、D錯誤。
故選A。2.(2020八上·蘭溪期中)10牛的水能產(chǎn)生的浮力()A.總是小于10牛 B.等于10牛C.等于0牛 D.可以大于10?!敬鸢浮緿【解析】【分析】根據(jù)阿基米德原理進(jìn)行推導(dǎo)分析即可。
【解答】根據(jù)阿基米德原理F浮=G排=ρ液V排g可知,說明物體受到液體浮力大小與液體的密度和排開液體的體積有關(guān),與液體的多少無關(guān)。10N的水能夠包圍起來的體積越大,產(chǎn)生的浮力越大,因此10N的水可以可以產(chǎn)生大于10N的浮力。
故D正確,而A、B、C錯誤。
故選D。3.(2021八上·新昌期中)一個臉盆中盛有重為100牛的水,它能對浸入其中的物體產(chǎn)生多大的浮力?()A.一定小于100牛 B.一定等于100牛C.一定大于100牛 D.條件不足,無法確定【答案】D【解析】【分析】根據(jù)浮力大小的影響因素分析判斷。
【解答】浮力的大小只與液體密度和物體排開液體的體積大小有關(guān),而與液體的重力大小無關(guān),即100N的水產(chǎn)生的浮力,可能小于100N,等于100N,也可能大于100N,故D正確,而A、B、C錯誤。
故選D。4.如圖所示,測得蘋果浸人水中的體積為1.2×104米3,求蘋果受到的浮力大小。(g取10牛/千克)【答案】蘋果受到的浮力F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×1.2×104m3=1.2N。【解析】【分析】】根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排計算出蘋果受到的浮力。5.飛艇的體積是2000米3,自重4900牛,空氣的密度為1.29千克/米3。(1)在空氣中,飛艇受到的浮力為多大?(2)該飛艇在勻速升空時,其最大載重量為多少牛?(g取10牛/千克)【答案】(1)在空氣中,飛艇受到的浮力:
F浮力=ρ氣gV排=1.29kg/m3×10N/kg×2000m3=25800N。當(dāng)飛艇勻速上升時,它受到的總重力與浮力相互平衡,
即F浮力=G+G貨物;
25800N=4900N+G貨物;
解得:G貨物=20900N?!窘馕觥俊痉治觥浚?)根據(jù)阿基米德原理F浮力=ρ氣gV排計算飛艇受到的浮力;(2)對飛艇進(jìn)行受力分析,根據(jù)二力平衡的知識計算出最大載重量。6.(2021八上·金華期中)如圖所示為一個氦氣球升空裝置,氣球材料與附屬裝置(空載時)自身總重力為200N,體積為20m3,設(shè)空氣密度為1.3kg/m3,試求.(1)氦氣球在空氣中受到的浮力是多大?(不計附屬裝置的體積)(2)要使該氫氣球懸浮在空氣中,該氣球最大(裝)載重量為多少千克?【答案】(1)根據(jù)阿基米德公式可知,F(xiàn)浮=ρ氣gV排=1.3kg/m3×10N/kg×20m3=260N。(2)懸浮時物體所受浮力等于重力,因此G載=F浮G=260N200N=60N,因此最大載重m貨=G載/g=60N÷10N/kg=6kg?!窘馕觥俊痉治觥课矬w在氣體或液體中所受浮力大小均可用阿基米德公式進(jìn)行計算。若物體處于漂浮或懸浮狀態(tài),則可用物體的浮沉狀態(tài)來計算物體浮力。7.(2021八上·杭州期中)如圖所示,彈簧秤下懸掛一水桶,桶與水的總質(zhì)量為5千克,用細(xì)線系一質(zhì)量為1.78千克的實心銅球,用手提細(xì)線上端將小球緩慢浸沒在水中,使銅球在水中靜止不動,且不與桶壁、桶底接觸,桶中的水也沒有溢出。已知銅的密度為8.9×103千克/米3。試分析、計算在這種情況下,(1)銅球受到的浮力為多大?(2)小球緩慢浸入水的過程中,水對桶底的壓強(qiáng)是(選填“增大”、“減小”或“不變”),這是因為。(3)根據(jù)你的判斷,小球緩慢浸入水的過程中,彈簧秤的示數(shù)將怎樣變化?(選填“增大”、“減小”或“不變”)【答案】(1)解:V排=V===2×10一4m3,F(xiàn)浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10一4m3=2N(2)增大;隨著小球緩慢浸入水中,桶內(nèi)水面逐漸升高,深度增加,因而水對桶底的壓強(qiáng)增大(3)減小【解析】【分析】彈簧測力計的示數(shù)法:針對銅球受力分析,受到豎直向上的浮力,豎直向上的拉力,豎直向下的重力,由于銅球處于靜止?fàn)顟B(tài),受力平衡,拉力+浮力=銅球的重力;阿基米德公式F=ρ液gV排?!窘獯稹?1)由于物體完全浸沒,V排=V物===2×10一4m3,F(xiàn)浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10一4m3=2N;(2)小球慢慢浸入過程中,排開液體的體積逐漸增大,V=Sh,底面積不變,所以水的深度增大,液體壓強(qiáng)大小受密度和深度的影響,液體密度不變,水的深度增大,壓強(qiáng)也就增大;
(3)對于小球受力分析:受到豎直向上的浮力F,豎直向上的拉力F拉,豎直向下的重力G,由于銅球處于靜止?fàn)顟B(tài),受力平衡,F(xiàn)拉=GF,由于G不變,小球慢慢浸入水中,排開液體的體積增大,浮力增大,故F拉力應(yīng)該減小。8.(2021八上·諸暨期中)水平地面上有一個圓柱形容器,容器內(nèi)盛有一定量水?,F(xiàn)將一物塊完全浸沒在水中,水未溢出,欲測出該物塊的密度,小金提供了一種方法:測出該物塊所受重力為G、物塊浸沒在水中所受的浮力F浮,查出水的密度為ρ水,就可以根據(jù),求出該物塊的密度。請證明式子成立。【答案】根據(jù)公式,則m=
因為F浮=
所以
得出【解析】【分析】根據(jù)進(jìn)行分析解答。9.(2020八上·嘉興期末)某同學(xué)進(jìn)行了如下實驗:他將西紅柿放入盛滿水的滋水杯中,靜止時溢出水450毫升,再用牙簽將西紅柿輕輕壓下浸沒在水中;又溢出水50毫升。(1)當(dāng)西紅柿漂浮時,受到浮力的大小_(選填“大于”,“等于”或“小于”)其重力。(2)當(dāng)該西紅柿全部沒沒在水中時,受到的浮力為多少?【答案】(1)等于(2)當(dāng)西紅柿完全浸沒在水中時排開水的體積V排=450mL+50mL=500mL=5×104m3;
此時它受到的浮力F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×5×104m3=5N。【解析】【分析】(1)根據(jù)浮沉條件和二力平衡的條件判斷;
(2)西紅柿完全浸沒水中后排開水的體積等于兩次排開水的體積之和,然后根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排計算受到的浮力。
【解答】(1)當(dāng)物體漂浮在水面上時,它處于平衡狀態(tài),即受到的浮力和重力相互平衡。根據(jù)二力平衡的條件可知,它受到的浮力等于重力。
(2)當(dāng)西紅柿完全浸沒在水中時排開水的體積V排=450mL+50mL=500mL=5×104m3;
此時它受到的浮力F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×5×104m3=5N。10.(2020八上·杭州期中)如圖所示的容器內(nèi)盛有空氣,活塞可左右移動且不漏氣,容器中有一木球,當(dāng)用力F向右推動活塞時,下列說法中正確的是()A.木球?qū)θ萜鞯膲毫⒃龃驜.木球?qū)θ萜鞯膲毫p小C.木球?qū)θ萜鞯膲毫⒉蛔僁.無法比較木球?qū)θ萜鲏毫Φ拇笮 敬鸢浮緽【解析】【分析】首先分析容器里空氣密度的變化,再根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ氣gV排分析木球受到浮力的變化,最后根據(jù)木球?qū)θ萜鞯膲毫壓=GF浮分析即可。
【解答】當(dāng)用力F向右推動活塞時,容器的容積變小,根據(jù)公式可知,空氣的密度變大。根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ氣gV排可知,木球排開空氣的體積不變,但是浮力增大了。根據(jù)F壓=GF浮可知,木球?qū)θ萜鞯膲毫p小,故B正確,而A、C、D錯誤。
