10.2 阿基米德原理【三大题型】-2024-2025学年八年级物理下册同步高频考点精讲与热点题型精练(人教版2024)
2025-04-11
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第2节 阿基米德原理 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | 阿基米德原理 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.06 MB |
| 发布时间 | 2025-04-11 |
| 更新时间 | 2025-04-11 |
| 作者 | 名师汇教育 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-04-11 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51559354.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
10.2 阿基米德原理【三大题型】
【题型一 探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系】
1.(2024•济南期末)小华同学为探究浮力的大小做了如图所示的实验,四个实验步骤中弹簧测力计的示数分别F1、F2、F3、F4,它们之间的关系是( )
A.F1﹣F3=F4﹣F2 B.F2﹣F3=F4﹣F1
C.F1﹣F4=F2﹣F3 D.F1=F2=F3=F4
2.(2024•成都期末)如图是验证“阿基米德原理”的实验,弹簧测力计在甲、乙、丙、丁四个步骤中的读数分别为F1、F2、F3、F4,下列说法正确的是( )
A.为了减小实验误差,最合理的实验顺序为甲乙丙丁
B.若图甲中溢水杯中的水未到达溢水口不会影响探究结果
C.物体只有完全浸没才能验证阿基米德原理
D.当F1﹣F2=F3﹣F4时,可验证阿基米德原理
3.(2024•南京期末)为了探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”,某同学进行了如图所示的实验。由图可知,物块受到浮力为 N;若小桶的重为0.5N,则丙图中弹簧测力计的示数应为 N。
4.(2024•昆明期中)如图所示,小红想要验证阿基米德原理,她将装满水且足够高的平底溢水杯放在水平升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度,然后将一重为5N、高为8cm、底面积为50cm2的实心物块用轻质细线悬挂于弹簧测力计A的正下方,调节升降台使物块下底面刚好与水面相平,随后她将一个空烧杯用轻质细线悬挂于弹簧测力计B的正下方。请你帮忙完成实验,接下来应该 ,当出现 现象时,从而能证明了F浮=G排,验证阿基米德原理。
5.(2024•肇庆期末)小铭利用铜块、水、溢水杯、小烧杯、弹簧测力计等器材,按照如图所示的步骤验证阿基米德原理。(ρ铜=8.9×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)图乙的弹簧测力计示数为 N;
(2)由 两图可测出铜块受到的浮力,由 两图可测出铜块排开水的重力,由此验证阿基米德原理 ;(用公式表达)
(3)以下情况不会影响结论的是 ;
A.图甲步骤移到图丁步骤后操作 B.图乙步骤中水面未到达溢水杯的溢水口
C.图丙步骤的铜块碰到溢水杯底部 D.图丙步骤中物体未全部浸没在水中
(4)小铭在实验过程中拿起铜块时,怀疑铜块可能是空心的。于是他利用本次实验数据计算出该铜块的密度为
kg/m3,据此密度数据可判断该铜块是 (选填“空心”或“实心”)的。
6.(2024•淄博模拟)“探物”小组利用弹簧测力计、金属块、溢水杯等器材,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)操作过程如图所示,为了使操作更加简便且能减小误差,更加合理的顺序是 (选填“甲、乙、丙、丁”)。
(2)若F1、F2、F3、F4之间满足 的关系,则可以得出金属块所受浮力的大小等于它排开液体所受重力的结论。(用图中物理量符号表示)
(3)小明认为实验过程中,只将金属块的一部分浸在水中是得不出实验结论的。结合所学,你认为他的说法
(选填“正确”或“不正确”);若实验过程中,溢水杯中的水没有装满,则F浮 G排
(选填“>”、“<”或“=”)。
(4)金属块从水面缓慢浸入水中时,根据实验数据描绘出的弹簧测力计示数F随金属块浸入深度h变化的关系图象如图戊所示。分析图象可得:h=4cm时,金属块受到的浮力为 N;金属块浸没后,水对金属块底部的压强是 Pa;金属块的密度是 kg/m3。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
7.(2024•武汉期末)某物理兴趣小组利用如图所示的弹簧测力计、水、盐水、圆柱形物体(不吸水)、溢水杯、塑料小桶、细线、纸巾等实验器材来“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
(1)小明先用水进行实验,根据图中的实验数据,弹簧测力计测出图乙中物体受到水的浮力是 N。
(2)小明将圆柱形物体换成密度比水小的木块(不吸水)继续实验探究,则至少还需使用 次弹簧测力计才能完成实验。
(3)实验结果表明,浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小 (选填“大于”“小于”或“等于”)它排开的液体所受的重力,这就是著名的 原理。
(4)小红仅将图中的水换成盐水重复上面的实验,若图乙中弹簧测力计的示数变为0.8N,则图丙中弹簧测力计的示数变为 N。
(5)如果图甲中的溢水杯装满水时,溢水杯对水平桌面的压强为p1,图乙中的溢水口不再有水溢出时,溢水杯对水平桌面的压强为p2,则p1 p2。(选填“>”“<”或“=”)
8.(2024•西安模拟)小华利用如图装置探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1)小华的实验步骤如图1所示,甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4。由图甲和
