2025年中考物理一轮复习备考考点突破:浮力实验题、计算题
2024-12-17
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内容正文:
2025年中考物理一轮复习备考考点突破:
浮力实验题、计算题
一、实验题
1.如图所示是用U形管压强计研究液体内部压强规律的示意图,图中探究的是液体内部压强与 的关系。图是“验证阿基米德原理”的实验情景示意图。实验所用液体密度为,根据图中给出的各个读数,物体所受浮力的表达式为F浮= ;物体排开的液体所受的重力的表达式为G排= 。
2.小蒋在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,提出如下猜想:
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关
猜想2:浮力的大小可能与物体的密度有关
猜想3:浮力的大小可能与物体的形状有关
猜想4:浮力的大小可能与排开液体的体积有关
(1)如图1所示,用手把饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力。这个事实可以支持猜想 (选填序号);
为了研究猜想1和猜想2,小蒋利用体积相同的铁块A,铝块B及图2示器材,做了如图2所示的实验。
(2)实验中,测定物块A完全浸入盐水中时受到浮力大小为 N;
(3)在探究浮力大小是否与物体密度有关的实验中,控制不变的物理量有物体排开液体的体积和 ;
(4)根据实验①至⑤中弹簧测力计的示数,将同一铁块浸没在不同密度的液体中受到的浮力 (选填“相同”或“不相同”),将相同体积的铁块和铝块浸没在密度相同的液体中受到的浮力 (选填“相同”或“不相同”);
(5)为了研究猜想3,小蒋用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图3所示的实验,由此小蒋得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关,这结论是 (选填“可靠”或“不可靠”)的,主要原因是 。
3.小明设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
(1)弹簧测力计使用前要先进行 ;
(2)如图所示的甲、乙、丙、丁四个实验步骤,最科学合理的实验顺序是 (填字母序号);
A.甲、乙、丙、丁 B.乙、甲、丁、丙 C.甲、丁、丙、乙
(3)以下情况会影响实验结论的是 (填字母序号);
A.图甲中水面未到达溢水杯的溢水口 B.图丁中物体未全部浸没在水中
(4)图丁步骤中,物体逐渐浸入水的过程中(未接触溢水杯),水对杯底的压强 (选填“逐渐变大”、“一直不变”或“逐渐变小”);
(5)利用下列实验步骤能计算出物体密度的是 (填字母序号);(已知)
A.甲和丁 B.甲和乙 C.丙和丁
(6)通过实验可得到的结论是:浸在液体中的物体,受到的浮力大小等于它 ;
(7)小明又进行了如下深入探究,如图所示,将溢水杯中注满水放在电子秤上其示数为,将铁球用细线悬挂轻轻放入水中浸没,待杯中水停止外溢时,其示数为,则 。(选填“>”、“=”或“<”)
4.小丽在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验时,操作如下:
(1)如图甲所示小丽把一个饮料罐慢慢按入水中,感觉用力越来越大,由此猜想“浮力的大小可能与排开水的体积有关”,于是她设计如图乙所示实验步骤,根据 两图可以验证猜想是否正确。
(2)通过观察b、e两图,得出了“浮力的大小与液体密度有关”的结论,你认为这样得出结论是否合理: (选填“是”或“否”),请你说出理由 。
(3)通过观察c、d图的实验数据,可知浮力与物体浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”)。
(4)用图示实验数据测得物体A的密度是 。
(5)实验过程中,小丽联想到压强知识,提出了下面的问题,请你帮助解答:若b、d两图中A下表面受到水的压强分别是p1、p2,则 (填“>”“<”或“=”);
同组的小红利用实验桌上的薄铁片、烧杯和水进行了如下的实验,实验步骤如下:
步骤一:将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底;
步骤二:将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上。
通过分析可知,步骤一中铁片受到的浮力 步骤二中铁片受到的浮力(选“大于”,“等于”或“小于”)。
5.小明同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图所示的实验,请你根据小明的实验探究回答下列问题。
(1)利用a、c、e三图,可探究浮力大小与 的关系;
(2)小明对a、b、c和d四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关,对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积增大而 ,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与浸没的深度 ;
