内容正文:
第十章 浮力
一、单选题
1.如图所示,装有水的容器静止放在水平桌面上,正方体物块悬浮在水中,其上表面与水面平行,水对物块向下、向上的压力分别为和,下列说法正确的是( )
A.由于物块静止不动,、是一对平衡力
B.和的合力大小大于物块受到的浮力大小
C.和的合力大小等于物块受到的重力大小
D.物块受向下的压力、向上的压力、重力、浮力的作用
2.如图所示同一潜水艇浮在水面时受到的浮力为,底部受到水的压强为;潜入水中时受到的浮力为,底部受到水的压强为,下列选项中正确的是( )
A. B.
C. D.
3.水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,甲容器内盛有适量的 A 液体,乙容器内盛有适量的 B 液体。将同一个苹果先后放入甲、乙两个容器中,苹果静止后的浮沉状况及液体的深度如图所示。下列对图中情景分析正确的是 ( )
A.A 液体对容器底部的压强等于 B 液体对容器底部的压强
B.苹果排开 A 液体的重力小于苹果排开 B 液体的重力
C.甲容器对桌面的压强大于乙容器对桌面的压强
D.苹果在 A 液体中受到的浮力大于苹果在 B 液体中受到的浮力
4.两个相同容器内装有不同液体,将一木块分别放入液体中,木块静止时如图所示,则下列说法不正确的是( )
A.木块所受浮力
B.液体密度
C.两容器底部受到的液体压强相等
D.两容器中木块下表面受到的液体压强相等
5.如题图甲所示,木块A重10N,将合金块B放在木块A正上方,木块A恰好有的体积浸入水中;若将合金块B取下放入水中。最终A漂浮且有一半体积露出水面,B沉底且受到容器底部的支持力为2N,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.图乙中水对A下表面的压力为2N B.木块A的密度为0.8×103kg/m3
C.水对容器底部的压力变化了8N D.合金B的密度为1.5×103kg/m3
6. 如图甲所示,水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小球、分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示,两容器内液面相平、下列分析正确的是( )
A.两小球所受浮力
B.两种液体对容器底部的压强
C.两种液体的密度
D.两种液体对容器底部的压力
二、多选题
7.如图所示,两个相同容器都盛满水,甲中有一个体积为50 cm3,密度为0.5×103kg/m3的木块漂浮在水面。下列有关说法正确的是:( )
A.如果将木块缓慢下压至浸没的过程中,木块受到的浮力变大
B.木块漂浮时浮力等于自身重力,并有1/2体积露出水面
C.取出木块后两容器对水平桌面的压力和压强都相等
D.如果将木块全部压入水中两容器底部受水的压力和压强都相等
8.物理课上。老师将整个橙子放入水中,漂浮在水面上,如图甲,将其切成大小两块,再次投入水中(杯中水量不变)。发现大块仍漂浮、小块缓慢沉入水底,如图乙,下列说法正确的是( )
A.大块橙子受到的浮力等于其重力
B.小块橙子缓慢沉入水底的过程中受到的浮力逐渐变小
C.两块橙子受到浮力之和等于整个橙子受到的浮力
D.甲图中杯底所受水的压强大于乙图中杯底所受水的压强
9.如图所示,甲、乙两个相同的瓶子,容积是,均盛有150g的水。图甲中,乌鸦用吸管喝瓶子中的水。图乙中,乌鸦将石子放入水中,等水面上升到瓶口再喝水;它每次将一块质量为5g的小石子投入瓶中(已知水的密度为、石块的密度为,g取10N/kg)。下列叙述正确的是( )
A.图甲中,乌鸦喝水利用了大气压
B.图乙中,浸在水中的石子在下落的过程中,受到的浮力越来越小
C.图乙中,沉在瓶底的每块石子受到的浮力是0.05N
D.图乙中,当水到达瓶口时,所有石块受到的浮力是1N
10.如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个实心金属块,示数为F1;将金属块缓慢浸入水中,溢出的水流入小烧杯。当金属块的一半浸入水中时,弹簧测力计的示数为F2,水的密度用ρ水表示,下列判断正确的是( )
A.水对溢水杯底部的压强p甲<p乙
B.金属块受到的浮力
C.溢水杯对桌面的压力F甲=F乙
D.该金属块的密度
11.水平桌面上放置装有适量水的烧杯,A、B为两个材料相同且不吸水的小球,B球的体积是A球的2倍。先将A球放入烧杯中,溢出水的质量30g,如图甲所示。再放入B球,又溢出水的质量80g,如图乙所示。下列判断正确的是( )()