可知物体受到的浮力;若F1﹣F3= ,则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力相等的关系;
(2)实验完成后,小华利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验装置进行了改进,如图2所示。向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到A的示数逐渐 ,(选填“增大”“减小”或“不变”)B的示数逐渐增大,且A、B示数的变化量 (选填“相等”或“不相等”)。
(3)上述实验完成后,小华还探究了“物体受到浮力的大小与其形状是否有关”,他用橡皮泥代替实心圆柱体物块,操作步骤如下:
A.将橡皮泥做成“碗”状并放入盛水的烧杯中,使其漂浮在水面上,杯中水深h1;
B.把橡皮泥从水中取出捏成团状,再放入烧杯中,其下沉至杯底,杯中水深h2;
①由此小华认为:物体受到的浮力与其形状有关,其结论错误的原因是 ;
②橡皮泥第一次受到的浮力 (选填“<”“=”或“>”)第二次受到的浮力。
【题型二 阿基米德原理的应用】
9.(2025•衡阳模拟)如图所示是我国最先进的潜水器“潜龙三号”。潜水器在水面下匀速下潜的过程中(假定海水的密度不变),受到的浮力和潜水器下表面受到的压强( )
A.浮力变大,压强变大 B.浮力不变,压强变大
C.浮力不变,压强不变 D.浮力变大,压强不变
10.(2024•朔州模拟)物理课上,老师将整个橙子放入水中,漂浮在水面上,如图甲所示。将其切成大小两块,再次投入水中,发现大块仍漂浮,小块缓慢沉入水底,如图乙。下列说法中正确的是( )
A.整个橙子的密度等于大块橙子的密度
B.大块橙子受到的浮力大于其排开的水所受的重力
C.小块橙子在水面下缓慢沉入水底的过程中受到的浮力不变
D.整个橙子底部受到水的压力等于大块橙子底部所受水的压力
11.(2024•三明期末)《熬波图》是现存最早的盐业生产专著,它记载的用海水制盐的技术,体现了我国古代劳动人民的智慧。著作中提到:将莲子分别浸泡在四种密度等级不同的海水中,浸透后的莲子便成为能快速测定待测海水等级的标准浮子。若制作好的四个浮子体积相同,它们的密度与所对应等级的海水密度相等。一等海水最咸,出盐率最高,二、三、四等依次。若将四个浮子同时放入装有待测定海水的容器中,各浮子静止时的情况如图,则该海水的等级是( )
A.一等 B.二等 C.三等 D.四等
12.(2024•淮安期末)小亮发现妈妈刚买的红萝卜在清洗的时候会沉入水中,在家里放置一段时间后,萝卜会变“糠”,但是看上去和新买时没什么两样,再次放入水中后,会漂起来,下列说法中错误的是( )
A.萝卜变“糠”后与刚买时相比,密度变小
B.萝卜变“糠”后,其质量变小了
C.“看上去和新买时没什么两样”说明萝卜的体积没有改变
D.萝卜两次在水中所受的浮力大小不同,变“糠”后比变“糠”前大
13.(2025•天津模拟)一艘轮船的排水量是60000吨,当它满载在长江内河航行时,排开水的体积是 m3,一艘潜水艇从海洋潜行(航行时不露出水面)到长江内河时,潜水艇受到的浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ海水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg)
14.(2024•韶关期末)小京洗水果时,发现体积较小的桔子漂浮在水面上,而体积较大的芒果却沉在水底,如图所示。则桔子的密度 芒果的密度,因为桔子浸入水中的体积 芒果浸入水中的体积,所以桔子受到的浮力 芒果受到的浮力。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
15.(2024•遵义期末)我国著名跳水运动员全红婵,几乎包揽了近几年国际赛事中的女子10米跳台冠军。她从10米跳台跳下,从指尖触水到身体全部进入水中的过程,几乎不会溅起水花,入水过程中她受到的浮力逐渐 ;入水后她会继续下潜,她在水深2m处受到水的压强为 Pa。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
16.(2024•成都二模)如图所示,海洋科学家驾驶“深水飞机”探索神秘海洋。深水飞机机翼是向下拱起。在下潜过程中,机翼上方的水流速度小,压强 ,机翼上下表面形成压力差,使“飞机”迅速下潜;若海水密度不变,在下潜过程中“飞机”受到的浮力大小 。
【题型三 浮力大小的计算】
17.(2024•枣庄期末)小李同学想估算空气对自己的浮力大小,采集的数据有:自己的体重(约为55kg左右)、自己的密度(与水接近,约为1.0×103kg/m3),空气的密度(约为1.3kg/m3),则空气对小李的浮力大小约为( )
A.0.07N B.0.7N C.70N D.550N
18.(2024•合肥期末)如图所示,在一块浮在水面的长方体木块上放一质量为340克的铁块甲,木块恰好浸没在水中。拿掉铁块甲,用细线把铁块乙系在木块下面,木块也恰好浸没在水中,则铁块乙的质量为(已知铁的密度为7.8g/cm3)( )
A.237克 B.312克 C.326克 D.390克
19.(2024•淮南期末)弹簧测力计上挂一重为10N的物块,当物块体积的三分之一浸入水中时,测力计的示数为8N。若将物块缓慢浸入水中且未碰到容器底部(容器中的水足够深),最终测力计的示数为( )
A.0 N B.2 N C.4N D.6 N
20.(2024•乌鲁木齐三模)一圆柱形物体与圆柱形容器的直径之比为1:2,容器中装入6cm深的水,当把物体缓慢放入容器中静止时(水未从容器中溢出),物体对容器底的压力恰好为零,物体露出水面的高度为2cm,则该物体的密度为( )
A.0.6×103kg/m3 B.0.7×103kg/m3
C.0.8×103kg/m3 D.0.9×103kg/m3
