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第十六讲 解答题专项复习(前三章)
(2021·浙江中考真题)小金把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗。他先将一个重为10N的空桶漂浮在水面上,然后将池底的鹅卵石捞出放置在桶内,桶仍漂浮在水面。(不考虑捞出过程中带出的水,ρ=1.0×103kg/m3)
(1)空桶漂浮在水面时所受浮力大小。_____
(2)鹅卵石捞出放置在桶内时,水池水面高度与鹅卵石未捞出时相比会___________ (选填“上升”、“下降”或“不变”)。若此时桶排开水的体积为6.0×10-3m3,求桶内鹅卵石的质量。_____
【答案】10N 上升 5kg
【详解】
(1)[1]空桶漂浮在水面上,所以浮力等于重力,即
F浮=G桶=10N
(2)[2]鹅卵石捞出前沉底,浮力小于重力,即
F浮1<G
将鹅卵石捞出放置在桶内时,鹅卵石与小桶都处于漂浮状态,此时鹅卵石的浮力等于重力,即
F浮2=G
所以
F浮1<F浮2
即鹅卵石捞出放置在桶内时鹅卵石的浮力变大,根据F浮=ρ液gV排知排开水的体积变大,水池水面高度与鹅卵石未捞出时相比会上升。
[3]鹅卵石捞出放置在桶内时的浮力为
F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×6.0×10-3m3=60N
桶内鹅卵石的重力为
G石=F浮′-G桶=60N-10N=50N
鹅卵石的质量为
(2021·浙江九年级一模)一盛水的圆柱形平底容器静置于水平桌面上,容器的底面积为20cm2,容器和水的总重为100N;用一轻质细绳(绳的粗细和重力均不计)将一圆柱体M挂在弹簧测力计上,此时弹簧测力计的示数为24N,如图甲所示:让圆柱体M从水面上方沿竖直方向缓慢浸入水中直至浸没,此时弹簧测力计的示数为16N,如图乙所示;然后将轻质细绳剪断,圆柱体M最终沉在容器底部,如图丙所示(不考虑水的阻力,上述过程中水均未溢出,g取10N/kg)。求:
(1)圆柱体M的密度;
(2)圆柱形平底容器处于图丙所示状态时比处于图乙所示状态时,对水平桌面的压强增加了多少?
【答案】(1)3×103kg/m3;(2)800Pa
【详解】
解:(1)由题意可知圆柱体M的重力G=24N,圆柱体M浸没在水中时弹簧测力计的示数为16N,根据称重法可得,圆柱体的浮力
F浮=G-F示=24N-16N=8N
由F浮=ρ水V排g可得圆柱体M的体积
VM=V排==8×10-4m3
圆柱体M的质量
物体M的密度
ρM==3×103kg/m3
(2)圆柱形平底容器处于图乙所示状态时,对水平桌面的压力
F乙=G容器+G水+G圆柱体-F示
圆柱形平底容器处于图丙所示状态时,对水平桌面的压力
F丙=G容器+G水+G圆柱体
图丙与图乙相比,容器对水平桌面压力的增加量
ΔF=F丙-F乙=G容器+G水+G圆柱体-(G容器+G水+G圆柱体-F示)=F示=16N
对水平桌面的压强增加量
答:(1)圆柱体M的密度为3×103kg/m3;
(2)圆柱形平底容器处于图丙所示状态时比处于图乙所示状态时,对水平桌面的压强增加了800Pa。
(2021·浙江八年级专题练习)如图1是小宋研究弹簧测力计的示数与物体下表面离水面的距离的关系实验装置,用弹簧测力计提着物体,使其缓慢浸入水中(水未溢出),得到与的关系图象如图2中实线所示。()请计算:
(1)完全浸没时,受到水的浮力为多少?
(2)物体的体积为多少?
(3)小宋换用另一种未知液体重复上述实验并绘制出图2中虚线所示图象,则该液体密度为多少?
【答案】(1)2N;(2)2×10-4m3;(3)0.8×103kg/m3
【详解】
解:(1)当h=0时,弹簧测力计的示数为3N,即物体A的重力G=3N,完全浸没在水中受到的浮力
F浮=G-F=3N-1N=2N
(2)完全浸没在水中,A的体积
V=V排==2×10-4m3
(3)物体完全浸没在另一种液体中受到的浮力
F′浮=G-F′=3N-1.4N=1.6N
该液体密度
ρ液==0.8×103kg/m3
答:(1)完全浸没时,A受到水的浮力为2N;
(2)物体A的体积为2×10-4m3;
(3)该液体密度为0.8×103kg/m3。
(2021·浙江师范大学附属秀洲实验学校九年级月考)如图所示,有一软木块,体积是100cm3,置于水中静止时,有60cm3露出水面,求:
(1)木块所受的浮力;
(2)木块的密度;
(3)若要将软木块完全浸没在水中,则至少要在软木块上加多少竖直向下的力?
【答案】(1)0.4N;(2);(3)0.6N
【详解】
(1)木块受到的浮力为
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×(100-60)×10-6m3=0.4N。
(2)因为木块漂浮,所以
G=F浮=0.4N
因为
G=mg
所以木块质量
木块的密度为
。
(3)木块全部浸入水中,受