A.B球受到的浮力大小为0.8N
B.A球受到的浮力大小为0.3N
C.图甲中,放入A球前后,水对烧杯底部的压强相等
D.图乙中,放入B球前后,烧杯对桌面的压力大小不变
三、填空题
12.某潜水器漂浮在水面上时,受到的浮力 (选填"大于""等于”或“小于")水对潜 水器底面向上的压力;若潜水器排开水的体积为20 m³,潜水器受到的浮力为 N。 (海水的密度取1×10³kg/m³,g 取 1 0N/kg)
13.小明用手将质量为150g,体积为160cm3的苹果浸没于水中,苹果受到的浮力大小为 N,松手后苹果将 (选填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。
14.船闸是长江上常见的水利设施,它是利用 原理工作的。随着生态的修复和水利工程的修建,长江下游江水的含沙量明显降低,一艘货轮从长江上游穿过葛洲坝抵达上海,不考虑质量变化,货轮受到的浮力 。
15.如图甲所示,将小球挂在弹簧测力计下,示数5N,当将小球一半浸在水中,测力计示数为2N,则小球受到的浮力为 N,小球的体积为 cm3.若用剪刀剪断悬吊小球的细线,小球在水中稳定时受到的浮力为 N.(g取10N/kg)
16.小明将重为3N的石块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和盐水中:石块静止时弹簧测力计的示数如图甲、乙所示,则石块在水中所受浮力为 N;从图中还可看出石块所受浮力的大小与液体的 有关,若剪断图中的细线,石块将 (选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”).
17.如图所示,水平桌面上甲、乙两个质量和底面积相同形状不同的容器内,分别装有密度为、的两种不同液体,将两个相同的小球分别放在两容器中,小球静止时,两容器内液面相平。两个小球受到的浮力分别为、,甲、乙容器底部受到液体的压力分别、。则 , ,容器对桌面的压强 。(以上各空均选填“>”、“=”或“<”)
18.在科技节,小明用传感器设计了如图甲所示的力学装置,竖直细杆B的下端通过力传感器固定在容器底部,它的上端与不吸水的实心正方体A固定,不计细杆B及连接处的质量和体积。力传感器可以显示出细杆B的下端受到作用力的大小,现缓慢向容器中加水,当水深为13cm时正方体A刚好浸没,力传感器的示数大小F随水深变化的图象如图乙所示(g取10N/kg)。求:
(1)物体A所受到的重力为 N;
(2)正方体A浸没时,受到的浮力大小为 N;
(3)当容器内水的深度为4cm时,力传感器的示数大小为F,水对容器底的压力为F1,继续向容器中加水,当力传感器的示数大小变为0.2F时,水对容器底的压力为F2,则F1与F2的比值的最小值为 。
四、综合题
19.小明的妈妈买了一枚金戒指,想知道是否是纯金,于是小明利用所学知识开展项目化学习探究。
【驱动问题】妈妈买的金戒指是否是纯金
【项目研究】
a.通过查阅资料获知,小明想测出这枚戒指的密度进行对比来鉴别金戒指的真假。
b.小明利用电子秤、细线、烧杯等器材进行探究,最终测出了金戒指的密度。
小明的实验操作步骤如下:
①用电子秤测出金戒指的质量;
②将适量水倒入杯内,并置于电子秤上,记下电子秤示数;
③用细线系好戒指缓慢浸没到水中保持静止(水未溢出),记下电子秤示数。
【分析解释】
经过多次实验与分析,小明发现:当戒指浸入烧杯中,且未触碰容器底部,水未溢出时,戒指所受浮力等于容器对电子秤的压力变化,即,请根据如图所测得的数据,进行计算并分析:
①金戒指浸没在水中时所受浮力 ,金戒指的体积 ;
②进一步分析,可求得该金戒指密度为 ,由此可以确定金戒指是不是纯金;
③小明又想利用分度值为0.1N的弹簧测力计代替电子秤,其他器材不变,先利用弹簧测力计测出戒指的重力,再测量金戒指浸没在水中时所受浮力,最后计算出戒指的密度。你认为该方案是否可行? (选填“可行”或“不可行”),理由是 。
20.龙凤山公园施工时,要向水中沉放大量的施工构件,假设一正方体构件被缓缓吊入水中(如图甲)。在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,随着h的增大,正方体构件所受浮力F1,钢绳拉力F2的变化如图乙所示。
(1)浮力F1随h变化的图线是图乙中的 (选填“①”或“②”)图线,由此图可知正方体构件的边长为 m。
(2)构件所受的最大浮力为多少?