21.(2025•武汉模拟)水平桌面上有一质量为100g、底面积为100cm2的圆柱形平底溢水杯(不计厚度),杯底到溢水口的距离为10cm。将质量为810g圆柱形金属块用细线(不吸水且体积不计)挂在弹簧测力计下,缓慢放入水中,如图所示,当金属块浸没水中静止(金属块未接触溢水杯)时,弹簧测力计示数为5.1N。从金属块下表面刚接触水面到浸没的过程中,溢水杯对水平桌面的压强增大了200Pa,下列选项正确的是( )
A.小桶收集到溢出水的重力为3N
B.溢水杯中原有水的质量为1kg
C.金属块的密度为2.7×103g/cm3
D.剪断细线,金属块最终静止后溢水杯对水平桌面的压强为1610Pa
22.(2024•上海三模)弹簧测力计下挂一圆柱体,从离水面某高度缓慢浸入水中。如图是弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像。(此过程中水面上升的高度可忽略不计)下列说法正确的是( )
A.圆柱体受到的重力是8N
B.圆柱体受到的最大浮力是12N
C.当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为296Pa
D.圆柱体的密度是1.5×103kg/m3
23.(2024•合肥期末)轮船的排水量是指轮船满载时排开水的质量,一艘轮船的最大排水量为6×103t,则最大排开水的体积 m3,若船自身重为1×107N,此轮船最多可以装载 t的货物。
24.(2024•重庆期末)一体积为1×10﹣4m3的实心铁块,用细线系好,缓慢放入盛有水的溢水杯中,当其完全浸没在水中并稳定后,经测量从杯中溢出0.06kg的水。则实心铁块在水中所受到的浮力大小为 N。若水对铁块底部的压力大小为1.6N,则水对铁块顶部的压力大小为 N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。
25.(2025•苏州模拟)在空气中用弹簧测力计称某石块所受重力为5N;浸没在水中称量,弹簧测力计的示数为2N;浸没在另一种液体中称量,弹簧测力计的示数为1.4N,则这种液体的密度是 kg/m3。
26.(2024•重庆期末)一体积为1×10﹣4m3的实心铁块,用细线系好,缓慢放入盛有水的溢水杯中,当其完全浸没在水中并稳定后,经测量从杯中溢出0.06kg的水。则实心铁块在水中所受到的浮力大小为 N。若水对铁块底部的压力大小为1.6N,则水对铁块顶部的压力大小为 N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
27.(2024•上海期末)如图所示,一圆柱形容器放在水平桌上,内装有0.2m深的水,已知容器重力为4N,底面积为100cm2。求:
(1)水对容器底的压强;
(2)圆柱形容器对水平桌面的压强;
(3)如果将体积为200cm3,密度为0.8×103kg/m3的木块放入水中,待木块静止后浸入水中的体积。
28.(2025•赣州模拟)如图实心正方体,体积1.2×10﹣3m3,重10N。用细绳吊着浸入盛水的容器中,有三分之二的体积浸在水里,此时容器中水面高度为30cm。求:(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)水对容器底部的压强;
(2)物体受到的浮力;
(3)绳子的拉力。
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10.2 阿基米德原理【三大题型】
【题型一 探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系】
1.(2024•济南期末)小华同学为探究浮力的大小做了如图所示的实验,四个实验步骤中弹簧测力计的示数分别F1、F2、F3、F4,它们之间的关系是( )
A.F1﹣F3=F4﹣F2 B.F2﹣F3=F4﹣F1
C.F1﹣F4=F2﹣F3 D.F1=F2=F3=F4
解:根据称重法可知,浮力等于物体重力与物体浸入液体之后的弹簧测力计示数之差,即F浮=F2﹣F3,
浸在液体中的物体受到向上的浮力作用,浮力大小等于物体排开液体受到的重力,即F浮=F4﹣F1。
对照选项可知,B正确,ACD错误。
答案:B。
2.(2024•成都期末)如图是验证“阿基米德原理”的实验,弹簧测力计在甲、乙、丙、丁四个步骤中的读数分别为F1、F2、F3、F4,下列说法正确的是( )
A.为了减小实验误差,最合理的实验顺序为甲乙丙丁
B.若图甲中溢水杯中的水未到达溢水口不会影响探究结果
C.物体只有完全浸没才能验证阿基米德原理
D.当F1﹣F2=F3﹣F4时,可验证阿基米德原理
解:A.正确顺序为丁甲乙丙,故A错误
B.会影响探究结果,故B错误
C.阿基米德原理不仅限于浸没状态,适用于浸在液体里的物体不同状态受到浮力大小的普遍规律,故C错误
D.F浮=F1﹣F2,G排=F3﹣F4,当F1﹣F2=F3﹣F4时,可验证阿基米德原理,故D正确
答案:D。
3.(2024•南京期末)为了探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”,某同学进行了如图所示的实验。由图可知,物块受到浮力为 1.2 N;若小桶的重为0.5N,则丙图中弹簧测力计的示数应为 1.7 N。
解:由图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,其示数为4.2N,则G=4.2N;由图乙可知,弹簧测力计的示数为3N,根据称重法得物体浸没在水中受到的浮力:F浮=4.2N﹣3N=1.2N;
由题知,G桶=0.5N,根据阿基米德原理F浮=G排=G总﹣G桶得,G总=F浮+G桶=1.2N+0.5N=1.7N;则丙图中弹簧测力计的示数应为1.7N。
答案:1.2;1.7。
4.(2024•昆明期中)如图所示,小红想要验证阿基米德原理,她将装满水且足够高的平底溢水杯放在水平升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度,然后将一重为5N、高为8cm、底面积为50cm2的实心物块用轻质细线悬挂于弹簧测力计A的正下方,调节升降台使物块下底面刚好与水面相平,随后她将一个空烧杯用轻质细线悬挂于弹簧测力计B的正下方。请你帮忙完成实验,接下来应该 逐渐调高升降台 ,当出现 弹簧测力计A的示数变化量等于B的示数变化量 现象时,从而能证明了F浮=G排,验证阿基米德原理。