故選B。三、平衡法求浮力(漂浮或懸浮時,F(xiàn)浮=G物)1.(2021八上·椒江期末)如圖所示是一種木質(zhì)圓柱形“菱桶”,是江南地區(qū)采菱時的載人工具。已知菱桶的底面積為2米2,高約25厘米,質(zhì)量為20千克,請通過計算回答問題:(1)一只空“菱桶”放入水中靜止時受到的浮力是多少?(2)若圖中采菱人的重量為600牛,為了保證安全,“菱桶”露出水面高度不能低于5厘米,則“菱桶”內(nèi)最多可放多少千克的菱角?【答案】(1)解:空“菱桶”靜止時漂浮在水上F浮=G桶=mg=20kg×10N/kg=20N(2)解:“菱桶”剛好露出水面5厘米時,浸在水中的深度為25cm5cm=20厘米=0.2mV排=2m2×0.2m=0.4m3G總=F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/Kg×0.4m3=4000NG菱=4000N600N200N=3200Nm菱=G菱÷g=3200N÷10N/kg=320千克【解析】【分析】(1)當(dāng)物體漂浮在水面上時,它受到的浮力等于重力,即F浮=G;(2)根據(jù)h浸入=hh露計算出“菱桶”浸入水里的深度,再根據(jù)V排=Sh浸計算出“菱桶”排開水的體積,接下來根據(jù)G總=F浮=ρ水gV排計算出“菱桶”、人和菱角的總重力,根據(jù)G菱=G總G桶G人計算出菱角的重力,最后根據(jù)計算出菱角的質(zhì)量。2.(2021八上·溫州期中)如圖所示,大王蓮是一種原產(chǎn)于南美洲亞馬遜河流域的水生草本植物,有巨大的、像圓盤一樣的葉子,葉子的背面有又粗又壯的葉脈,因此大王蓮葉子的承重力非常強(qiáng)。已知有一片大王蓮葉子直徑為3米,重3千克,可承重60千克。(g取10N/kg)(1)葉片漂浮在水面上,它所受的浮力是多少?(2)當(dāng)一個重35kg的小男孩靜坐在蓮葉上,請問荷葉排開水的體積是多少m3?【答案】(1)解:葉片漂浮在水面上時,葉片受到的浮力:F浮=G蓮=m蓮g=3kg×10N/kg=30N(2)解:當(dāng)一個重35kg的小男孩靜坐在蓮葉上時,荷葉和小男孩漂浮在水面上,他們受到的浮力:F′浮=G蓮+G人=(m蓮+m人)g=ρ水gV排【解析】【分析】(1)根據(jù)漂浮條件計算出漂浮的葉片受到的浮力;
(2)當(dāng)小男孩坐在蓮葉上時,首先根據(jù)漂浮條件計算出蓮葉受到的浮力,再根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排計算出排開水的體積。3.(2021八上·臺州期中)2021年7月,河南省鄭州市連遭暴雨襲擊引發(fā)全民關(guān)注,造成了重大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。救援隊通常利用沖鋒舟轉(zhuǎn)移民眾至安全地區(qū),如圖所示。已知某一型號沖鋒舟的質(zhì)量為300千克,最大排水體積為1.2米3。試回答以下問題:(河水的密度為1.0×103千克/米3)(1)洪水是我國危害最大的自然災(zāi)害之一,以下關(guān)于洪水的說法錯誤的是_____A.持續(xù)性暴雨和臺風(fēng)是引發(fā)洪水的主要自然因素B.破壞植被會使洪水的危害性增大C.人類活動不會對洪水造成影響(2)一艘上述型號的空沖鋒舟漂浮在水上時受到的浮力多大?(3)假設(shè)一個成年人的質(zhì)量為60千克,為了保證安全,該沖鋒舟最多能載多少個成年人?【答案】(1)C(2)F浮=G=mg=300kg×10N/kg=3000N(3)F浮最大=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2m3=12000NG人總=12000N3000N=9000NG人=mg=60kg×10N/kg=600Nn=9000N/600N=15(人)【解析】【分析】(1)根據(jù)對洪水的成因和治理等知識分析判斷。
(2)當(dāng)物體漂浮在液面上時,它受到的浮力等于重力,即F浮=G;(3)當(dāng)沖鋒舟完全浸沒在水中時,它排開水的體積等于自身體積,首先根據(jù)阿基米德原理F浮最大=ρ液gV排計算出它能夠受到的最大浮力,再根據(jù)G總=F浮G舟計算出所能承載的最大重力,最后根據(jù)計算出最多能載的人數(shù)?!窘獯稹浚?)A.持續(xù)性暴雨和臺風(fēng)是引發(fā)洪水的主要自然因素,故A正確不合題意;
B.破壞植被會使洪水的危害性增大,故B正確不合題意;
C.人類活動大量的砍伐樹木,破壞植被,會造成洪水和泥石流,故C錯誤符合題意。
故選C。4.(2021八上·樂清月考)在《三國演義》中諸葛亮的“草船借箭”可謂神乎其神。請你根據(jù)所學(xué)的科學(xué)知識回答以下問題:(g取10牛/千克)(1)諸葛亮乘夜黑霧大,率領(lǐng)一大隊草船駛向曹營。曹營中的士兵以為有敵來襲,拼命的向草船射箭。此時,諸葛亮的草船受到水的浮力將(填“增大”、“減小”或“不變”)(2)當(dāng)草船排開水的體積為6米3時,船受到的浮力為多少牛?(寫出計算過程)【答案】(1)增大(2)草船受到的浮力為:F浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×6m3=6×104N?!窘馕觥俊痉治觥浚?)根據(jù)浮沉條件分析草船受到浮力的變化;
(2)根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排計算出船受到的浮力。【解答】(1)草船始終在水面漂浮,則它受到的浮力始終等于自身重力。借劍后草船的重力增大,則草船受到的浮力增大。
(2)草船受到的浮力為:F浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×6m3=6×104N。5.(2021八上·杭州月考)如圖所示,密度均勻,質(zhì)量為6kg,底面積為600cm2的長方體木塊漂浮在靜止的水面上,g=10N/kg,求:(1)水對木塊產(chǎn)生的浮力大小。(2)木塊浸入水中的體積?!敬鸢浮浚?)由于物體是漂浮在水面上,因此F浮=G浮,G=mg=6kg×10N/kg=60N。(2)根據(jù)阿基米德原理,,因此木塊浸入水的體積是6×103m3?!窘馕觥俊痉治觥浚?)當(dāng)木塊漂浮在水面上時,F(xiàn)浮=G浮。
(2)根據(jù)阿基米德原理解答。6.(2020八上·杭州月考)小宇同學(xué)每天測量同一個雞蛋的質(zhì)量,再把雞蛋放入水中,觀察它的浮沉情況后,取出放好,如表是他記錄的部分?jǐn)?shù)據(jù)及現(xiàn)象。(雞蛋的體積保持不變,ρ水=1.0×103kg/m3)第1天第33天第55天第66天第77天質(zhì)量m/g66.165.761.860.958.8雞蛋在水中的位置(1)求第77天雞蛋受到重力的大?。唬╣取10N/kg)(2)求第1天雞蛋所受浮力及雞蛋的體積?!敬鸢浮浚?)解:由表可知,第77天雞蛋的質(zhì)量為58.8g第77天雞蛋受到重力的大小為:G=mg=0.0588kg×10N/kg=0.588N(2)解:由表可知,雞蛋在第55天時處于懸浮狀態(tài),與第1天的浮力相同,懸浮時浮力等于重力:F浮=G1=m1g=0.0618kg×10N/kg=0.618N根據(jù)阿基米德原理可知,雞蛋的體積為:【解析】【分析】(1)根據(jù)表格確定第77天時雞蛋的質(zhì)量,然后根據(jù)G=mg計算雞蛋的重力;
(2)第一天和第55天時,雞蛋都浸沒在水中,排開水的體積相同,則雞蛋受到浮力大小相等。在第55天時,雞蛋在水中懸浮,首先根據(jù)懸浮條件計算出此時雞蛋受到的浮力,再根據(jù)阿基米德原理計算出雞蛋的體積。7.(2021八上·臨安期中)1912年,泰坦尼克號的慘劇促使國際社會成立了一個叫“國際冰清巡邏隊(IP)”的組織,按理說這些監(jiān)控機(jī)構(gòu)兢兢業(yè)業(yè)每日發(fā)布公告,然而撞冰山的事故近年來仍不時發(fā)生(已知:水的密度1克/厘米3,冰的密度0.9克/厘米3)。(1)請在答題卷中畫出冰山受力的示意圖;(2)冰山的水面部分看上去較小,但在水中的冰山近乎占總體積的,這對船只來說會造成致命的打擊,請證明這個占比?!敬鸢浮浚?)解:如圖所示:(2)解:由于冰塊漂浮,F(xiàn)?。紾冰,由阿基米原理可得:F?。紾排=ρ水V排g;而G冰=ρ冰V冰g,ρ水V排g=ρ冰V冰gρ水V排=ρ冰V冰V排/V冰=ρ冰/ρ水=9/10【解析】【分析】(1)對冰山進(jìn)行受力分析,確定力的作用點、方向和大小關(guān)系,然后作出力的示意圖。
(2)根據(jù)漂浮條件,列出浮力和重力的數(shù)學(xué)關(guān)系式,然后用重力公式G=mg=ρVg和阿基米德原理F浮=ρ液V排g將其分解,最后通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)的大冰塊排開水的體積和總體積的比值。8.(2020八上·嘉興期末)如圖所示,質(zhì)量為30kg的小孩趴在游泳圈上,假設(shè)人體平均密度和水密度相近,則游泳圈受到的浮力大小最接近于()A.3000N B.300N C.30N D.3N【答案】C【解析】【分析】人體的密度與水的密度差不多,根據(jù)密度公式ρ=今算出小孩的體積,小孩趴在游泳圈上時,約有一的體積露出水面,根據(jù)F浮=ρ水gV排算出小孩受到的浮力;根據(jù)重力公式算出小孩的重力,當(dāng)小孩趴在游泳圈上時,整體處于漂浮狀態(tài),且游泳圈的重力很小(可忽略不計),則小孩和游泳圈受到的總浮力等于小孩的重力,據(jù)此算出游泳圈受到的浮力。
【解答】人體的密度與水的密度差不多,約為1.0×103kg/m3,
根據(jù)密度公式ρ=知,小孩的體積為:V===0.03m3,
小孩趴在游泳圈上時,約有1的體積露出水面,即:V排=(1)V=0.9V=0.9×0.03m3=0.027m3,
小孩受到的浮力為:F浮人=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.027m3=270N;
小孩的重力為:G人=m人g=30kg×10N/kg=300N,
當(dāng)小孩趴在游泳圈上時×整體處于漂浮狀態(tài),且游泳圈的重力很小(可忽略不計),
則小孩和游泳圈受到的總浮力F浮總=G人=300N,
所以游泳圈受到的浮力為:F浮圈=F浮總一F浮人=300N270N=30N,故C符合實際.