(3)由实验中的有关实验数据,可以算出盐水的密度为 kg/m3;
(4)为了研究浮力大小是否与物体形状有关,小丽同学用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图f、g的实验,由此得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关,小珍认为该结论错误,其原因是 。
6.如图所示是物理兴趣小组探究“浸在液体中的物体受到浮力的大小与哪些因素有关”的实验操作步骤:
(1)分析甲、乙可知:浸在液体中的物体会受到 的作用;
(2)有的成员认为乙、丙两图中浮力不同,是因为排开液体的体积不同;有的成员认为乙、丙两图中浮力不同,是因为物体所在的深度不同。造成分歧的原因是他们没有采用 法;
(3)为了确认导致乙、丙两图中浮力不同的真正因素,应再选择 两图进行分析,综合甲、乙、丙、丁可得:浸在同种液体中的物体,越大,受到的浮力越大;浮力大小与 无关;
(4)分析丁、戊可知:浸在液体中的物体会受到浮力的大小与 有关;
(5)利用实验数据,进一步计算可知盐水的密度ρ= kg/m³。
7.小冉在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用到如下器材:分度值为0.1N的弹簧测力计,底面积为5cm2、高度为6cm的实心圆柱体铜块,相同的大烧杯若干,水,密度未知的某种液体,细线等。
(1)小冉进行了如图所示的实验:A步骤所示弹簧测力计的示数为 N;用弹簧测力计挂着铜块缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中:
实验步骤
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
2.6
2.5
2.4
2.4
2.1
(2)在实验步骤B中铜块所受浮力F浮= N;
(3)小冉用表格中的数据算出了某种液体的密度是 kg/m3,还算出了步骤B中铜块下表面受到水的压强是 Pa;
(4)小冉在步骤B的基础上继续探究:保持铜块下表面所处的位置不变,把弹簧测力计的拉环固定在铁架台上,缓慢向烧杯内加水,发现弹簧测力计的示数逐渐 (选填“增大”或“减小”);当所加水使铜块刚好浸没时(水未溢出),烧杯底部受到水的压强增加了 Pa。(已知在一定范围内,弹簧受到的拉力每减少0.1N,弹簧的长度就缩短0.2cm)
8.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小云提出如下猜想:
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关;
猜想2:浮力的大小可能与物体的重力有关;
猜想3:浮力的大小可能与排开液体的体积有关。
(1)如图甲所示,用手把饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,这个事实可以支持以上猜想 (选填序号);
(2)为了探究猜想1和猜想2,运用了体积相同的 A、B、C三个圆柱体,测得重力分别为4N、4.5N和5N;
①在序号a的实验中物体所受的浮力为 N;
②比较序号a、b、c三次实验可知,A、B、C三个圆柱体所受的浮力大小都 ,则验证了猜想2是 (选填“正确”或“错误”)的;
③比较序号 三次实验可知,在物体排开液体体积相同时,液体的密度越 ;
(3)小云又想用爸爸新买的精度很高的手提式电子秤(既可以测量力,也可以测量质量),对石块的密度进行了测量,步骤如下:
①先将小石块用细线系好,悬挂在电子秤的下端,如图丙所示,读出并记为F1;
②在小桶里倒入适量的水,悬挂在电子秤的下端,如图丁所示,读出并记为F2;
③用手将用细线系着的小石块缓慢地浸没在水中,如图戊所示,待电子秤示数稳定后为F3;完成以上测量后,根据所得实验数据,请你写出石块密度的表达式:ρ石= 。(用字母F1、F2、F3、ρ水表示)
二、计算题
9.如图为我国研制的深海勇士“奋斗者号”载人潜水器,在马里亚纳海沟成功完成10909米坐底,创造了中国载人深潜的新纪录。该潜水器的质量约为12t,在海水中下潜时排开海水的体积为。(,海水密度取)求:潜水器在海水中下潜时
(1)排开海水的质量;
(2)受到的浮力;
(3)在10000m深处受到海水的压强。
10.春天来了,小莉用底面积为 的水桶给刚刚栽上的树苗浇水,如图所示。当桶中装满重为100N的水时,水桶、水和漂浮在水面上的水勺的总重达到了120N,此时水面距桶底高度h=0.3m。(g取10N/kg,)求:
(1)桶装满水时,水对桶底的压力;
(2)若水勺的质量为0.5kg,求水勺受到的浮力大小。
11.如图所示, 在一个底面积150cm2足够深的薄壁柱形容器内装有一定量的水, 放在一个足够大的桌面中央。将一个高10cm, 底面积50cm2的圆柱形实心塑料块A 挂于弹簧秤上, 弹簧秤上端固定。当A底面刚好接触水面时, 弹簧秤(0刻度线与1N刻度线之间的间隔1cm) 示数为4N。向容器里缓慢倒水, 求:
(1)该实心塑料块A的密度;
(2)往容器加水至弹簧秤示数为3N时, 求塑料块A 底部所受水的压强为多少?
