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解压强与浮力的综合计算的模板
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第3课时 浮力的综合计算
如图所示,将边长为20 cm的正方体放入水中,正方体浸入水中的深度为10 cm,已知水的密度为1×103 kg/m3,g=10 N/kg。求:
(1)水对正方体下表面的压强。
(2)正方体受到的浮力。
(3)正方体的密度。
解:(1)正方体浸入水中的深度h=10 cm=0.1 m,
水对正方体下表面的压强:
p=ρ水gh=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1 000 Pa。
(2)正方体排开水的体积:
V排=Sh=(20 cm)2×10 cm=4 000 cm3=4×10-3 m3,
正方体受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1×103 kg/m3×10 N/kg×4×10-3 m3=40 N。
1.(2023·重庆B卷)小俊用弹簧测力计吊着质量为 1.35 kg 的
圆柱体,从如图位置缓慢浸入装满水、深度合适的溢水杯中,
圆柱体底面积为100 cm2、高为5 cm。则圆柱体下降过程中
(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)( )
A.浸没前弹簧测力计示数逐渐变大
B.浸没前水对容器底部的压强逐渐变小
C.浸入一半时弹簧测力计的示数为11 N
D.刚浸没时圆柱体底部受到水的压力为8.5 N
C
2.(2023·四川南充)(多选)甲、乙、丙三个烧杯
中均装有适量的酒精(ρ酒精=0.8×103 kg/m3),
现有质地均匀,不吸且不溶于酒精的a、b两实心
柱体,质量之比为3∶1,把它们分别放入甲、乙烧杯中,当a、b静止时,
如图甲、乙所示;若将b置于a上面一起放入丙烧杯中,静止时a的上表面
刚好与液面相平,如图丙,下列说法正确的是( )
A.a的密度为0.4×103 kg/m3
B.在图甲中a有四分之一的体积露出液面
C.在图甲中a的下表面液体压强与图丙中a的下表面液体压强之比为3∶5
D.a、b的体积之比为4∶1
BD
3.(2023·广东深圳)如图,亮亮同学将盛水的烧杯放在电子台秤上,台秤的示数如图甲所示;将一个物块投入水中,漂浮时台秤示数为375 g(如图乙),物体上表面始终保持水平,用力将物块压入浸没在水中,此时台秤示数为425 g(如图丙);将物块继续下压,从丙到丁物块下表面受到水的压力增加了0.8 N,整个过程水始终未溢出,请问说法正确的是( )
A.物块的质量为125 g
B.物块的密度为0.5 g/cm3
C.从图丙到图丁,杯底水的压强逐渐增大
D.从图丙到图丁,物块上表面受到水的压力增加了0.8 N
4.(2023·四川宜宾)如图甲,用轻质细线将一不吸水的木块悬挂在弹簧
测力计下,静止时测力计读数为3 N;如图乙,将该木块静置于平放的盛
水容器中,木块有 的体积露出水面;如图丙,用竖直向下的力F压该木
块时,木块刚好全部浸入水中且静止。已知水的密度为1.0×103 kg/m3,
g取10 N/kg,求:
(1)图乙中木块所受的浮力大小;
(2)木块的体积;
(3)木块的密度;
(4)图丙中F的大小。
(4)木块浸没时受到的浮力:
F浮′=ρ水gV=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×5×10-4 m3=5 N,
图丙中,木块静止,处于平衡状态,受到平衡力的作用,对木块进行受力
分析,木块受到竖直向下的重力G、竖直向下的压力F和竖直向上的浮力
F浮′,则F浮′=G+F,得F=F浮′-G=5 N-3 N=2 N。
5.(2023·枣庄)用弹簧测力计挂着一个长方体金属块,沿竖直方向缓慢浸入盛有适量水的圆柱形平底薄壁容器中,直至浸没(水未溢出),如图甲所示。通过实验得出金属块下表面浸入水中的深度h与其排开水的体积V排的关系,如图乙所示。已知金属块的质量为0.4 kg,容器的底面积与金属块的底面积之比为5∶1,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)金属块所受的重力;
(2)金属块的下表面浸入水中的深度为2 cm时,弹簧测力计的示数;
(3)金属块刚浸没时,金属块底部受到水的压强;
(4)金属块浸没后与金属块浸入之前比较,水对容器底部的压强增加了多少。
解:(1)金属块所受的重力:G=mg=0.4 kg×10 N/kg=4 N。
(2)由图乙可知,当h=2 cm时,金属块排开水的体积V排=20×10-6 m3,
此时金属块受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×20×10-6 m3=0.2 N,
弹簧测力计的示数:F拉=G-F浮=4 N-0.2 N=3.8 N。
(3)由图乙可知,当h′=5 cm时,金属块刚好浸没,即金属块的高度为
5 cm,此时金属块底部受到水的压强:
p=ρ水gh′=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×5×10