故選C。四、平衡法、稱重法、阿基米德原理法結(jié)合1.(2021八上·天臺期末)彈簧測力計能測力大小,也能“測”物質(zhì)密度。如圖,用細(xì)線系住金屬塊掛在彈簧測力計上,先后在空氣中、浸沒在水和鹽水中測量,讀數(shù)分別為F1=2.7N、F2=1.7N,F(xiàn)3=1.5N。請求出:(1)金屬塊在水中受到的浮力;(2)金屬塊的密度;(3)鹽水的密度。【答案】(1)解:(2)解:(3)解:【解析】【分析】(1)根據(jù)F浮=GF拉計算金屬塊在水中受到的浮力;(2)當(dāng)金屬塊完全浸沒在水中時,它排開水的體積等于自身體積,即,據(jù)此計算出金屬塊的體積,再根據(jù)計算出金屬塊的質(zhì)量,最后根據(jù)計算出金屬塊的密度。
(3)首先根據(jù)F浮=GF拉計算出金屬塊在鹽水中受到的浮力,再根據(jù)阿基米德原理的變形式計算出鹽水的密度。2.(2021八上·諸暨期中)如圖是小勇研究彈簧測力計的示數(shù)F與物體A下表面離水面的距離h的關(guān)系實驗裝置。其中A是底面積為50cm2的實心均勻圓柱形物體。用彈簧測力計提著物體A,使其緩慢浸入水中(水未溢出),得到F與h的關(guān)系圖像如圖中實線所示。求:(1)完全浸沒時,物體A受到水的浮力。(2)物體A的高。(3)物體A的密度。(4)小勇?lián)Q用另一種未知液體重復(fù)上述實驗并繪制出圖中虛線所示圖像,求該液體密度?!敬鸢浮浚?)當(dāng)h=0時,彈簧測力計的示數(shù)為6N,即物體A的重力G=6N,完全浸沒在水中:F浮=GF=6N2N=4N(2)完全浸沒在水中:
F浮=液gV排
V=V排=
液=1.0103kg/m3
V排===4104m3=400cm3
V排=sh
物體A的高h(yuǎn)=(3)根據(jù)公式
得m=
因為V=4104m3
所以==1.5×103kg/m3(4)當(dāng)h=0時,彈簧測力計的示數(shù)為6N,即物體A的重力G=6N,完全浸沒在水中:F浮=GF=6N2.8N=3.2N,
V排=4104m3
3.(2021八上·浙江月考)如圖甲所示,用彈簧秤懸掛一物體,保持靜止,當(dāng)物體浸沒在水中靜止時彈簧測力計的示數(shù)如圖乙所示,(ρ水=1×103kg/m3)g=10N/kg)求:(1)物體浸沒在水中受到的浮力F浮;(2)物體的密度ρ。(3)若用細(xì)線懸掛一個體積不變的木球(ρ木=0.5×103kg/m3)使二者懸浮,如圖丙所示,則木球的體積至少多大?【答案】(1)解:F?。紾﹣F′=6N﹣4N=2N(2)解: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=ρ水gV排可得,物體的體積:V=V排===2×10﹣4m3,由G=mg可得,物體的質(zhì)量:m===0.6kg,物體的密度:ρ===3×103kg/m3(3)解:把木球和物體看做一個整體,受到豎直向上的總浮力和豎直向下的總重力,因二者懸浮,所以,由力的平衡條件可得:F浮+F浮′=G+G木﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①設(shè)木球體積為V,把F浮′=ρ水gV排′和G木=m木g=ρ木Vg代入①式可得:F浮+ρ水gV=G+ρ木Vg﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②則木球的體積:V===8×10﹣4m3【解析】【分析】(1)浸沒在水中的物體受到豎直向上的浮力和拉力,豎直向下的重力,根據(jù)F浮=GF計算物體受到的浮力;
(2)首先根據(jù)計算出物體的體積,再根據(jù)計算出物體的質(zhì)量,最后根據(jù)計算出物體的密度;
(3)將木球和物體看作一個整體,它們在水中懸浮,則它們受到的總浮力等于總重力,據(jù)此列出關(guān)系式,然后用阿基米德原理F?。溅阉甮V排和密度公式將其拆開,代入數(shù)據(jù)計算出木球的體積。4.(2021八上·紹興月考)將一掛在彈簧測力計下的形狀不規(guī)則的石塊分別浸沒在水和鹽水中,彈簧測力計的示數(shù)如圖所示。g取10N/kg.求:(1)石塊在水中所受到的浮力。(2)石塊的體積;(3)石塊的密度;(4)鹽水的密度;【答案】(1)根據(jù)甲乙兩圖可知,石塊在水中受到的浮力:F浮力=GF拉=4N3N=1N;(2)石塊的體積;(3)石塊的密度;(4)根據(jù)甲丙兩圖可知,石塊在鹽水中受到的浮力:F浮力'=GF拉'=4N2.9N=1.1N;
則鹽水的密度為:?!窘馕觥俊痉治觥浚?)根據(jù)甲乙兩圖,利用公式F浮力=GF拉計算出石塊在水中受到的浮力;
(2)根據(jù)計算石塊的體積;
(3)根據(jù)公式計算出石塊的密度;
(4)根據(jù)甲丙兩圖,利用公式F浮力'=GF拉'計算出石塊在鹽水中受到的浮力,再根據(jù)計算鹽水的密度。5.(2021八上·紹興期中)如圖甲所示,一彈簧測力計下懸掛底面積為40cm2的圓柱體,水平桌面上放置底面積為100cm2,質(zhì)量為500g的圓筒,筒內(nèi)裝有30cm深的某液體?,F(xiàn)將圓柱體從圓筒上方離液面某一高度處緩緩下降,然后將其逐漸浸入液體中,彈簧測力計的示數(shù)F與圓柱體下降高度h變化關(guān)系圖像如圖乙所示(圓筒的厚度忽略不計,圓柱體下降過程中沒有液體從筒中溢出,g取10N/kg)。求:(1)圓柱體完全浸沒時受到液體的浮力;(2)筒內(nèi)液體密度;(3)當(dāng)圓柱體完全浸沒時,圓筒對桌面的壓強(qiáng)。【答案】(1)由圖象知,當(dāng)h=0時,此時彈簧測力計的示數(shù)為18N,圓柱體的重力等于彈簧測力計的示數(shù),則G=18N;
當(dāng)h≥17cm時,彈簧測力計的示數(shù)不變,說明此時浮力不變,圓柱體完全浸沒,此時圓柱體受到的拉力F拉=12N;
圓柱體浸沒液體時受到的浮力:F浮=GF拉=18N12N=6N;(2)由圖知從7cm時彈簧測力計的示數(shù)逐漸減小,到17cm彈簧測力計的示數(shù)不變,
所以圓柱體額高度為:17cm7cm=10cm,
圓柱體浸沒在液體中,排開液體的體積:V排=V=Sh=40cm2×10cm=400cm3=4×104m3,
液體的密度:;(3)液體的體積:V液=S′h液=100cm2×30cm=3000cm3=3×103m3,
液體的質(zhì)量:m液=ρ液V液=1.5×103kg/m3×3×103m3=4.5kg,
將圓柱體、圓筒、液體看做一個整體,
圓筒對地面的壓力:F=(m液+m筒)g+GF拉=(4.5kg+0.5kg)×10N/kg+18N12N=56N,
受力面積S=100cm2=0.01m2,
圓筒對地面的壓強(qiáng):。【解析】【分析】(1)根據(jù)圖象分析出物體的重力、完全浸沒時受到的拉力,利用稱重法測浮力F浮=GF拉求圓柱體浸沒液體時受到的浮力;
(2)求出了圓柱體浸沒液體時受到的浮力,求出圓柱體的體積(浸沒時排開液體的體積),利用F浮=ρ液gV排求液體的密度;
(3)此時圓筒對桌面的壓力等于圓筒、圓柱體、液體的總重減去圓柱體受到的拉力,知道受力面積大小,利用求圓筒對桌面的壓強(qiáng)。6.(2021八上·杭州期中)水平桌面上放置一底面積為100cm2,重為6N的柱形容器,容器內(nèi)裝有20cm深的某液體,將一體積為400cm3的物體A懸掛在彈簧測力計上,彈簧測力計示數(shù)為10N,讓物體從液面上方逐漸浸入直到浸沒在液體中(如圖),彈簧測力計示數(shù)變?yōu)?.2N。(柱形容器的厚度忽略不計,容器內(nèi)液體沒有溢出,物體未接觸器底)求:(1)物體浸沒在液體中時受到的浮力;(2)容器內(nèi)液體的密度;(3)物體浸沒時容器對桌面的壓強(qiáng)?!敬鸢浮浚?)10N5.2N=4.8N,因此物體浸沒在液體中時受到的浮力為4.8N。(2)0.48kg÷0.0004m3=1.2×103kg/m3
因此容器內(nèi)液體的密度為1.2×103kg/m3(3)液體的體積V液=100cm2×20cm=2000cm3=2×103m3,