(3)当加水至弹簧秤示数变为0时, 求出加水前后容器对桌面的压强变化量。
12.如图,小邢将底面积为的圆柱形容器放在水平面上,用细线把体积为的长方体冰块拴在容器底部,往容器中加水至水深为30cm(容器足够高,不计细线质量,,,g=10N/kg)。求:
(1)冰块的质量m冰;
(2)冰块未熔化时,细线对冰块的拉力大小F拉;
(3)当冰块完全熔化变成水后,水对容器底的压强大小的变化量Δp。
13.如图所示,水平地面上有一底面积为1.50×10-2m2的圆柱形容器,容器中水深40cm,一个边长为10cm的正方体物块通过一根细线与容器底部相连,细线受到的拉力为4N。(g= 10N/kg)求:
(1)此时容器底受到水的压强和压力;
(2)此时物块受到的浮力和物块的质量;
(3)细线剪断后,物块静止时浸入水中的体积。
14.如图所示,一底面积为5×10-3m2的圆柱体静止在水平地面上。用弹簧测力计挂着圆柱体从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,烧杯中原来水的深度为20cm,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止。如图是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图像。求:
(1)此圆柱体对水平地面的压强是多少Pa?
(2)此圆柱体的质量是多少kg?
(3)圆柱体未浸入水中时,烧杯底部受到水的压强是多少?
(4)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是多少?
15.如图甲所示,水平面上有一圆柱形薄壁容器,现将一个质量分布均匀、体积为5×10-5m3 的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,物块浸入水中的体积为4×10-5m3。(g取10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)求物块受到的浮力大小;
(2)求物块的密度;
(3)若要将物块全部浸没水中(图乙),求至少需要施加多大的压力。
16.底面积为100cm2平底圆柱形容器内装有适量的水,放置于水平桌面上。现将体积为400cm3、重为2.4N的木块A轻放入容器内的水中,静止后水面的高度为20cm,如图甲所示:若将一重为3.6N的物体B用细绳系于A的下方,使A恰好浸没在水中静止,如图乙所示(水未溢出),不计绳重及其体积,求:
(1)图甲中木块A静止时浸入水中的体积;
(2)物体B的密度;
(3)图乙中水对容器底部的压强。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1. 液体深度 F1-F2
【详解】[1]图示中,探头置于水中的不同深度,探究液体内部压强与深度的关系。
[2]图示中,物体的重力为F1。物体浸没在液体中后,测力计的示数为F2。据称重法知,物体所受的浮力
[3]量筒中水的体积为V1,物体浸没后,水及物体的总体积为V2,则物体的体积,即物体排开液体的体积V=V2-V1。则物体排开液体的重力
2. 4 0.8 液体的密度 不相同 相同 不可靠 没有控制排开液体的体积相同
【详解】(1)[1]如图所示,用手把饮料罐按入水中,饮料罐排开水的体积增大大,而手会感到越吃力,则说明饮料罐受到的浮力增大,故这个事实可以支持猜想4。
(2)[2]物块A完全浸入盐水中所受的浮力为
F浮=G-F=4N-3.2N=0.8N
(3)[3]根据控制变量法的要求,探究浮力的大小与物体密度有关,应控制液体的密度和排开液体的体积相同,改变物体密度,看浮力大小是否变化。
(4)[4]将同一铁块浸没在不同密度的液体中,液体密度不同,排开液体体积相同,根据F浮=ρ液gV排可知,铁块所受浮力不同。
[5]将相同体积的铁块和铝块浸没在密度相同的液体中,液体密度相同,排开液体体积相同,根据F浮=ρ液gV排可知,铁块和铝块所受浮力相同。
(5)[6][7]探究浮力的大小与物体的形状有关,应控制液体的密度和排开液体的体积相同,改变物体的形状,实验中没有控制排开液体的体积相同,得到的结论不可靠。
3. 调零 B A 一直不变 A 排开液体所受的重力 =
【详解】(1)[1]弹簧测力计使用前要看指针是否在零刻度线,若不在,要进行调零。
