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课时练测10 浮力的相关计算
命题点1 浮力、压强的基本计算
1.如图所示,边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力F1为5N,下表面受到液体的压力F2为13N。下列说法错误的是( )
A.正方体受到的浮力为8N
B.液体的密度为0.8×103kg/m3
C.正方体上表面到液面的距离为5cm
D.液体对物体下表面的压强为1.3×103Pa
C
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B
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A
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4.如图甲所示,水平桌面上放置底面积为100cm2、质量为500g的圆筒,筒内装有20cm深的某液体。弹簧测力计下悬挂底面积为60cm2、高为10cm的圆柱体,从液面逐渐浸入直至完全浸没,弹簧测力计的示数F随圆柱体浸入液体的深度h的变化关系如图乙所示。(可以忽略圆筒的厚度,整个过程中液体没有从筒中溢出,取g=10N/kg)求:
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(1)圆柱体完全浸没时受到液体的浮力;
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(2)圆筒内液体的密度;
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(3)当圆柱体完全浸没时,圆筒对桌面的压强。
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5.科技小组的同学用底面积为100cm2的长方体泡沫塑料A、三脚架和灯泡等制作了一个航标灯模型,总质量为450g,如图所示。A底部与重为1N的浮子B用细绳相连。水位上升时,浮子B下降;水位下降时,浮子B上升。现使航标灯静止时A排开水的质量为600g。(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦,ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg)求:
(1)泡沫塑料A静止时浸入水中的深度;
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(2)绳子对泡沫塑料A的拉力;
解:此时泡沫塑料A受到的浮力:F浮A=G排=m排g=0.6kg×10N/kg=6N,
航标灯模型的总重力:GA=mg=0.45kg×10N/kg=4.5N,
则绳子对泡沫塑料A的拉力:FA=F浮A-GA=6N-4.5N=1.5N;
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(3)浮子B的密度。
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命题点2 浮力、压强的变化综合计算
6.如图所示,盛有水的圆柱形容器底面积为200cm2,侧壁上固定了一块水平挡板,挡板的体积忽略不计。挡板下方有一个体积为100cm3、重力为0.6N的实心小球,此时水对容器底产生的压强为3×103Pa。(已知ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg)求:
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(1)容器中水的深度;
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(2)挡板对小球的压力;
解:小球浸没在水中排开水的体积:V排=V=100cm3=1×10-4m3,
则此时小球受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=1N,
则挡板对小球的压力:F压=F浮-G=1N-0.6N=0.4N;
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(3)撤去挡板,小球静止后,水对容器底压强的变化量。
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7.如图所示,水平桌面上放有一圆柱形溢水杯,底面积为250cm2,溢水口距杯底的高度为12cm,溢水杯中盛有高为10cm的水,现将一体积为1000cm3的实心正方体铝块缓慢浸没在水中,不计溢水杯的厚度。(已知ρ铝=2.7×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg)求:
(1)铝块放入水中前,水对溢水杯底部的压强;
解:水对溢水杯底部的压强:p1=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;
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(2)铝块浸没在水中受到的浮力;
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(3)铝块浸没在水中静止后,溢水杯对水平桌面的压强的改变量。
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1.如图甲所示,在水平面上的盛水容器中,一个质量分布均匀的物体被固定在容器底部的一根细线拉住后完全浸没在水中静止。如图乙所示,当将细线剪断后,物体漂浮在水面上,且有四分之一体积露出水面。下列说法正确的是( )
A.物体和液体的密度之比为1∶4
B.图甲中,物体受到的浮力与拉力之比为3∶1
C.甲、乙两图中,与没有放物体前相比,水对容器底压强的增加量之比为4∶3
D.甲、乙两图中,容器对桌面的压强之比为4∶3
C
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2.如图所示,将物体A放入水中时悬浮,将物体B放入水中时有一半的体积露出水面,将物体A置于物体B上再放入水中时,物体B有三分之一的体积露出水面,则两物体的体积VA∶VB= ,物体B的密度是 kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3)
1∶6
0.5×103
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(2)当模型漂