液體的重力G液=m液g=ρ液V液g=1.2×103kg/m3×2×103m3×10N/kg=24N,
容器對桌面的壓力F=(G液+G容器+G物)F拉=(24N+6N+10N)5.2N=34.8N,
受力面積:S=100cm2=102m2,
p==3480Pa?!窘馕觥俊痉治觥浚?)物體所受浮力使彈簧測力計示數(shù)減小。
(2)根據(jù)阿基米德原理物體所受浮力是排出液體所受重力,求出液體質(zhì)量,根據(jù)密度公式求出液體密度。
(3)先求出物體和容器對桌面的壓力,根據(jù)公式p=,求出物體浸沒時容器對桌面的壓強(qiáng)。7.(2021八上·樂清期中)重為8N的物體掛在彈簧測力計下面,浸沒在如圖所示圓柱形容器的水中,此時彈簧測力計的示數(shù)為6N,求:(1)物體受到的浮力;(2)物體的密度【答案】(1)解:物體受到的浮力:F浮=GF拉=8N6N=2N;(2)解:該物體的體積:;該物體的密度:。【解析】【分析】(1)根據(jù)F浮=GF拉計算物體受到的浮力;
(2)首先根據(jù)計算出物體的體積,再根據(jù)計算物體的密度。8.(2021八上·義烏月考)體積V=0.2×103m3的物塊A豎直掛在彈簧測力計下,在空氣中靜止時彈簧測力計的示數(shù)F1=2.6N,將物塊A浸沒在水中,靜止時彈簧測力計的示數(shù)為F2,如圖所示。求:(1)物塊A浸沒在水中受到的浮力F浮;(2)彈簧測力計的示數(shù)為F2;(3)求物塊A的密度。【答案】(1)物塊A浸沒在水中受到的浮力F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×0.2×103m3=2N;(2)彈簧測力計的示數(shù):F2=F拉=GF浮=2.6N2N=0.6N;(3)物塊A的密度:。【解析】【分析】(1)根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排計算出物體浸沒時受到的浮力;(2)根據(jù)F拉=GF浮計算出浸沒時彈簧測力計的示數(shù)F2;
(3)根據(jù)公式計算出物體的密度。9.(2021八上·義烏期中)工人師傅利用汽車作為動力,從水中打撈一個正方體物件,繩子通過定滑輪,一端系在汽車上,如圖甲所示。汽車?yán)锛蛩偕仙阎噷K子的拉力F與物件底部距離水底的高度h的變化關(guān)系如圖乙所示。繩子的體積、繩重及摩擦均忽略不計,g=10N/kg。求:(1)物件的質(zhì)量;(2)物件浸沒在水中時,受到的浮力;(3)物件的密度?!敬鸢浮浚?)當(dāng)物體完全出水后,它不受浮力,此時繩子的拉力等于物體的重力,即此時繩子的拉力最大。根據(jù)圖乙可知,該物件的重力G=2200N,則它的質(zhì)量為:。(2)當(dāng)物體完全浸沒在水中時,它排開水的體積最大,受到的浮力最大,而繩子的拉力最小。根據(jù)圖乙可知,此時物體受到的拉力F=1100N,則此時它受到的浮力:F浮=GF=2200N1100N=1100N。(3)該物體的體積:;
則該物體的密度:?!窘馕觥俊痉治觥浚?)根據(jù)圖乙確定物體的重力,再根據(jù)計算出物件的質(zhì)量;(2)根據(jù)圖乙確定物件完全浸沒水中時受到的拉力,再根據(jù)F浮=GF計算出此時它受到的浮力;
(3)當(dāng)物體完全浸沒水中時,它排開水的體積等于自身體積,根據(jù)計算物體的體積,再根據(jù)計算物體的密度。10.(2021八上·義烏期中)如圖甲所示,長方體金屬塊在細(xì)繩豎直向上拉力作用下從水中開始一直豎直向上做勻速直線運動,上升到離水面一定的高度處。如圖乙是繩子拉力F隨時間t變化的圖像。根據(jù)圖像信息,求:(g取10N/kg)(1)金屬塊的質(zhì)量。(2)金屬塊在水中受到的最大浮力。(3)金屬塊的密度。【答案】(1)解:∵對圖乙中CD段物體受力分析可知:F=G=54N∴m===5.4kg(2)解:∵對圖乙中AB段物體受力分析可知:F浮+F=G∴F浮=GF=54N34N=20N(3)解:V=V排===2×103m3ρ==2.7×103kg/m3【解析】【分析】當(dāng)物體完全浸沒水中時,它排開水的體積不變,則它受到的浮力不變,根據(jù)F拉=GF浮可知,此時繩子的拉力不變。當(dāng)物體開始露出水面時,它排開水的體積變小,則它受到的浮力變小,因此繩子的拉力變大。當(dāng)物體完全露出水面后,它不再受到浮力,此時繩子的拉力等于重力。
(1)根據(jù)圖乙確定該物體的重力,然后根據(jù)計算出它的質(zhì)量。
(2)根據(jù)圖乙確定該物體完全浸沒時繩子的拉力,再根據(jù)F浮=GF計算出它受到的最大浮力。(3)當(dāng)物體完全浸沒時,它排開水的體積等于自身體積,即,然后根據(jù)計算出金屬塊的密度。11.(2021八上·洞頭期中)在彈簧測力計下掛一圓柱體,從盛水的燒杯上方某一高度緩慢下降,圓柱體浸沒后繼續(xù)下降,直到圓柱體底面與燒杯底部接觸為止,如圖所示是圓柱體下降過程中彈簧測力計讀數(shù)F隨圓柱體下降高度h變化的圖像。根據(jù)圖像回答下列問題:(1)分析圖像可知,圓柱體的重力是。(2)圓柱體浸沒在水中時,受到的浮力是。(3)圓柱體的體積是多少?(寫出計算過程)(4)分析圖像CD段,可得結(jié)論。【答案】(1)12N(2)8N(3)解:由阿基米德原理F浮=ρ液V排g得:V物=V排====8×104m3物體浸沒到液體中后,浮力大小不變(或物體浸沒到液體中后,物體所受的浮力與物體浸入的深度無關(guān)。)【解析】【分析】(1)由圖可知AB段圓柱體未浸入液體,測力計的示數(shù)即為圓柱體的重力,所以從圖中可讀出圓柱體的重力大小。
(2)由題意可知圖中CD段是圓柱體完全浸入水后的情況,由圖可知圓柱體完全浸入水后測力計對圓柱體的拉力為4N,再利用力的平衡條件求出圓柱體受到的浮力,利用阿基米德原理求得圓柱體的體積,利用密度公式求得圓柱體的密度.。
(3)由圖象CD段可知物體完全浸沒后排開水的體積不再改變,受到的浮力不再改變,所以物體完全浸沒后受到的浮力與物體所處的深度無關(guān)。【解答】(1)由圖象可知AB段是圓柱體浸入水前的情況,則圓柱體的重力G=12N。
(2)圖象中CD段是圓柱體完全浸入水中的情況,此時圓柱體受到的拉力F=4N,
則圓柱體受到的浮力F浮=GF=12N4N=8N。12.(2021八上·臺州期中)如圖甲,圓筒形容器內(nèi)裝有適量的水,放在水平桌面上;實心圓柱形物體A用細(xì)線拴好并懸掛在彈簧測力計下。小金要探究圓柱形物體A逐漸浸人水中時(水沒有溢出容器),彈簧測力計的示數(shù)F與圓柱形物體A下表面離水面的距離h的關(guān)系,最終將測量記錄的數(shù)據(jù)繪制成乙圖所示的曲線。請據(jù)圖分析回答下列問題:(1)觀察圖乙F和h的關(guān)系,可知物體在此過程中的浮力大小,A.減小B.增大C.先增大后不變D.先減小后不變由此可以得出結(jié)論:浸在液體中的物體所受浮力與有關(guān)。(2)物體A的體積大小為多少?(3)物體A的密度是多少?【答案】(1)C;排開液體的體積(2)解:當(dāng)物體A浸沒時F浮=GF=9N2N=7NV=V排==7×104m3(3)解:m==0.9kgρ==1.3×103kg/m3【解析】【分析】(1)根據(jù)圖乙確定彈簧測力計的示數(shù)變化,再根據(jù)F浮=GF分析此過程中浮力的大小變化。分析這個過程中影響浮力大小的哪個因素發(fā)生改變即可。
(2)根據(jù)圖乙確定該物體的重力和完全浸沒時測力計的示數(shù),再根據(jù)F浮=GF計算出此時它受到的浮力,最后根據(jù)計算出物體A的體積。
(3)首先根據(jù)計算出物體A的質(zhì)量,再根據(jù)計算出物體A的密度?!窘獯稹浚?)根據(jù)圖乙可知,此過程中彈簧測力計的示數(shù)先減小后不變,根據(jù)F浮=GF可知,物體受到的浮力先增大后不變,故選C。