(2)[2]最合理的顺序为:先测出空桶的重力,再测出物体所受的重力,之后将物体浸在装满水的溢水杯中,测出测力计示数,最后测出桶和排开水所受到的重力,即合理的顺序为乙、甲、丁、丙。
故选B。
(3)[3]A.图甲中水面未到达溢水杯的溢水口,物体放入溢水杯时,水不会立即排到空桶中,直到水到达溢水杯的溢水口,水才会从溢水口流至空桶内,因此会造成排开水的重力减小,影响实验结论,故A符合题意;
B.图丁中物体未全部浸没在水中,会使排开水体积减小,因此排开水的重力减小,但测得的浮力也减小,仍然能得出浮力等于排开的液体受到的重力,对实验没有影响,故B不符合题意。
故选A。
(4)[4]物体逐渐浸入水的过程中,水同时从溢水杯口流出,故溢水杯中水的深度不变,由可知,水对杯底的压强一直不变。
(5)[5]由步骤甲可知物体的重力,由图丁可知,物体受到的浮力
由
可得到排开水的体积,而物块的体积等于排开水的体积,即,故物体的密度
故由甲和丁可得到物体的密度。
故选A。
(6)[6]由步骤甲可知物体的重力,由图丁可知,物体受到的浮力
由图丙和图乙可知,物体排开水受到的重力为
即。因此可以得出结论:浸在液体中的物体,受到的浮力等于它排开的液体所受到的重力。
(7)[7]铁球浸没在水中,受到的浮力等于排开水的重力,即,物体间里的作用是相互的额,故铁球也会给水一个压力,即。铁球浸没在水中,排出水的重力为,故电子秤的压力增加了,又减少了,因,故电子秤受到的压力不变,因此。
4. bc 否 见解析 无关 4×103 < <
【详解】(1)[1]要验证浮力大小和物体排开液体体积的关系,就要保证液体的密度一定而物体排开液体的体积不同,故图bc或bd符合题意。
(2)[2][3]观察b、e两图可知,物体排开液体的体积不同,液体的密度也不同,不能得出物体受到的浮力大小与液体的密度有关,故结论是不合理的,因为研究浮力大小与液体的密度的关系,要保证排开液体的体积相等。
(3)[4]通过观察c、d图的实验数据,深度不同,液体的密度相同,弹簧测力计的示数相同,由称重法可知浮力相同,可知浮力与物体浸没在液体中的深度无关。
(4)[5]由图a与c可知,A在水中受到的浮力
F浮=G-F=4N-3N=1N
物体A的体积
=1×10-4m3
A的密度
=4×103kg/m3
(5)[6]由图可知,物体A下表面在b图中所处的深度小于在d图中的深度,由p=ρgh可知
p1<p2
[7]由物体的浮沉条件可知,铁片下沉时
F浮1<G
铁片漂浮时
F浮2=G
F浮1<F浮2
5. 液体密度 增大 无关 1.2×103 没有控制排开液体的体积相同
【详解】(1)[1]a、c、e三次实验步骤中,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,可以探究浮力大小与液体密度的关系。
(2)[2][3]小明对a、b、c和d四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关,对此正确的解释是:在物体没有完全浸没在水中之前,物体逐渐浸入水中的过程中,其排开水的体积变大,测力计的示数变小,物体受到的浮力变大,由此可知浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大;当物体完全浸没在水中后,排开水的体积相同,测力计的示数不变,物体受到的浮力不变,故而浮力的大小与深度无关。
(3)[4]物体A浸没在水中受到的浮力为
F水=G-Fd=4N-3N=1N
物体A浸没在盐水中受到的浮力为
F盐水=G-Fe=4N-2.8N=1.2N
而d、e中物体浸没,故排开液体的体积相同,故有
故盐水的密度为
(4)[5]探究浮力的大小与物体的形状有关,应控制液体的密度和排开液体的体积相同,改变物体的形状,故小珍认为这个结论不可靠,理由是:没有控制排开液体的体积相同。
6. 浮力 控制变量 丙、丁 物体所在的深度 液体的密度
【详解】(1)[1] 分析甲、乙可知,物体浸在液体中后测力计示数变小,说明物体受到了向上的浮力。
(2)[2] 乙、丙两图中物体排开液体的体积和所处的深度均不同,没有控制变量,所以无法比较得出浮力不同的原因。
(3)[3][4] 为了确认导致乙、丙两图中浮力不同的真正因素,应再选择丙、丁两图进行分析,丙、丁两图中,物体排开液体的体积相同,所处的深度不同,测力计的示数相同,说明浮力和物体所在的深度无关。
