内容正文:
第一编 教材知识梳理
微专题(二) 密度、压强、浮力综合
1
A
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3
答案:D
4
=
13.6
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解:(1)由图甲可知,木块受到的重力G=3 N;图乙中木块为漂浮状态,所以木块受到的浮力F浮=G=3 N。
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类型1 密度、压强、浮力综合分析
1.(2023·湖南郴州)如图所示,水平桌面上甲、乙两相同的容器装有体积相等的不同液体。将同种材料制成的实心物体A、B分别放入甲、乙两容器中,静止时两容器中的液面保持相平,则( )
A.物体A受到的浮力大于物体B受到的浮力
B.甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度
C.甲、乙两容器的底部受到液体的压强相等
D.甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
2.(2023·广东深圳)如图所示,某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(如图乙所示),物体上表面始终保持水平,用力将物块压入全部浸没在水中,此时台秤示数为425 g(如图丙所示);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( )
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甲 乙 丙 丁
A.木块的质量为125 g
B.木块的密度为0.5 g/cm3
C.从图丙到图丁,容器底水的压强逐渐增大
D.从图丙到图丁,物体上表面受到水的压力增加了0.8 N
3. (2023·云南)科技制作活动中,小明将金属夹夹在吸管一端使其密闭,制成简易密度计,如图所示。为了给密度计标刻度,他将密度计分别放入水和煤油中,密度计均竖直漂浮,吸管露出液面的长度为d。密度计在水中时d为12 cm,浮力大小为F1;在煤油中时d为10 cm,浮力大小为F2,则F1______F2(选填“>”“<”或“=”)。若将密度计放入密度为1.25 g/cm3
的液体中,则d为_____cm。(ρ水=1.0 g/cm3、ρ煤油=0.8 g/cm3)
【解析】小明将该密度计放入水中,密度计静止时d为12 cm,由F1=G,可得,ρ水gV排=G,即[(h-0.12m)S]×1.0×103 kg/m3×10 N/kg=G①,小明将该密度计放入煤油中,密度计静止时d为10 cm,ρ煤油=0.8 g/cm3=0.8×103 kg/m3,由F2=G,可得:ρ煤油gV排煤油=G,即[(h-0.1 m)S]×0.8×103 kg/m3×10 N/kg=G②由①②可得,h=0.2 m;设该密度计上对应密度值为1.25 g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离为d,则[(h-d)S]×1.25×103 kg/m3×10 N/kg=G③将h=0.2 m分别代入①和③,并将①③联立,解得d=0.136 m=13.6 cm。
类型2 密度、压强、浮力综合计算
4.(2022·甘肃兰州)一个质量为1 kg且质地均匀的长方体物块,底面是边长为10 cm的正方形。 g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3。
(1)物块漂浮在水面上时,浸在水中的体积占物块总体积的eq \f(4,5),此时物块受到的浮力大小是多少?
解:(1)物块漂浮在水面上时,受到的浮力等于物块的重力,即
F浮=G=mg=1 kg×10 N/kg=10 N。
(2)用手缓慢下压物块,如图所示,当物块下表面所处的深度为0.09 m时,物块下表面受到水的压强是多大?
(2)当物块下表面所处的深度为0.09 m时,物块下表面受到水的压强为
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.09 m=900 Pa。
(3)继续用手缓慢下压物块,当物块上表面与液面刚好相平时,需要施加压力是多大?
(3)物块漂浮在水面上时,排开水的体积为
V排=eq \f(F浮,ρ水g)=eq \f(10 N,1.0×103 kg/m3×10 N/kg)=10-3 m3,
则物块的体积为V=eq \f(5,4)V排=eq \f(5,4)×10-3 m3=1.25×10-3 m3,当物块上表面与液面刚好相平时,受到的浮力为
F浮′=ρ水gV排′=ρ水gV=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1.25×10-3 m3=12.5 N,
当物块上表面与液面刚好相平时需要施加的压力为
F=F浮′-G=12.5 N-10 N=2.5 N。
5.(2023·四川宜宾)如图甲所示,用轻质细线将一不吸水的木块悬挂在弹簧测力计下,静止时测力计的读数为3 N;如图乙所示,将该木块静置于平放的盛水容器中,木块有 eq \f(2,5)的体积露出水面;如图丙