在此過程中,開始時物體排開液體的體積不斷增大;當(dāng)它完全浸沒后,它排開水的體積保持不變,因此得到結(jié)論:浸在液體中的物體所受浮力與排開液體的體積有關(guān)。13.(2021八上·溫州期中)如圖甲所示是打撈船上的電動機(jī)和纜繩從水底豎直打撈一重為30000N的長方體物體,通過打撈船的吃水線變化測得,當(dāng)物體完全浸沒在水中時受到的浮力為10000N,如右圖橫坐標(biāo)為打撈時間,縱坐標(biāo)為打撈機(jī)對物體的拉力,如果被打撈的物體始終以0.1m/s的速度勻速上升,g取10N/kg。求:(1)當(dāng)重物露出水面的過程中,打撈船將(下沉、不變、上浮)。(2)圖中X的值為【答案】(1)下沉(2)20000【解析】【分析】(1)將重物和打撈船看作一個整體,它們始終在水面漂浮,根據(jù)漂浮條件判斷浮力的變化,然后根據(jù)阿基米德原理判斷排開水的體積變化,進(jìn)而確定打撈船上浮還是下沉;
(2)X的數(shù)值保持不變,說明這時物體全部浸沒水中,根據(jù)計算即可;
(3)從右圖中找到物體上升的時間,根據(jù)s=vt計算出上升的高度,最后根據(jù)W=Fs計算打撈機(jī)對物體所做的功。
【解答】(1)將重物和打撈船看作一個整體,它們始終在水面漂浮,那么它們受到的總浮力等于它們的總重力;因為總重力不變,所以總浮力不變;根據(jù)阿基米德原理可知,它們排開水的總體積不變。重物露出水面時,它排開水的體積變小,打撈船排開水的體積就要變大,因此將下沉。
(2)根據(jù)右圖可知,重物的重力為30000N,完全浸沒時受到浮力10000N,那么X的值為:
;
故答案為:(1)下沉;(2)2000014.(2021八上·義烏期中)如圖所示,容器底部用一根細(xì)繩拉住一木球,使木球全部浸入水中,已知木球的密度是水的密度的,木球體積為0.15米3,g=10N/kg,求:(1)水對球的浮力有多大?(2)繩對球的拉力有多大?(3)若細(xì)繩剪斷后,小球靜止時,露出水面的體積是多大?【答案】(1)解:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.15m3=1500N(2)解:G=mg=ρVg=0.6×103kg/m3×10N/kg×0.15m3=900NF拉=F浮G=1500N900N=600N(3)解:繩子剪斷后,小球靜止時狀態(tài)為漂浮F浮=G=900NV排===0.09m3V露=VV排=0.15m30.09m3=0.06m3【解析】【分析】(1)根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排計算出木球受到的浮力;
(2)當(dāng)木球處于靜止?fàn)顟B(tài)時,它受到豎直向上的浮力,豎直向下的重力和拉力。首先根據(jù)G=mg計算出球的重力,再根據(jù)F拉=F浮G計算出繩子對球的拉力。(3)繩子剪斷后,木球上浮,最終在水面漂浮,首先根據(jù)漂浮條件F浮=G計算出此時它受到的浮力,再根據(jù)計算出小球排開水的體積,最后根據(jù)V露=VV排計算出小球露出水面的體積。15.(2021八上·杭州月考)一個實心金屬塊掛在彈簧測力計上,在空氣中稱量時,測力計示數(shù)是9.7N.將物體浸沒在水中時,測力計示數(shù)為8.7N,求:(g=10Nkg)(1)物體浸沒在水中時所受浮力;(2)將金屬塊浸沒在酒精中時,金屬塊所受浮力(ρ酒精=0.8×103Kg/m3)【答案】(1)物體浸沒在水中時所受浮力:9.7N8.7N=1N。根據(jù)阿基米德原理,,因此物體的體積是0.0001cm3,,因此金屬塊所受的浮力是0.8N?!窘馕觥俊痉治觥浚?)物體在空中稱重時的值減去浸入水中測力計的值就是物體浸沒在水中時受到的浮力。
(2)先求出物體的體積,再根據(jù)阿基米德原理計算出金屬塊所受浮力。16.一個不規(guī)則的實心物體,質(zhì)量55g,放入裝滿純水的燒杯中,沉入底部,排開0.5N的水。然后向燒杯中加鹽并攪拌,直到物體懸浮為止。g=10N/kg。求:(1)物體在純水中所受的浮力。(2)物體的體積。(3)物體懸浮時鹽水的密度?!敬鸢浮浚?)解:物體在純水中所受的浮力F浮力=G排=0.5N;(2)解:物體的體積;(3)解:物體的密度:;
當(dāng)物體懸浮在鹽水中時,鹽水的密度等于物體的密度,即鹽水的密度為1.1g/cm3。【解析】【分析】(1)根據(jù)阿基米德原理F浮力=G排計算;
(2)當(dāng)物體完全浸沒水中時,根據(jù)計算物體的體積;
(3)首先根據(jù)計算出物體的密度,再根據(jù)懸浮條件計算鹽水的密度。五、有關(guān)輪船、潛水艇問題的計算1.(2021八上·諸暨期中)2019年12月17日,由我國自主建造的第一艘國產(chǎn)航母——山東艦(如圖甲),正式交付海軍。該艦標(biāo)準(zhǔn)排水量為5萬噸,可同時停放36架殲15艦載機(jī),若每架艦載機(jī)質(zhì)量為25噸。(海水的密度取1.03×103千克/立方米)(1)艦載機(jī)起飛時(如圖乙),航母所受的浮力(選填“變大”或“變小”或“不變”)(2)在標(biāo)準(zhǔn)排水量時,航母所受的浮力為N。(3)當(dāng)36架艦載機(jī)全部飛離航母后,航母排開海水的體積變化了多少立方米?(結(jié)果保留一位小數(shù))【答案】(1)變小(2)5×108(3)36架艦載機(jī)全部飛離航母后,
航母所受浮力的減小值:△F浮力=△G排=△m排g=36×2.5×104kg×10N/kg=9.0×106N,
航母排開海水的體積減少:?!窘馕觥俊痉治觥浚?)根據(jù)漂浮條件分析浮力大小的變化。
(2)根據(jù)阿基米德原理F浮=G排=m排g計算出航母受到的浮力;
(3)航母始終處于漂浮狀態(tài),飛機(jī)起飛后,減小的浮力等于飛機(jī)重力,根據(jù)阿基米德原理F浮力=ρ液gV排計算海水的體積。
【解答】(1)航母始終在水面漂浮,則它受到的浮力始終等于自身的重力。當(dāng)艦載機(jī)起飛后,航母的重力減小,則航母受到的浮力同時變小。
(2)在標(biāo)準(zhǔn)排水量時,航母所受的浮力:F浮=G排=m排g=5×107kg×10N/kg=5×108N;
(3)36架艦載機(jī)全部飛離航母后,
航母所受浮力的減小值:△F浮力=△G排=△m排g=36×2.5×104kg×10N/kg=9.0×106N,
航母排開海水的體積減少:。2.(2021八上·平陽月考)中國“海洋石油278號”半潛船裝載運輸貨物時有兩種方式,方式一:類似普通船只,將貨物直接放置在甲板上(如圖甲),這種方式下最大載貨量為2萬噸:方式二(如圖①②③):運載更重的貨物時,先向船體水艙中注水,讓甲板潛入水下(如圖②),待貨物被吊到甲板上方后,適當(dāng)排出水艙中的水,直至半潛船上浮至預(yù)定水線,完成貨物裝載(如圖③)。這種方式下最大載貨量為3萬噸。(海水密度取1×103kg/m3,g取10N/g)(1)求“海洋石油278號”在方式二達(dá)到最大載貨量時,所受海水的浮力為多少?(2)兩種方式下達(dá)到最大載貨量時,排開海水的體積差為多少?(3)若圖①為半潛艇空載時漂浮于海面(水艙中無水),以圖①時刻為0,圖②為t1,結(jié)束將貨物吊到甲板上方為t2,船體處于圖③狀態(tài)時為t3。請在下圖畫出該過程中水艙內(nèi)水的體積變化的大致圖像?!敬鸢浮浚?)解:方式二達(dá)到最大載重量時所受浮力:F浮2=G排=m1g=3×107kg×10N/kg=3×108N(2)解:方式一達(dá)到最大載重量時所受浮力:F浮1Gm2g2×107kg×10N/kg=2×108N兩種方式所受浮力差:F浮2=G排=m1g=3×107kg×10N/kg=3×108N排開海水的體積差:【解析】【分析】(1)根據(jù)F浮=G排求出受海水的浮力值。
(2)先求出船受到的浮力,再求出兩種方式的浮力差,根據(jù)阿基米德原理求出排開水的體積。