解:验证阿基米德原理,需要测量浮力和排开液体的重力,为了避免实验的偶然性,要改变物体所受的浮力多次实验。所以接下来应该逐渐调高升降台,来改变物体浸入液体中的体积,改变浮力大小。
随着重物没入水中的体积越来越大,则重物所受浮力越来越大,故弹簧测力计A的示数在减小;溢出的水流到烧杯中,使得弹簧测力计B的示数变大,且弹簧测力计A的示数变化量等于B的示数变化量,从而验证了阿基米德原理。
答案:逐渐调高升降台;弹簧测力计A的示数变化量等于B的示数变化量。
5.(2024•肇庆期末)小铭利用铜块、水、溢水杯、小烧杯、弹簧测力计等器材,按照如图所示的步骤验证阿基米德原理。(ρ铜=8.9×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)图乙的弹簧测力计示数为 4.6 N;
(2)由 乙、丙 两图可测出铜块受到的浮力,由 甲、丁 两图可测出铜块排开水的重力,由此验证阿基米德原理 F浮=G排 ;(用公式表达)
(3)以下情况不会影响结论的是 D ;
A.图甲步骤移到图丁步骤后操作
B.图乙步骤中水面未到达溢水杯的溢水口
C.图丙步骤的铜块碰到溢水杯底部
D.图丙步骤中物体未全部浸没在水中
(4)小铭在实验过程中拿起铜块时,怀疑铜块可能是空心的。于是他利用本次实验数据计算出该铜块的密度为 4.6×103 kg/m3,据此密度数据可判断该铜块是 空心 (选填“空心”或“实心”)的。
解:(1)由图乙知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数F=4.6N;
(2)由乙、丙两图可求出铜块受到的浮力F浮=F乙﹣F丙=4.6N﹣3.6N=1N,由甲、丁两图可测出铜块排开水的重力G排=F丁﹣F甲=1.4N﹣0.4N=1N,则有F浮=G排;
(3)A、将图甲步骤移到图丁步骤后面操作,烧杯内会残留一水,使测得排开水的重力减小,故A操作会影响结论;
B、图乙步骤中水面未到达溢水杯的溢水口,物体放入溢水杯时,会使溢水杯先满了才可以向外溢出,溢出的水比物体排开的水少,故B操作会影响结论;
C、图丙步骤的铜块碰到溢水杯底部,会使图丙中弹簧测力计的示数变小,由称重法可知,所测量的浮力变大,故C操作会影响结论;
D、图丙步骤中物体未全部浸没在水中,物体排开水的体积等于物体浸在水中的体积,仍然能得出浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力,故D操作不会影响结论;
(4)由阿基米德原理可知,铜块的体积为:V=V排10﹣4m3,
由G=mg=ρVg可知,铜块的密度为:ρ4.6×103kg/m3<ρ铜=8.9×103kg/m3,则该铜块是空心的。
答案:(1)4.6;(2)乙、丙;甲、丁;F浮=G排;(3)D;(4)4.6×103;空心。
6.(2024•淄博模拟)“探物”小组利用弹簧测力计、金属块、溢水杯等器材,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)操作过程如图所示,为了使操作更加简便且能减小误差,更加合理的顺序是 丁、甲、乙、丙 (选填“甲、乙、丙、丁”)。
(2)若F1、F2、F3、F4之间满足 F1﹣F2=F3﹣F4 的关系,则可以得出金属块所受浮力的大小等于它排开液体所受重力的结论。(用图中物理量符号表示)
(3)小明认为实验过程中,只将金属块的一部分浸在水中是得不出实验结论的。结合所学,你认为他的说法 不正确 (选填“正确”或“不正确”);若实验过程中,溢水杯中的水没有装满,则F浮 > G排(选填“>”、“<”或“=”)。
(4)金属块从水面缓慢浸入水中时,根据实验数据描绘出的弹簧测力计示数F随金属块浸入深度h变化的关系图象如图戊所示。分析图象可得:h=4cm时,金属块受到的浮力为 1 N;金属块浸没后,水对金属块底部的压强是 800 Pa;金属块的密度是 2×103 kg/m3。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
解:(1)为了减小误差,在小桶接水前,应先测出空桶的重力,同时为了减少弹簧测力计悬挂物体的次数,故应先测空桶重,继而测出物体重,物体浸没在水中后测力计的示数,最后测出小桶和溢出水的总重,所以合理的实验顺序为丁、甲、乙、丙;
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,根据称重法,石块受到的浮力F浮=F1﹣F2,石块排开的水G排=F3﹣F4;当F1﹣F2=F3﹣F4;可初步得出结论:浸没在液体中的物体所受浮力的大小等于排开液体所受重力大小;
(3)阿基米德原理对完全浸没的物体和部分浸入液体中的物体都是适用的,所以,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,也能得到相同的结论;溢水杯的水没装满,物体放入溢水杯时,先要使溢水杯满了才可以向外排水,导致排开水的重力偏小,则测得的浮力大于排开水的重力,即F浮>G排。
(4)分析图象可得:h=0时,G=4N;
h=4cm时,F=3N,金属块受到的浮力F浮=G﹣F=4N﹣3N=1N;
金属块浸没后,h=8cm=0.08m,
水对金属块底部的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa;
浸没时的浮力F'浮=G﹣F'=4N﹣2N=2N;
根据G=mg=ρgV有:4N=ρ物gV物;﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
物体浸没时V排=V物;
根据F浮=ρ液V排g可得:2N=ρ水V物g;﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②得:ρ物=2ρ水=2×103kg/m3。
答案:(1)丁、甲、乙、丙;(2)F1﹣F2=F3﹣F4;(3)不正确;>;(4)1;800;2×103。
7.(2024•武汉期末)某物理兴趣小组利用如图所示的弹簧测力计、水、盐水、圆柱形物体(不吸水)、溢水杯、塑料小桶、细线、纸巾等实验器材来“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
