内容正文:
专题六 浮力压强综合应用——放水、加水问题
第1课时放水、加水问题常见模型分析(1)
(1)在空容器里加水
①加水,F浮<G,水加在两侧。(物体未漂起)
②加水,F浮=G,水加在两侧。(物体恰好离开容器)
③加水,水溢出。
例题1.如图9-7-1甲所示,柱状容器内放入一个体积大小为160cm3的长方体木块且容器足够高,现不断向容器内注入水,并记录木的总体积V和所对应的水的深度h,V和h的对应关系如图9-7-1乙所示则长方体木块的底面积S1为_________ cm2,物体的密度为 _________ kg/m3。
例题2.在一个圆柱形容器内放入一体积为200cm3的圆柱形物体,现不断向容器内注入水,如图9-7-2所示,将水的总体积V和所对应的水的深度h记录在下表中,则下列判断中正确的是( )
A.容器的底面积为12cm2
B.物体的密度为0.3×103kg/m3
C.若注入的不是水而是酒精,物体受到的最大浮力变小
D.若注入液体的密度为水的2倍,柱状物体的密度变为2倍,形状不变,重做上述实验,表中数据不变
1、溢水杯中装满水后,如图9-7-3所示,再放入一块重2N的木块,木块漂浮在水面,溢出的水全部用小烧杯接住,则( )
A.溢水杯底部受到水的压强不变,小烧杯中水的重力大于2N
B.溢水杯底部受到水的压强不变,小烧杯中水的重力小于2N
C.溢水杯底部受到水的压强减小,小烧杯中水的重力等于2N
D.溢水杯对桌面的压强不变,小烧杯中水的重力等于2N
2、如图9-7-4所示,水平桌面上有两个完全相同的溢水杯,杯中装满不同的液体。将两个完全相同的小球分别放入溢水杯中,甲杯溢出0.9N的液体,乙杯溢出0.8N的液体。则( )
A.小球在甲杯中受浮力,在乙杯中不受浮力
B.小球重0.9N,在乙杯中受到的浮力是0.8N
C.甲杯对桌面的压强小于乙杯对桌面的压强
D.液体对甲杯底的压强小于液体对乙杯底的压强
3、边长为10cm的正方体物块(ρ物<ρ冰)放入水平桌面上的圆柱形容器底部,如图9-7-5甲所示。逐渐向容器内倒入适量水(水未溢出),测量容器内水的深度h,分别计算出物块对应受到的浮力F浮,并绘制了如图乙(实线)所示的图象;更换一种液体重复上述实验,绘制了如图2(虚线)所示的图象。下列选项不正确的是( )
A.该物块密度为0.8×103kg/m3
B.未倒水前物块对容器底部的压强为8×102Pa
C.h=6cm时,物块分别在水中和液体中所受浮力之比8:7
D.h=12cm时,物块在水中处于漂浮状态,在液体中处于沉底状态
4.如图9-7-6所示,一圆柱形容器底面积为4×10-2m2,重为10N,把它放在水平桌面上。容器内放置一边长为0.1m,密度为0.6×103kg/m3的立方体木块,求:
(1)桌面受的压强;
(2)向容器内慢慢注水,恰好使木块对容器底的压力为零,此时木块下底面受到的压强多大?容器内水深多少?
5、小明同学将一个圆柱形容器放在水平桌面上(如图9-7-7甲所示)此时容器中竖立放着一个均匀实心圆柱体M。随后王铭慢慢向容器中加水,在加水的过程中,物体M对容器底的压强p与所加水的质量m的关系如图乙所示,在整个过程中没有水溢出,且物体M的底面始终与容器中的水面平行,当物体M刚好漂浮在水面上时,露出水面的高度为10cm(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)物体M漂浮时,所加水的体积;(2)圆柱体M的高度。
6.一个圆柱形容器放在水平桌面上,如图9-7-8甲所示,容器中立放着一个均匀实心圆柱体M。现慢慢向容器中加水,加入的水对容器底的压强p水与所加水的质量m的关系如图9-7-8丙所示。在整个过程中无水溢出,M的底面始终与容器中的水面平行。当加入的水等于3kg时,物体M刚好漂浮且露出水面的高度为4cm,如图9-7-8乙所示。(已知ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)圆柱体M刚好漂浮时容器中水的深度h;
(2)圆柱体M的密度ρ;
(3)圆柱形容器的内底面积S。
7.在研究产生浮力的原因时,老师设计了如图9-7-9所示的实验,薄壁容器A和B右侧面重合,底面间有一高度可以忽略不计的缝隙,容器B底面的中间部分有一个面积S=80cm2方形孔,将密度为0.6g/cm3、边长为10cm的正方体木块放在B容器中,将方孔密合覆盖,然后向容器B中缓慢注入15cm深的水,发现木块静止在容器B底部。求:
(1)求木块的重力;
(2)求木块受到的水的压力;
(3)若在容器A中缓慢注入足够多的水,木块会上浮:求木块刚好上浮时容器A中所加水的深度。
第2课时 放水、加水问题常见模型分析(2)
(2)容器底端用绳子将物体和容器连接
①加水物体刚好离开容器底部,支持力等于0,F浮=G