(3)排開水的體積所受的重力等于船受到的浮力,隨著排開水體積不斷增大,浮力也隨之增大,當(dāng)船所受重力不斷減小時,船受到的浮力也隨之減小。3.(2020八上·青田期末)“蛟龍?zhí)枴笔俏覈着_自主設(shè)計、自主集成研制、世界上下潛最深的作業(yè)型深海載人潛水器?!膀札?zhí)枴斌w積約為30米3,空載時質(zhì)量約為22噸,最大荷載240千克。(1)“蛟龍?zhí)枴笨蛰d漂浮在水面時受到的浮力為多大?(2)若“蛟龍?zhí)枴蹦炒螡M載時下潛作業(yè),則此時受到的浮力為多大?(海水密度取1.0×103千克/米3,g取10牛/千克)【答案】(1)F浮=G=mg=22噸×10牛/千克=2.2×105牛F浮=ρ液gV排液=1.0×103千克/米3×10牛/千克×30米3=3×105?!窘馕觥俊痉治觥浚?)當(dāng)“蛟龍?zhí)枴逼≡谒嫔蠒r,它受到的浮力和重力相互平衡,即F浮力=G;
(2)當(dāng)“蛟龍?zhí)枴睗M載下潛時,它排開水的體積等于自身體積,根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排計算它受到的浮力。4.(2020八上·濱江期末)國之重器載人潛水器“奮斗者”號潛水器在馬里亞納海溝10909米深處成功坐底,完成萬米海試并成功返航。“奮斗者”號體積約為30米3,空載時質(zhì)量約為24噸。(1)“奮斗者”號空載漂浮在水面時受到的浮力為多大?(2)請結(jié)合相關(guān)公式推理說明“奮斗者”號從水面上方進(jìn)入水面直到坐底成功,整個過程中潛水器受到的浮力的變化過程。(3)潛水器要想完成下潛上浮,離不開自身的壓載鐵?!皧^斗者”號身上裝配了四塊壓載鐵,總重量將近2噸,當(dāng)“奮斗者”號在水底完成采樣作業(yè),準(zhǔn)備上浮的時候,它會拋出兩塊壓載鐵,開始上浮。請說明“奮斗者”號完成采樣作業(yè),慢慢上浮的過程中潛水器受到的各個力的變化過程?!敬鸢浮浚?)奮斗者”號空載漂浮在水面時受到的浮力:
F浮=G排=m排g=24×103kg×10N/kg=2.4×105N。(2)奮斗者”號從水面上方進(jìn)入水面直到坐底成功的過程中,它排開水的體積先增大再保持不變,根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力先變大后不變。(3)重力減小,浮力先不變后減小【解析】【分析】(1)根據(jù)阿基米德原理F浮=G排=m排g計算空載時“奮斗者”受到的浮力;
(2)首先分析“奮斗者”號在此過程中排開水的體積變化,再根據(jù)F浮=ρ液gV排判斷它受到浮力的變化;
(3)根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析“奮斗者”號上浮過程中的浮力變化。
【解答】(1)奮斗者”號空載漂浮在水面時受到的浮力:
F浮=G排=m排g=24×103kg×10N/kg=2.4×105N。
(2)奮斗者”號從水面上方進(jìn)入水面直到坐底成功的過程中,它排開水的體積先增大再保持不變,根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力先變大后不變。
(3)在潛水器上浮的過程中,它排開水的體積先不變再減小,根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力先不變后減小。5.(2021八上·江干期末)2020年12月26日,紀(jì)念中國首艘核潛艇下水50周年大會在京召開。我國的攻擊核潛艇093是我國主力型號,總體積達(dá)到1.5×103m3,下潛深度可以超過400米。艇內(nèi)兩側(cè)有水艙,潛水艇截面如圖所示。(海水密度為1.03×103kg/m3,g取10N/kg)(1)水艙未充滿海水時,潛水艇總重為8.24×106N,漂浮在海面上,潛水艇受到的浮力是多少?(2)為使?jié)撍耆珴撊牒K?,至少?yīng)向水艙中充入海水的重力是多少?(3)潛水艇從狀態(tài)甲到狀態(tài)乙,它受到的浮力(填“變大”“變小”或“不變”)【答案】(1)解:F浮=G=8.24×106NV排=F浮/ρ海水g=8.24×106N/(1.03×103kg/m3×10Nkg)=800m3(2)解:1500m3800m3=700m3G=F浮=ρ海水gV=1.03×103kg/m3×10Nkg×70m3=7.21×106N變大【解析】【分析】(1)當(dāng)物體漂浮在液面上時,它受到的浮力等于重力,據(jù)此計算潛水艇漂浮時受到的浮力。根據(jù)阿基米德原理的變形式計算此時潛水艇排開水的體積V排。(2)當(dāng)潛水艇完全潛入水中時,根據(jù)△V=VV排計算出潛水艇排開海水體積的增大值。然后根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ海水g△V計算出增大的浮力,最后根據(jù)充入的海水重力等于增大的浮力計算即可。
(3)根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析浮力的大小變化?!窘獯稹浚?)根據(jù)圖片可知,潛水艇從狀態(tài)甲到狀態(tài)乙,它排開水的體積增大,根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力變大。7.(2021八上·嘉興期末)2021年4月23日,長征18號核潛艇在海南某軍港交付海軍服役,這是我國現(xiàn)役最先進(jìn)的戰(zhàn)略核潛艇,標(biāo)志著我國海軍的作戰(zhàn)實力又上升了一個新臺階。據(jù)報道,該核潛艇潛在水下時最大排水量為12000噸,漂浮時最大排水量為9000噸,下潛深度大于300米。(ρ海水取1.0×103kg/m3)(1)核潛艇在水中是通過來實現(xiàn)上浮和下沉的。(2)以水上最大排水量漂浮在海水中時,核潛艇受到的浮力大小是多少?(3)核潛艇懸停在海水中時,若其內(nèi)部儲水艙排出3000噸海水后逐漸上浮,最終漂浮在海面上,則核潛艇漂浮時露出海面的體積是多少?【答案】(1)改變自身重力(2)解:漂浮時,F(xiàn)浮=G排=m排g=9ⅹ106kgⅹ10N/kg=9×107N答:核潛艇以水上最大排水量漂浮在海水中時受到的浮力為9×107牛。(3)解:核潛艇以水下最大排水量懸停在海水中時,F(xiàn)懸浮=G排下=G排出3000t海水后,核潛艇漂浮在海面上時,F(xiàn)漂浮=G排=G’則核潛艇前后浮力的減少量為:△F浮=F懸浮F漂浮=GG’=△G=Dmg=3ⅹ106kgⅹ10N/kg=3×107NV露=ΔV排==3×103m3【解析】【分析】(1)核潛艇在水中浸沒時排開水的體積不變,即它受到的浮力不變,要改變浮沉狀態(tài),就只能改變自身重力,即通過調(diào)節(jié)水倉中海水的重力實現(xiàn)浮沉變化。
(2)根據(jù)阿基米德原理F浮=G排=m排g計算出漂浮時受到的浮力;
(3)核潛艇漂浮與懸浮時排開液體的體積不同則所受浮力不同,根據(jù)核潛艇懸浮與漂浮時的浮力差,利用阿基米德原理F浮=ρ液gV排計算懸浮與漂浮時排開液體體積的差值,即核潛艇漂浮時露出海面的體積。8.(2021八上·長興期中)2021年4月25印度尼西亞的一艘排水量1390噸的潛艇在海下300m處斷裂,通過水下搜索發(fā)現(xiàn)了海面下850m處的失事潛艇。應(yīng)印方要求,我國派出排水量為7000噸的軍艦協(xié)助施救。發(fā)現(xiàn)水下有一塊排水體積為20m2的殘骸,假設(shè)殘骸被軍艦上的起重機(jī)勻速向上拉起。已知海水密度為1.03×103kg/m。求(1)此潛艇殘骸在海底受到的浮力多大?殘骸向上拉的過程中(未出水)浮力(填“變大”、“變小”或“不變”)(2)已知起重機(jī)的拉力為1.2×106N,求該殘骸的密度?!敬鸢浮浚?)2.06×105;不變(2)G=2.06×105N+1.2×106N=1.406×106Nm==1.406×105kgρ物==7.03×103kg/m3【解析】【分析】(1)物體浸沒時排開水的體積等于自身體積,根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排計算潛艇殘骸在海底受到的浮力,并分析浮力的變化。