(1)小明先用水进行实验,根据图中的实验数据,弹簧测力计测出图乙中物体受到水的浮力是 1.0 N。
(2)小明将圆柱形物体换成密度比水小的木块(不吸水)继续实验探究,则至少还需使用 3 次弹簧测力计才能完成实验。
(3)实验结果表明,浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小 等于 (选填“大于”“小于”或“等于”)它排开的液体所受的重力,这就是著名的 阿基米德 原理。
(4)小红仅将图中的水换成盐水重复上面的实验,若图乙中弹簧测力计的示数变为0.8N,则图丙中弹簧测力计的示数变为 1.5 N。
(5)如果图甲中的溢水杯装满水时,溢水杯对水平桌面的压强为p1,图乙中的溢水口不再有水溢出时,溢水杯对水平桌面的压强为p2,则p1 = (选填“>”“<”或“=”)p2。
解:(1)根据称重法计算浮力,F浮=G﹣F=2.0N﹣1.0N=1.0N;
(2)小明将圆柱形物体换成密度比水小的木块,放入水中漂浮,则不需要测量乙图中拉力F,则至少还需使用3次弹簧测力计才能完成实验。
(3)实验结果表明,浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力,这就是著名的阿基米德原理。
(4)小红仅将图中的水换成盐水重复上面的实验,若图乙中弹簧测力计的示数变为0.8N,
F'浮=G﹣F'=2.0N﹣0.8N=1.2N;
说明排开液体的重力也是1.2N;则图丙中弹簧测力计的示数变为0.3N+1.2N=1.5N。
(5)如果图甲中的溢水杯装满水时,溢水杯对水平桌面的压强为p1,图乙中的溢水口不再有水溢出时,溢出水的重力等于浮力,而物体对烧杯和液体的压力与浮力是相互作用力,大小相等,故杯子对桌面的压力大小不变,则溢水杯对水平桌面的压强不变,即p1=p2。
答案:(1)1.0;(2)3;(3)等于;阿基米德;(4)1.5;(5)=。
8.(2024•西安模拟)小华利用如图装置探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1)小华的实验步骤如图1所示,甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4。由图甲和 丁 可知物体受到的浮力;若F1﹣F3= F4﹣F2 ,则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力相等的关系;
(2)实验完成后,小华利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验装置进行了改进,如图2所示。向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到A的示数逐渐 减小 ,(选填“增大”“减小”或“不变”)B的示数逐渐增大,且A、B示数的变化量 相等 (选填“相等”或“不相等”)。
(3)上述实验完成后,小华还探究了“物体受到浮力的大小与其形状是否有关”,他用橡皮泥代替实心圆柱体物块,操作步骤如下:
A.将橡皮泥做成“碗”状并放入盛水的烧杯中,使其漂浮在水面上,杯中水深h1;
B.把橡皮泥从水中取出捏成团状,再放入烧杯中,其下沉至杯底,杯中水深h2;
①由此小华认为:物体受到的浮力与其形状有关,其结论错误的原因是 没有控制排开液体体积相等 ;
②橡皮泥第一次受到的浮力 > (选填“<”“=”或“>”)第二次受到的浮力。
解:(1)由图甲可知物体的重力G=F1,由图丁可知物体浸没时弹簧测力计的示数F′=F3,则物体受到的浮力F浮=G﹣F′=F1﹣F3;
由图乙可知空烧杯的重力为F2,由图戊可知物体浸没时排开液体与烧杯的总重力为F4,则物体浸没时排开液体的重力G排=F4﹣F2,
当F浮=G排即F1﹣F3=F4﹣F2可知,物体受到浮力的大小与排开液体所受重力相等;
(2)如图2所示,向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,重物排开水的体积变大,受到的浮力变大,由称重法F浮=G﹣F′可知弹簧测力计A的示数变小,
重物排开水的体积越大时薄塑料袋内水的重力越大,即弹簧测力计B的示数越大,薄塑料袋的质量忽略不计时,由阿基米德原理可知,弹簧测力计A、B示数的变化量相等;
(3)①由此小华认为:物体受到的浮力与其形状有关,其结论错误的原因是:没有利用控制变量法,即只关注了橡皮泥形状的改变,没有控制排开相同体积的液体;
②由物体的浮沉条件可知,橡皮泥漂浮时F浮1=G,橡皮泥下沉时F浮2<G,则F浮2<F浮1;故第一次受到的浮力大于第二次受到的浮力。
答案:(1)丁;F4﹣F2;(2)变小;相等;(3)没有控制排开液体体积相等;>。
【题型二 阿基米德原理的应用】
9.(2025•衡阳模拟)如图所示是我国最先进的潜水器“潜龙三号”。潜水器在水面下匀速下潜的过程中(假定海水的密度不变),受到的浮力和潜水器下表面受到的压强( )
A.浮力变大,压强变大 B.浮力不变,压强变大
C.浮力不变,压强不变 D.浮力变大,压强不变
解:潜水器在水面下匀速下潜,海水的密度不变,潜水器浸没在水中,其排开水的体积不变,根据F浮=ρ液gV排可知,潜水器受到的浮力不变;
由于潜水器在水中的深度逐渐增加,所以根据p=ρgh可知,潜水器受到的压强增大。
答案:B。
10.(2024•朔州模拟)物理课上,老师将整个橙子放入水中,漂浮在水面上,如图甲所示。将其切成大小两块,再次投入水中,发现大块仍漂浮,小块缓慢沉入水底,如图乙。下列说法中正确的是( )
A.整个橙子的密度等于大块橙子的密度
B.大块橙子受到的浮力大于其排开的水所受的重力
C.小块橙子在水面下缓慢沉入水底的过程中受到的浮力不变
D.整个橙子底部受到水的压力等于大块橙子底部所受水的压力
解:A.整个橙子放入水中,漂浮在水面上,根据密度大小与浮沉的关系可知:整个橙子的密度小于水的密度;切成两块,小块橙子沉底,根据密度大小与浮沉的关系可知:小块橙子的密度大于水的密度,则小块橙子的密度大于整个橙子的密度;因小块橙子、大块橙子合成整个橙子,则大块橙子的密度小于整个橙子的密度,故A错误;