(4)[5] 分析丁、戊两图,物体排开液体的体积和所处的深度均相同,液体的密度不同,测力计示数不同,说明浸在液体中的物体会受到浮力的大小与液体的密度有关。
(5)[6] 根据甲丁可知物体浸没在水中受到的浮力为
则物体排开液体的体积为
根据甲、戊两图可知物体浸没在盐水中受到的浮力为
物体排开液体的体积不变,则盐水的密度为
7. 2.7 0.1 200 减小 40
【详解】(1)[1]小冉进行了如图所示的实验:A步骤所示弹簧测力计分度值为0.1N,则其示数为2.7N。
(2)[2]由称重法可知,在实验步骤B中铜块所受浮力为
(3)[3][4]根据称重法,由步骤EF可知铜块浸没在水、液体中所受浮力为别为
由阿基米德原理可知
联立可得某种液体的密度为
在步骤B中只有铜块下表面受到水的压力,则此时的压强为
(4)[5]小冉在步骤B的基础上继续探究:保持铜块下表面所处的位置不变,把弹簧测力计的拉环固定在铁架台上,缓慢向烧杯内加水,根据阿基米德原理,由于物块排开水的体积逐渐变大,所受浮力变大,则弹簧测力计的示数逐渐减小。
[6]当所加水使铜块刚好浸没时(水未溢出),弹簧拉力变化了
因为弹簧受到的拉力每减少0.1N,弹簧的长度就缩短0.2cm,则水面上升高度变化量为0.4cm,则烧杯底部受到水的压强增加量为
8. 3 1 相等 错误 a、d、e 大
【详解】(1)[1]如图用手把饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,排开液体的体积变大,手会感到越吃力,是因为浮力变大,可以支持以上猜想3。
(2)[2] ①在序号a的实验中物体所受的浮力为
[3][4]②根据计算出a、b、c三图中物体受到的浮力都为1N,A、B、C三个圆柱体所受的浮力大小都相等,验证了猜想2是错误的。
[5]③探究浮力大小与液体密度的关系时,必须控制物体排开液体的体积相同,故选a、d、e。
[6]由称重法可知,e中受到的浮力最大,分析可知:排开液体的体积相同时,液体密度越大,物体所受的浮力越大。
(3)[7]小石块在水中受到浮力,根据力的作用是相互的,使得电子秤示数增大,石块受到的浮力为
根据阿基米德原理可得,浸没在水中的小石块的体积为
由图丙可知,小石块的重力G=F1,则小石块的质量为
小石块的密度为
9.(1)3.0×103kg;(2)3.0×104N;(3)1.0×108Pa
【详解】解:(1)潜水器在海水中下潜时排开海水的质量为
(2)潜水器在海水中下潜时所受浮力为
(3)潜水器在万米深处受到的液体压强为
答:(1)排开海水的质量为3.0×103kg;
(2)受到的浮力为3.0×104N;
(3)在10000m深处受到海水的压强为1.0×108Pa。
10.(1)90N;(2)5N
【详解】解:(1)桶装满水时,水对桶底的压强
桶装满水时,水对桶底的压力
(2)水勺漂浮在水面上,水勺受到的浮力大小等于水勺的重力,若水勺的质量为0.5kg,水勺的浮力
答:(1)桶装满水时,水对桶底的压力为90N;
(2)若水勺的质量为0.5kg,水勺受到的浮力大小为5N。
11.(1)kg/m3
(2)200 Pa
(3)1200 Pa
【详解】(1)圆柱形实心塑料块的体积为
该实心塑料块A的密度为
(2)往容器加水至弹簧秤示数为3N时,塑料块A 受到的浮力为
塑料块A 排开液体的体积为
塑料块A浸入水中的深度为
塑料块A 底部所受水的压强为
(3)当加水至弹簧秤示数变为0时,此时塑料块A 受到的浮力为4N,则排开液体的体积为
塑料块A浸入水中的深度为
由于弹簧秤的示数由4N变为0N,弹簧秤上升的距离为4cm,则加入水的体积为
增加的水的重力为
加水前后容器对桌面的压力变化量为
加水前后容器对桌面的压强变化量为
12.(1)0.45kg;(2)0.5N;(3)100Pa
【详解】解:(1)长方体冰块的体积V=5×10m,冰的密度ρ冰=0.9×10kg/m,所以冰块的质量为
m冰=ρ冰V=0.9×10kg/m×5×10m=0.45kg
(2)冰块浸没在水中,排开水的体积为
V排=V=5×10m
冰块浸没时受到的浮力为
F浮=ρ水gV排=1.0×10kg/m×10N/kg×5×10m=5N
冰块的重力为
G=m冰g=0.45kg×10N/kg=4.5N
冰块在浮力、重力和绳子拉力的作用下平衡,所以绳子的拉力为
F拉=F浮-G=5N-4.5N=0.5N
(3)由于冰的密度小于水的密度,所以冰熔化为水的过程中,质量不变,体积变小,体积的减小量为