(2)該殘骸受到豎直向下的重力,豎直向上的拉力和浮力,根據(jù)二力平衡的知識得到:G=F浮+F拉,據(jù)此計算出該殘骸的重力,再根據(jù)計算出它的質(zhì)量,最后根據(jù)計算出它的密度。
【解答】(1)F浮=ρ液gV排=1.03×103kg/m3×10N/kg×20m3=2.06×105N;不變9.(2021八上·拱墅期末)2020年5月,我國自主研制的“海斗一號”全海深自主遙控潛水器(如圖所示),搭乘“探索一號”科考船赴馬里亞納海溝,多次實現(xiàn)萬米深度海底下潛探測,填補(bǔ)了我國萬米級作業(yè)型無人潛水器的空白。設(shè)潛水器與配重總重4000N,體積0.35m3.以一定速度勻速下潛到海底,完成作業(yè)后,自主拋掉配重而上浮,達(dá)到一定速度后又勻速上浮,假設(shè)勻速上浮與下潛過程中體積相同且恒定、阻力大小恒定不變,海水密度恒為1.0×10kg/m3,取g=10N/kg。求:(1)潛水器下潛過程中受到的浮力。(2)潛水器下潛過程中受到的阻力。(3)潛水器拋掉的配重的重力?!敬鸢浮浚?)解:潛水器受到浮力:F浮=ρgV=1.0×103kg/m3x10N/kg×0.35m3=3500N(2)解:勻速下潛時有:f+F浮=G阻力為:f=GF=4000N3500N=500N(3)解:勻速上浮時有:G2+f=F浮潛水器重:G2=F浮f=3500N500N=3000N拋掉的配重:G3=GG2=4000N3000N=1000N【解析】【分析】(1)當(dāng)物體浸沒在液體中時,它排開液體的體積等于自身體積,根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排計算出潛水器受到的浮力;
(2)潛水器勻速下潛時,它受到豎直向下的重力、豎直向上的浮力和阻力,根據(jù)二力平衡的條件列出平衡公式,計算出它受到的浮力;
(3)潛水器勻速上浮時,它受到豎直向下的重力和阻力、豎直向上的浮力,根據(jù)二力平衡的條件列出平衡公式,計算出此時潛水器的總重力,最后用潛水器原來的總重力與它相減,從而得到需要拋掉的配重。10.(2021八上·蘭溪月考)中國海軍裝備最先進(jìn)的戰(zhàn)略核潛艇(如圖),它有先進(jìn)可靠的新型核反應(yīng)堆,具有高航速、低噪音的性能,它作為中國海軍戰(zhàn)略核威懾力量的重要組成部分,為保障國家安全,會不定期進(jìn)行戰(zhàn)略巡航。下表是核潛艇的部分性能參數(shù)(設(shè)海水與水的密度相同)。請回答:水下排水量11500噸水下最大航速36節(jié)水面排水量9000噸水下巡航速度20節(jié)艇長135米最大潛深350米艇寬13米1節(jié)≈0.5m/s(1)潛水艇是靠實現(xiàn)上浮和下沉的;(2)核潛艇在水下航行時,所受浮力是多少?(3)當(dāng)核潛艇以表中的排水量在水面航行時,露出水面的體積是多少?【答案】(1)改變自身重力(2)根據(jù)圖中水下的排水量可知:F=G排=m排g=11500000kg×10N/kg=1.15×108N;(3)在水面航行時排水量為9000t=9000000kg,F(xiàn)=G排=m排g=9×107N,F(xiàn)=G排=ρgV排,
V排==9000m3,
而水下航行時,V排=V物===11500m3,
V露=11500m39000m3=2500m3.【解析】【分析】潛艇的兩側(cè)有水艙,當(dāng)水艙充滿水時,潛艇受到的重力大于浮力,潛艇就會下沉。當(dāng)用壓縮空氣將水艙里的水排出一部分,潛艇受到的重力小于浮力時,潛艇就會上浮,當(dāng)水艙里留有適量的水,潛艇受到的重力等于浮力時,潛艇就能夠停留在水下某一深度的地方;F=G排=ρgV排。11.(2021八上·蘭溪月考)中國海軍裝備最先進(jìn)的戰(zhàn)略核潛艇(如圖),它有先進(jìn)可靠的新型核反應(yīng)堆,具有高航速、低噪音的性能,它作為中國海軍戰(zhàn)略核威懾力量的重要組成部分,為保障國家安全,會不定期進(jìn)行戰(zhàn)略巡航。下表是核潛艇的部分性能參數(shù)(設(shè)海水與水的密度相同)。水下排水量/噸11500水下最大航速/節(jié)36水面排水量/噸9000水下巡航速度/節(jié)20艇長/米135最大潛深/米350艇寬/米131節(jié)≈0.5米/秒請回答:(1)核潛艇是靠實現(xiàn)上浮和下沉的;(2)核潛艇在水下航行時,所受浮力是多少?(3)當(dāng)核潛艇以表中的排水量在水面航行時,露出水面的體積是多少?【答案】(1)改變自身重力(2)核潛艇在水下航行時,所受浮力是:F浮=G排=m排g=11500×103kg×10N/kg=1.15×108N(3)當(dāng)核潛艇以表中的排水量在水面航行時,
它排開水的體積:;
潛水艇的體積:;
則露出水面的體積:V露=VV排'=11500m39000m3=2500m3?!窘馕觥俊痉治觥浚?)根據(jù)浮沉條件分析解答;
(2)根據(jù)阿基米德原理F浮=G排=m排g計算水下航行時受到的浮力;
(3)根據(jù)阿基米德原理的變形式計算水面航行時排開水的體積,根據(jù)浸沒狀態(tài)計算出潛水艇的體積,再根據(jù)V露=VV排'計算露出水面的體積。12.(2020八上·瑞安期末)深海是尚未被人類充分了解的資源寶庫。深海探測器在水下工作時,會出現(xiàn)探測器整體體積收縮和表面材料吸水的現(xiàn)象。某深海探測器(圖甲)空載時自重1080千克,在下潛至1000米處執(zhí)行探測任務(wù)的過程中,其體積和表面材料吸水量變化如圖乙所示。(海水密度取1.0×103千克/米3)(1)將空載的探測器置于水中,計算探測器露出水面的體積。(2)探測器常因探測任務(wù)不同,需懸浮在不同的深度。如果探測器要在深度為500米的A處和1000米的B處執(zhí)行任務(wù),結(jié)合圖像分析,寫出能裝載更多物品的深度及判斷理由。【答案】(1)探測器空載時漂浮在水面,
它受到的浮力F浮=G=mg=1080kg×10N/kg=10800N;
它排開水的體積:;
它露出水的體積:V露出=VV排=1.5m31.08m3=0.42m3。(2)500m深處裝載更多的物品,理由:隨著下潛深度的增加,探測器體積減小,浮力減小﹔探測器吸水量增大,物體重力增大。根據(jù)可知,裝載物品重力減小,質(zhì)量也減小?!窘馕觥俊痉治觥浚?)探測器空載時漂浮在水面,根據(jù)F浮=G計算出它受到的浮力,再根據(jù)阿基米德原理計算出排開水的體積,最后根據(jù)V露出=VV排計算露出水面的體積。
(2)當(dāng)探測器在水中懸浮時,它受到的浮力與自身和裝載貨物的總重力相互平衡,即。根據(jù)乙圖比較在不同深度時浮力的大小、由于吸水造成自身重力的變化,進(jìn)而判斷哪個深度裝載的貨物更多即可。13.(2020八上·新昌月考)在2019國慶閱兵中,HSU001型大型無人潛航器首次公開亮相(如圖甲)。圖乙是該潛航器從剛好浸沒時開始下潛再到返回,顯示器上分別顯示的深度和速率圖像。若該潛航器總體積為6×103米3,海水密度取1×103千克/米3。(1)在第1到第3分鐘,潛航器受到的浮力重力(選填“大于”、“等于”或“小于”)。(2)在第4分鐘,潛航器處于(選填“上浮”、“下沉”或“懸浮”)過程中。(3)在第5分鐘時,潛航器受到的浮力多大?【答案】(1)等于(2)懸?。?)F浮=ρ液gV排=1×103千克/米3×10牛/千克×6×103米3=6×107牛【解析】【分析】(1)根據(jù)乙圖確定第1~3分鐘內(nèi)潛水艇的運動狀態(tài),然后根據(jù)力和運動的關(guān)系必經(jīng)浮力和重力的大小。
(2)根據(jù)乙圖確定第4分鐘時潛水艇的速度,進(jìn)而判斷它的狀態(tài);
(3)第5分鐘時,潛水艇浸沒在水中,根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排計算它受到的浮力。