B.由阿基米德原理可知:大块橙子受到的浮力大小等于其排开的水所受的重力,故B错误;
C.小块橙子在水面下缓慢沉入水底的过程中,排开水的体积不变,由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知:小块橙子受到的浮力不变,故C正确;
D.在水中,整个橙子和大块橙子都处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知:橙子受到的浮力大小等于橙子的重力;因整个橙子的重力大于大块橙子的重力,则整个橙子的浮力大于大块橙子受到的浮力;因整个橙子和大块橙子上表面受到水的压力都为零,由压力差法F浮=F向上﹣F向下可知:橙子底部受到水的压力等于它受到的浮力,即整个橙子底部受到水的压力大于大块橙子底部所受水的压力,故D错误。
答案:C。
11.(2024•三明期末)《熬波图》是现存最早的盐业生产专著,它记载的用海水制盐的技术,体现了我国古代劳动人民的智慧。著作中提到:将莲子分别浸泡在四种密度等级不同的海水中,浸透后的莲子便成为能快速测定待测海水等级的标准浮子。若制作好的四个浮子体积相同,它们的密度与所对应等级的海水密度相等。一等海水最咸,出盐率最高,二、三、四等依次。若将四个浮子同时放入装有待测定海水的容器中,各浮子静止时的情况如图,则该海水的等级是( )
A.一等 B.二等 C.三等 D.四等
解:依题意分析,四个浮子体积相等,浮子密度大小关系为:ρ一等>ρ二等>ρ三等>ρ四等;
由图可知:两个浮子沉底,一个浮子悬浮,一个浮子漂浮;
用物体密度ρ物、液体密度ρ液的大小关系来描述物体的浮沉情况:物体漂浮时,ρ物<ρ液,物体悬浮时,ρ物=ρ液,物体沉底时,ρ物>ρ液;
待测海水密度ρ液等于其中一个浮子的密度,大于另一个浮子的密度,但ρ液要小于另外两个浮子的密度;
综合上述分析,待测海水的密度与四个浮子密度的关系关系为:ρ一等>ρ二等>ρ三等=ρ液>ρ四等。
答案:C。
12.(2024•淮安期末)小亮发现妈妈刚买的红萝卜在清洗的时候会沉入水中,在家里放置一段时间后,萝卜会变“糠”,但是看上去和新买时没什么两样,再次放入水中后,会漂起来,下列说法中错误的是( )
A.萝卜变“糠”后与刚买时相比,密度变小
B.萝卜变“糠”后,其质量变小了
C.“看上去和新买时没什么两样”说明萝卜的体积没有改变
D.萝卜两次在水中所受的浮力大小不同,变“糠”后比变“糠”前大
解:ABC.新买的萝卜在家里放置一段时间后,水分蒸发质量减小,看起来没有变,是体积没有变,
由ρ可知,变糠后萝卜密度减小,故A、B、C正确。
D.新买的萝卜在水中下沉,变糠后在水中漂浮,排开水的体积变小,由F浮=ρ水gV排可知,变“糠”后比变“糠”前浮力小,故D错误。
答案:D。
13.(2025•天津模拟)一艘轮船的排水量是60000吨,当它满载在长江内河航行时,排开水的体积是 6×104 m3,一艘潜水艇从海洋潜行(航行时不露出水面)到长江内河时,潜水艇受到的浮力 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ海水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg)
解:m排=60000t=6×107kg,
由ρ可得,它在长江航行时排开水的体积是V6×104m3,
潜水艇从海洋潜行进入长江内河,潜水艇浸没,排开水的体积不变,河水密度减小根据公式F浮=ρgV排可知,潜水艇受到的浮力变小。
答案:6×104;变小。
14.(2024•韶关期末)小京洗水果时,发现体积较小的桔子漂浮在水面上,而体积较大的芒果却沉在水底,如图所示。则桔子的密度 小于 芒果的密度,因为桔子浸入水中的体积 小于 芒果浸入水中的体积,所以桔子受到的浮力 小于 芒果受到的浮力。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
解:由图可知,桔子漂浮在水面上,所以桔子的密度小于水的密度,芒果沉在水底,芒果的密度大于水的密度,所以桔子的密度小于芒果的密度。
因为小桔子的体积小于大芒果的体积,小桔子漂浮,大芒果沉底,小桔子排开水的体积小于大芒果排开水的体积,根据F浮=ρ液gV排可知,桔子受到的浮力小于芒果受到的浮力。
答案:小于;小于;小于。
15.(2024•遵义期末)我国著名跳水运动员全红婵,几乎包揽了近几年国际赛事中的女子10米跳台冠军。她从10米跳台跳下,从指尖触水到身体全部进入水中的过程,几乎不会溅起水花,入水过程中她受到的浮力逐渐 增大 ;入水后她会继续下潜,她在水深2m处受到水的压强为 2×104 Pa。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
解:(1)全红婵在入水过程中,排开水的体积增大,由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,水的密度不变,排开水的体积变大,因此该运动员所受的浮力增大;
(2)水深2m,则水池底面受到水的压强p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×2m=2×104Pa。
答案:增大;2×104。
16.(2024•成都二模)如图所示,海洋科学家驾驶“深水飞机”探索神秘海洋。深水飞机机翼是向下拱起。在下潜过程中,机翼上方的水流速度小,压强 大 ,机翼上下表面形成压力差,使“飞机”迅速下潜;若海水密度不变,在下潜过程中“飞机”受到的浮力大小 不变 。
解:深水飞机机翼是向下拱起,上方平直,这样的结果决定了当飞机启动后,机翼下方海水水流流速快,海水压强小,海水对机翼压力方向向上;机翼上方海水水流流速慢,海水压强大,海水对机翼压力方向向下,两个压力形成一个向下的合力,使“飞机”迅速下潜;
在下潜过程中,“飞机”在水下,排开海水的体积不变,海水密度不变,根据浮力公式F浮=ρgV排可知浮力大小不变。
答案:大;不变。
【题型三 浮力大小的计算】
17.(2024•枣庄期末)小李同学想估算空气对自己的浮力大小,采集的数据有:自己的体重(约为55kg左右)、自己的密度(与水接近,约为1.0×103kg/m3),空气的密度(约为1.3kg/m3),则空气对小李的浮力大小约为( )
