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微专题:压强和浮力的计算
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【方法提炼】
1、公式P=F/S普遍适用于固体、液体、气体,其中受力面积S的单位是m2,1cm2=10-4m2。
2、计算浮力的方法:(1)称重法F浮=G-F(F表示的物体浸在液体中弹簧测力计示数);(2)阿基米德原理法:F浮=G排=m排g=ρ液V排g(知道物体排开液体的质量或体积时常用)。注意:只有浸没时,才有V排=V物;(3)平衡法:F浮=G物,适用于漂浮或悬浮的自由状态的物体。
【精练精讲】
1、弹簧测力计下悬挂一物体,当物体1/3的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为5N,当物体1/2的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为3N,现将物体从弹簧测力计上取下放入水中,则该物体静止时所受浮力是_______N,该物体的密度为___________kg/m3。(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)
2、把两个完全相同的小球分别放入盛满不同液体的甲、乙两个溢水杯中,静止时的状态如图所示.甲杯中溢出的液体质量是40g,乙杯中溢出的液体质量是48g,甲、乙两杯中液体的密度ρ甲_____(>/=/<)ρ乙,小球的质量为________g,若甲杯中的液体是水,则小球的密度为__________kg/m3.
( )3、如图甲所示,均匀柱状石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以0.5m/s的恒定速度下降,直至全部没入水中.图乙是钢绳拉力F随时间t变化的图像.若不计水的阻力,g=10N/kg,则下列说法不正确的是
A. 石料的质量为140kg B. 石料沉底后所受浮力为500N
C. 石料的密度为1.8×103kg/m3 D. 该石料立于水平地面上时对地面的压强为2.8×104Pa
( )4、大桥施工时,要向江中沉放大量的施工构件,假设一正方体构件被缓缓吊入江水中(如图甲),在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,随着h 的增大,正方体构件所受浮力F1、钢绳拉力F2的变化如图乙所示,g取10N/kg,下列判断正确的是
A. 浮力F1随h变化的图线是图乙中的①图线 B. 构件的边长为4 m
C. 构件所受的最大浮力为1.2×105N D. 构件的密度为2.5×103kg/m3
( )5、将一个边长为4cm的正方体木块轻轻放入盛满水的溢水杯中,木块漂浮在水中静止时,从溢水杯中溢出水的体积为38.4cm3;若将此木块改放入密度为 0.8×103kg/m3 的酒精中,待木块静止时,下列说法正确的是
A. 从溢水杯中溢出酒精的体积为38.4cm3 B. 木块的密度为0.6 kg/m3
C. 木块露出酒精的体积为16cm3 D. 木块浸入水中的体积与浸入酒精中的体积之比为5:4
6、如图所示是小勇研究弹簧测力计的示数F与物体A下表面离水面的距离h的关系实验装置,其中A是底面积为25cm2的实心均匀圆柱形物体,用弹簧测力计提着物体A,使其缓慢浸入水中(水未溢出),得到F与h的关系图像如图中实线所示。(g取10N/kg)
(1)物体A重为3N,将它放在水平桌面上时对桌面的压强为___________Pa;
(2)浸没前,物体A逐渐浸入水的过程中,水对容器底部的压强将__________;
(3)完全浸没时,A受到水的浮力为______N,密度为___________kg/m3;
(4)小勇换用另一种未知液体重复上述实
验并绘制出如图中虚线所示图像,则该液
体密度为___________kg/m3。
7、如图所示,圆顶帽的面积为1cm2,钉尖的面积是0.5mm2,手指对图钉帽的压力是10N,墙面能承受的最大压强为6×106Pa.(g取10N/kg,一标准大气压p0=1.0×105Pa)
(1)在一标准大气压下图钉帽受到大气的压力;
(2)人能否将图钉压入墙面;
(3)如果使图钉刚好能压入墙面,所用的最小压力多大?
8、某次物理活动举行了“造船”比赛,他们用的材料是密度为1.5×103kg/m3的橡皮泥,其中王强同学选了一块竖立在水平桌面上的圆柱体橡皮泥,它的底面积为1.0×10-3m2、高为0.2m,最后造出了最大排水体积为6.0×10-4m3的小船。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)王强同学所选橡皮泥的质量。 (2)橡皮泥对桌面产生的压强。
(3)王强同学造的船在水中最大排水时受到的浮力。
9、如图所示,已知重为10N的长方体木块静止在水面上,浸入在水中的体积占
木块总体积