【解答】(1)根據(jù)乙圖可知,第1~3分鐘潛水艇保持2m/s的速度勻速直線下沉,即處于平衡狀態(tài)。此時它受到的浮力和重力相互平衡,即浮力等于重力。
(2)根據(jù)圖乙可知,第4分鐘時,潛水艇的速度為0m/s,即處于懸浮狀態(tài)。
(3)在第5分鐘時,潛航器受到的浮力:
F浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×6×103m3=6×107N。六、液面升降問題1.(2021八上·三門期末)小金把家里景觀水池底部的鵝卵石取出清洗,他先將個重為15N的空桶漂浮在水面上,然后將池底的鵝卵石撈出放置在桶內(nèi),桶仍漂浮在水面(不考慮撈出過程中帶出的水,ρ水=1.0×103kg/m3)(1)某塊鵝卵石在水池底部時,它受到的浮力它的重力(選填“大于”、“小于”或“等于”)。(2)全部鵝卵石撈出放置在桶內(nèi)時,水池內(nèi)水面高度與鵝卵石未撈出時相比會_______(選填“上升”、“下降”或“不變”)。若此時桶排開水的體積為5.0×103m3,求桶內(nèi)鵝卵石的總質(zhì)量?!敬鸢浮浚?)小于上升;
F浮總=ρ液gV排=1×103Kg/m3×10N/kg×5.0×103m3=50NG石=F浮總G桶=50N-15N=35N【解析】【分析】(1)根據(jù)浮沉條件比較浮力和重力的大小(2)水面上升還是下降,取決于鵝卵石排開水的體積大小,根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排比較即可。
首先根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排計算出桶和鵝卵石受到的總浮力,再根據(jù)G石=F浮總G桶計算出鵝卵石的重力,最后根據(jù)計算出鵝卵石的質(zhì)量?!窘獯稹浚?)鵝卵石在池水里處于下沉狀態(tài),則它受到的浮力小于重力。
(2)鵝卵石在桶內(nèi)處于漂浮狀態(tài),則此時它受到的浮力大于沉在池底時的浮力。根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,則此時它排開水的體積大于沉在池底時的體積,因此水池內(nèi)水面高度與未撈出時相比會上升。
和鵝卵石受到的總浮力F浮總=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×5.0×103m3=50N;
鵝卵石的重力:G石=F浮總G桶=50N-15N=35N;
鵝卵石的質(zhì)量:。2.(2021八上·吳興期末)全球變暖,冰川融化、海平面上升,正悄悄改變地球的“模樣”。右圖是科學(xué)家拍下北冰洋巨型冰山的一角,是冰川漂浮在海面上的情景。已知海水密度為ρ海=1.03×103kg/m3,某同學(xué)根據(jù)所學(xué)知識,進(jìn)行分析:(1)冰川熔化前受到的浮力(填“大于”、“小于”或“登云”)冰塊的重力。(2)若此冰川質(zhì)量為2.06×108kg,則冰川熔化前排開海水的體積為多少?(3)請通過計算說明冰川熔化后海平面的升降情況?!敬鸢浮浚?)等于(2)解:G=mg=2.06×109N冰川熔化前排開海水的體積V排=F浮/ρ海g=2×105m3(3)解:若冰川中的冰全部熔化成水,水的體積:V水=m冰/ρ水=2.06×105m3因V排<V水,所以海中冰川熔化后,海平面會升高。【解析】【分析】(1)根據(jù)浮沉條件比較浮力和重力的大?。?/p>
(2)首先根據(jù)F浮力=G=mg計算出冰川受到的浮力,再根據(jù)阿基米德原理計算出冰川排開海水的體積。
(3)冰川熔化前后,質(zhì)量保持不變,據(jù)此計算出它完全熔化成水的體積,然后與原來排開海水的體積進(jìn)行比較即可。【解答】(1)冰川熔化前在水面漂浮,根據(jù)浮沉條件可知,它此時受到的浮力等于冰塊的重力。
(2)冰川熔化前受到的浮力F浮=G=mg=2.06×108kg×10N/kg=2.06×109N;
冰川熔化前排開海水的體積。
七、浮力稱問題1.(2021八上·蕭山期中)小金想制作一臺浮力秤,他將一段密度為0.5×103kg/m3均勻的長方體木料,先進(jìn)行不吸水處理,再將其放于水中。如圖所示,這段木料始終豎立,高度為60cm,底部橫截面積為0.1m2,其上表面可以作為秤盤。問:(1)木料的質(zhì)量是多少千克?(2)當(dāng)木料上不放置任何物體時,木料底部浸入水中的深度為多少厘米?(3)這臺浮力秤最多可以稱量物體的質(zhì)量為多少千克?(4)畫出這臺浮力秤稱量的質(zhì)量m與木料底部進(jìn)入水中深度h變化關(guān)系的圖像(標(biāo)注關(guān)鍵數(shù)值)?!敬鸢浮浚?)解:解:木料的體積:V=SH=0.1m2×0.6m=0.06m3,由ρ=得,木料的質(zhì)量:m=ρV=0.5×103kg/m3×0.06m3=30kg答:木料的質(zhì)量是30kg(2)解:因漂浮狀態(tài):F浮=G=mg=30kg×10N/kg=300N,由F浮=ρ液gV排得,木料排開水的體積:V排===0.03m3,木料浸入深度:h===0.3m;答:不放物體時,底部浸入水中深度為30cm;(3)解:當(dāng)木料剛浸沒時,木料增加的排開水的體積:V排′=VV排=0.06m30.03m3=0.03m3,整體處于漂浮狀態(tài),增加的浮力大小等于最大稱量的重力F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.03m3=300N=G′,所以最大稱量的質(zhì)量:m′===30kg。答:最多可以稱量的質(zhì)量是30kg。(4)解:【解析】【分析】(1)首先根據(jù)長方體的體積公式V=Sh計算出木料的體積,再根據(jù)密度公式m=ρV計算出木料的質(zhì)量。
(2)木料的密度小于水的密度,則它在水中漂浮,根據(jù)漂浮條件計算出它受到的浮力,即F浮=G。再根據(jù)阿基米德原理計算
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 鋁合金材料施工方案
- (三模)榆林市2025屆高三第三次模擬檢測生物試卷(含答案詳解)
- 數(shù)控加工工藝與編程技術(shù)基礎(chǔ) 教案 模塊一 任務(wù)4 數(shù)控加工機(jī)床夾具基礎(chǔ)
- 結(jié)合農(nóng)業(yè)植保技術(shù)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)病蟲害防治思路與具體辦法探討
- 醫(yī)療機(jī)構(gòu)水污染物排放的管理制度與組織架構(gòu)
- 石油化工靜電接地系統(tǒng)的組成與功能
- 綠色發(fā)展與可持續(xù)城鎮(zhèn)化策略
- 積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和的策略及實施路徑
- 采購鐵皮保溫施工方案
- 2018年數(shù)學(xué)(北師大版選修2-2)練習(xí)第3章22最大值最小值問題活頁作業(yè)14
- 2023光伏板索支承結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程
- JJF1033-2023計量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范
- 2024年全國“紀(jì)檢監(jiān)察”業(yè)務(wù)相關(guān)知識考試題庫(附含答案)
- MTBE裂解工藝交流材料
- 中醫(yī)診斷學(xué)第七章第二節(jié)六經(jīng)辨證
- 租賃合同審批表
- 數(shù)據(jù)庫及其應(yīng)用-重點復(fù)習(xí)資料.代碼02120
- 巖石堅固性和穩(wěn)定性分級表
- 律師事務(wù)所函[]第號
- 物流經(jīng)典游戲啤酒游戲(完全操作版)
- 新形勢下如何做一名合格的鄉(xiāng)鎮(zhèn)干部之我見
評論
0/150
提交評論