A.0.07N B.0.7N C.70N D.550N
解:小李的体积为
,
空气对小李的浮力大小约为
。
答案:B。
18.(2024•合肥期末)如图所示,在一块浮在水面的长方体木块上放一质量为340克的铁块甲,木块恰好浸没在水中。拿掉铁块甲,用细线把铁块乙系在木块下面,木块也恰好浸没在水中,则铁块乙的质量为(已知铁的密度为7.8g/cm3)( )
A.237克 B.312克 C.326克 D.390克
解:设木块的体积为V1,重力为G木,铁块乙的体积为m2,由物体的沉浮条件和阿基米德原理得:
m甲g+G木=V1ρ水g,
m2g+G木=V1ρ水g
所以V1ρ水g﹣G木=m甲g,
390g。
答案:D。
19.(2024•淮南期末)弹簧测力计上挂一重为10N的物块,当物块体积的三分之一浸入水中时,测力计的示数为8N。若将物块缓慢浸入水中且未碰到容器底部(容器中的水足够深),最终测力计的示数为( )
A.0 N B.2 N C.4N D.6 N
解:当物块体积的三分之一浸入水中静止时,物块受到的浮力:
F浮=G﹣F示=10N﹣8N=2N,
由F浮=ρgV排可得,物块排开液体的体积:
V=V排2×10﹣4m3,
则V=3×2×10﹣4m3=6×10﹣4m3,
当物块全部浸入水中且未碰到容器底部时,所受浮力:
F浮′=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10﹣4m3=6N,
则测力计的示数F拉=G﹣F浮′=10N﹣6N=4N。
答案:C。
20.(2024•乌鲁木齐三模)一圆柱形物体与圆柱形容器的直径之比为1:2,容器中装入6cm深的水,当把物体缓慢放入容器中静止时(水未从容器中溢出),物体对容器底的压力恰好为零,物体露出水面的高度为2cm,则该物体的密度为( )
A.0.6×103kg/m3 B.0.7×103kg/m3
C.0.8×103kg/m3 D.0.9×103kg/m3
解:已知圆柱形物体与圆柱形容器的直径之比为1:2,
由s=π()2可知圆柱形物体与圆柱形容器的底面积之比为1:4,
设物体的底面积为S,则容器的底面积为4S,
容器中水的体积:V水=S容器h水=4S×6cm,
当把物体缓慢放入容器中静止时,物体对容器底的压力恰好为零,
因水的体积不变,且此时水相当于分布在物体的两侧,
则此时水的深度:h水′8cm=0.08m,
已知物体露出水面的高度为2cm,则物体的高度为h物=h水′+h露=8cm+2cm=10cm=0.1m,
物体对容器底的压力恰好为零,说明物体恰好处于漂浮状态,则浮力F浮=G,
由阿基米德原理和重力公式可得ρ水gV排=ρ物gV,
即:ρ水gSh水′=ρ物gSh物,
代入数据可得:1×103kg/m3×0.08m=ρ物×0.1m,
解得ρ物=0.8×103kg/m3。
答案:C。
21.(2025•武汉模拟)水平桌面上有一质量为100g、底面积为100cm2的圆柱形平底溢水杯(不计厚度),杯底到溢水口的距离为10cm。将质量为810g圆柱形金属块用细线(不吸水且体积不计)挂在弹簧测力计下,缓慢放入水中,如图所示,当金属块浸没水中静止(金属块未接触溢水杯)时,弹簧测力计示数为5.1N。从金属块下表面刚接触水面到浸没的过程中,溢水杯对水平桌面的压强增大了200Pa,下列选项正确的是( )
A.小桶收集到溢出水的重力为3N
B.溢水杯中原有水的质量为1kg
C.金属块的密度为2.7×103g/cm3
D.剪断细线,金属块最终静止后溢水杯对水平桌面的压强为1610Pa
解:
A、金属浸没后受到的浮力为:F浮=G金﹣F=mg﹣F=0.81kg×10N/kg﹣5.1N=3N,
此时排开水的体积为:V金=V排3×10﹣4m3=300cm3,
放入金属块后水面上升的高度为:Δh0.02m=2cm,
则溢出水的体积为:V溢=V排﹣SΔh=300cm3﹣100cm2×2cm=100cm3,
所以小桶收集到溢出水的重力为:G溢=m溢g=ρ水V溢g=1.0×103kg/m3×100×10﹣6m3×10N/kg=1N,A错误;
B、杯内原来水的深度为:h1=h2﹣Δh=10cm﹣2cm=8cm,
则原有水的体积为:V1=Sh1=100cm2×8cm=800cm3,
所以原有水的质量为:m1=ρ水V1=1.0×103kg/m3×800×10﹣6m3=0.8kg,故B错误;
C、金属块的密度:ρ金2.7×103kg/m3=2.7g/cm3,故C错误;
D、溢水杯中剩余水的重力:G剩水=m1g﹣G溢=0.8kg×10N/kg﹣1N=7N,
剪断细线,金属块最终静止后溢水杯对水平桌面的压力为:
F=G杯+G剩水+G金=0.1kg×10N/kg+7N+0.81kg×10N/kg=16.1N,
溢水杯对水平桌面的压强:
p1610Pa,故D正确。
答案:D。
22.(2024•上海三模)弹簧测力计下挂一圆柱体,从离水面某高度缓慢浸入水中。如图是弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像。(此过程中水面上升的高度可忽略不计)下列说法正确的是( )
A.圆柱体受到的重力是8N
B.圆柱体受到的最大浮力是12N
C.当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为296Pa
D.圆柱体的密度是1.5×103kg/m3
解:AB.由图像可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,物体的重力为:G=F=12N,
B.由图像横坐标7~9cm段可知,物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,则圆柱体受到的最大浮力为:F浮=G﹣F=12N﹣4N=8N,故A、B错误;
C.由图像可知,圆柱体从开始浸入水中到完全浸没下降的高度为:h=7cm﹣3cm=4cm此下降的高度等于圆柱体的高度,故圆柱体刚好全部浸没时,下表面的深度为4cm=0.04m,下表面受到水的压强为:
,故C错误;
D.由B选项解析可知,圆柱体浸没时受到的浮力F浮=8N,由阿基米德原理可得,