水面降低的高度为
当冰块完全熔化变成水后,水对容器底的压强大小的变化量为
答:(1)冰块的质量为0.45kg;
(2)冰块未熔化时,细线对冰块的拉力大小0.5N;
(3)当冰块完全熔化变成水后,水对容器底的压强大小的变化量为100Pa。
13.(1)4000Pa,60N;(2)10N,0.6kg;(3)6×10-4m3
【分析】(1)根据液体内部压强的计算公式求出压强,再根据求出压力。
(2)求出木块的体积就可以知道它浸没时排开水的体积,那么知道了V排和水的密度,根据阿基米德原理公式算出木块浸没在水中时受到的浮力,并可根据计算出重力的大小;根据密度公式求出物块的质量。
(3)由题意可知,剪断细线后,木块时漂浮在水面上的,则F浮=G,知道了木块受到的浮力大小,就可以根据阿基米德原理公式的变形式算出此时木块在水中的V排。
【详解】(1)水深40cm,压强为
根据可得,容器底受到水的压力
(2)物块受到的浮力
物块的重力
物块的质量
(3)物块静止时,漂浮,浮力等于重力,则有
浸入水中的体积即此时排开水的体积
答:(1)此时容器底受到水的压强为4000Pa,压力为60N;(2)此时物块受到的浮力为10N,物块的质量为0.6kg;(3)细线的断后,物块静止时浸入水中的体积为6×10−4m3。
【点睛】重点是浮力公式的应用,难点是绳子拉着在水中静止时的受力分析:。
14.(1)2.4×103Pa;(2)1.2kg;(2)2000Pa;(3)4N
【详解】解:(1)由左图可知,弹簧测力计的分度值为1N,由指针位置可知,弹簧测力计的示数为12N,根据二力平衡条件可知,圆柱体的重力
G=F=12N
圆柱体静止在水平地面上时对地面的压力
F′=G=12N
圆柱体对水平地面的压强
(2)圆柱体的质量
(3)圆柱体未浸入水中时,烧杯底部受到水的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10-2m=2000Pa
(4)由右图可知,AB段弹簧测力计示数不变而且最大,此时对应的纵坐标的值即为圆柱体的重力12N,由此可知,纵坐标上每小格的值为1N,CD段是圆柱体完全浸没后弹簧测力计的示数,由图可知,此时纵坐标上有8小格,即弹簧测力计示数F示=8N,根据称重法可知,圆柱体浸没在水中时,受到的浮力
F浮=G﹣F示=12N﹣8N=4N
答:(1)此圆柱体对水平地面的压强是2.4×103Pa;
(2)此圆柱体的质量是1.2kg;
(2)圆柱体未浸入水中时,烧杯底部受到水的压强是2000Pa;
(3)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是4N。
15.(1)0.4N;(2);(3)0.1N
【详解】解:(1)由阿基米德原理得,物块受到的浮力
F浮=ρ水g V排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10-5m3=0.4N
(2)由题意知物块漂浮,物块的重力
G物=F浮=0.4N
由G=mg得,物块的质量
物块的密度
(3)物块全部浸没水中时,物块所受浮力
F浮ʹ=ρ水g V排ʹ=ρ水g V物=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-5m3=0.5N
对物块受力分析可知,至少需要施加的压力
F压= F浮ʹ-G =0.5N-0.4N=0.1N
答:(1)物块受到的浮力大小为0.4N;
(2)物块的密度为;
(3)若要将物块全部浸没水中,至少需要施加0.1N的压力。
16.(1)2.4×10-4m3;(2)1.8×103kg/m3;(3)2360Pa
【详解】解:(1)因为图甲A漂浮在水中,所以浮力为
F浮=GA=2.4N
图甲中木块A静止时浸入水中的体积
(2)图乙中AB共同悬浮,浮力为
F浮总=GA+GB=2.4N+3.6N=6N
排开水体积
B体积为
B的密度为
(3)图乙中与甲相比增加的排开液体体积为
液面高度变化了
则水的深度为
图乙中水对容器底部的压强
答:(1)图甲中木块A静止时浸入水中的体积2.4×10-4m3;
(2)物体B的密度1.8×103kg/m3;
(3)图乙中水对容器底部的压强2360Pa。
答案第1页,共2页
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