圆柱体的体积为
由公式G=mg可求出物体的质量:m1.2kg,
则圆柱体密度ρ物1.5×103kg/m3,故D正确。
答案:D。
23.(2024•合肥期末)轮船的排水量是指轮船满载时排开水的质量,一艘轮船的最大排水量为6×103t,则最大排开水的体积 6×103 m3,若船自身重为1×107N,此轮船最多可以装载 5×103 t的货物。
解:(1)由阿基米德原理可得该轮船满载时所受的浮力:
F浮=G排=m排g=6×103×1000kg×10N/kg=6×107N,
由F浮=ρ水gV排可得最大排开水的体积为:
V排6×103m3;
(2)由G=mg得船自身的质量为:
m船1×106kg=103t,
轮船的排水量是指轮船满载时排开水的质量,且轮船漂浮,
由漂浮条件和阿基米德原理可得:F浮=G=mg=m排g,
则船满载货物时的总质量:m总=m排=6×103t,
所以最多能装载的货物的质量为:m货物=m总﹣m船=6×103t﹣103t=5×103t。
答案:6×103;5×103。
24.(2024•重庆期末)一体积为1×10﹣4m3的实心铁块,用细线系好,缓慢放入盛有水的溢水杯中,当其完全浸没在水中并稳定后,经测量从杯中溢出0.06kg的水。则实心铁块在水中所受到的浮力大小为 1 N。若水对铁块底部的压力大小为1.6N,则水对铁块顶部的压力大小为 0.6 N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
解:
(1)因为铁块浸没在水中,则V排=V物=1×10﹣4m3,
铁块浸没在水中受到的浮力为:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3=1N;
(2)若水对铁块底部的压力大小为1.6N,根据压差法F浮=F下﹣F上可知,
水对铁块顶部压力大小为F上=F下﹣F浮=1.6N﹣1N=0.6N。
答案:1;0.6。
25.(2025•苏州模拟)在空气中用弹簧测力计称某石块所受重力为5N;浸没在水中称量,弹簧测力计的示数为2N;浸没在另一种液体中称量,弹簧测力计的示数为1.4N,则这种液体的密度是 1.2×103 kg/m3。
解:石块所受到水的浮力:
F浮=G﹣F水′=5N﹣2N=3N;
因为石块完全浸没,
所以石块体积:
V=V排3×10﹣4m3,
石块浸没在另一种液体中所受的浮力:
F浮液=G﹣F拉液=5N﹣1.4N=3.6N;
根据F浮=ρgV排知液体的密度为:
ρ液1.2×103kg/m3。
答案:1.2×103。
26.(2024•重庆期末)一体积为1×10﹣4m3的实心铁块,用细线系好,缓慢放入盛有水的溢水杯中,当其完全浸没在水中并稳定后,经测量从杯中溢出0.06kg的水。则实心铁块在水中所受到的浮力大小为 1 N。若水对铁块底部的压力大小为1.6N,则水对铁块顶部的压力大小为 0.6 N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
解:
(1)因为铁块浸没在水中,则V排=V物=1×10﹣4m3,
铁块浸没在水中受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3=1N;
(2)若水对铁块底部的压力大小为1.6N,根据压差法F浮=F下﹣F上可知,
水对铁块顶部压力大小为F上=F下﹣F浮=1.6N﹣1N=0.6N。
答案:1;0.6。
27.(2024•上海期末)如图所示,一圆柱形容器放在水平桌上,内装有0.2m深的水,已知容器重力为4N,底面积为100cm2。求:
(1)水对容器底的压强;
(2)圆柱形容器对水平桌面的压强;
(3)如果将体积为200cm3,密度为0.8×103kg/m3的木块放入水中,待木块静止后浸入水中的体积。
解:
(1)容器底受到水的压强:p水=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa;
(2)水的重力为:G水=m水g=ρ水V水g=ρ水Sh水g=1.0×103kg/m3×100×10﹣4m2×0.2m×10N/kg=20N,
容器对水平桌面的压力:F压=G水+G容=20N+4N=24N,
容器对桌面的压强:p2.4×103Pa;
(3)由ρ可知,木块的质量:m木=ρ木V木=0.8×103kg/m3×200×10﹣6m3=0.16kg,
木块所受重力:G木=m木g=0.16kg×10N/kg=1.6N,
由于ρ木<ρ水,根据物体的浮沉条件可知,木块在水中静止后处于漂浮状态;
则F浮=G木=1.6N,
由F浮=ρ液gV排可知,排开水的体积(浸在水中的体积):
V排1.6×10﹣4m3。
答:(1)水对容器底的压强为2×103Pa;
(2)圆柱形容器对水平桌面的压强为2.4×103Pa;
(3)木块静止后浸入水中的体积为1.6×10﹣4m3。
28.(2025•赣州模拟)如图实心正方体,体积1.2×10﹣3m3,重10N。用细绳吊着浸入盛水的容器中,有三分之二的体积浸在水里,此时容器中水面高度为30cm。求:(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)水对容器底部的压强;
(2)物体受到的浮力;
(3)绳子的拉力。
解:(1)水对容器底部的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3×103Pa;
(2)正方体排开水的体积:
V排=(1﹣)V=×1.2×10﹣3m3=0.8×10﹣3m3,
物体此时所受的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.8×10﹣3m3=8N;
(3)正方体受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力、拉力的作用处于静止时状态,受力平衡,
所以绳子的拉力:F拉=G﹣F浮=10N﹣8N=2N。
答:(1)水对容器底部的压强为3×103Pa;
(2)物体此时所受的浮力为8N;
(3)绳子的拉力为2N。
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