(3)构件的密度是多少?
五、计算题
21.用弹簧测力计、量筒做测定某种物块密度的实验,如图所示,当物块浸没在量筒中的水时,下表面距离液面10cm。(已知:;,量筒的刻度单位为mL,即)求:
(1)图中物块浸没在水中时下表面受到水的压强;
(2)物块浸没在水中受到的浮力;
(3)物块的密度。
22.体积为120cm3的一块固体,重为1.8N,放在密度为1.1×103kg/m3的盐水中,静止时容器底部对它的支持力有多大?
23.如图所示,水平桌面上有一个薄壁溢水杯,底面积是8×10-3m2,装满水后水深0.2m,总质量是1.75kg。把一个木块(不吸水)轻轻放入水中,待木块静止时,从杯中溢出水的质量是0.1kg。求:(水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)水对溢水杯底的压力。
(2)木块受到的浮力。
(3)溢水杯对桌面的压力。
24.如图所示,一装水薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,将一体积为100cm3的石块,用细线提着浸没在水中,细线的拉力为2N,容器中水的深度从10cm上升到12cm(容器重力和容器壁的厚度忽略不计,g=10N/kg)求:
(1)石块受到的浮力
(2)石块的重力
(3)石块的密度
(4)把细线松开,石块静止时,容器对水平桌面的压强?
25.如图所示,薄壁圆柱形容器放在水平台上,容器的底面积,高。边长的正方体A置于容器内。底面积,高的长方体B通过一轻质不可伸长的细线悬挂于容器上方。向容器中缓慢注水,细绳的拉力大小与图中水的体积的关系图像如图所示。A、B质量均匀,,常数g取。
(1)求注水前A的上表面到B的下表面的距离L。
(2)剪断图丙中细线,待A、B静止后,请分析A平衡时的状态,并求出这个过程中水对容器底部压强的变化量。
(3)平衡时A与B的接触面水平,求A对B的支持力。
六、作图题
26.福建舰的下水标志着人民海军航母进入“三剑客”时代。请在如图的简图中画出福建舰受到的重力和浮力。
27.潜艇正在从水下上浮,作出潜艇受到浮力和重力的示意图。
28.如图所示,实心木块被绳子拉着浸没在水中,画出此时木块受力示意图。(O为重心)
七、实验探究题
29.如图所示,小黄利用弹簧测力计、实心铁块、烧杯等器材,探究浮力的大小跟哪些因素有关,他提出如下猜想,设计并进行了实验;
猜想1:浮力大小与液体的密度有关;
猜想2:浮力大小与物体排开液体的体积有关;
猜想3:浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关;
(1)由图可知,实心铁块的重力是 N;
(2)实心铁块在水中受到的最大浮力是 N;
(3)从图(c)到图(d)的过程中,水对烧杯底的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)(d)、(e)两图可以验证猜想 是正确的;
(5)若(e)图中烧杯的底面积是25cm2,物体浸没入液体前后,液体对容器底压强变化了 Pa。(g取10N/kg,)
30.如图所示是小明测量盐水密度的实验。
(1)小明将天平放在水平桌面上,把游码移至标尺左端 处,发现指针指在如图18甲所示位置,此时他应将平衡螺母适当向 (选填左或“右”)调节、使天平平衡;再将装有盐水的烧杯放在天平的左盘,在右盘中放入50 g、20g、10g砝码各一个时,天平刚好再次平衡;
(2)将杯中的一部分盐水倒入量筒中,盐水的体积如图乙所示,为 cm3
(3)用天平测出剩余盐水和烧杯的总质量如图丙所示, 为 g.则所测盐水的密度是 kg/m3
(4)上述实验结束后,小明利用刚刚测出了密度的盐水和其他一些工具,又想测量一个木块的密度,请帮他将实验步骤补充完整:
①用调好的天平测出木块的质量m;
②容器内装有适量的盐水,将木块和一个空瓶叠加在一起漂浮,如图所示:
③向瓶中倒入适量的水,直到木块 ,用天平测出瓶和水的总质量 m2:
④木块密度表达式ρ= (用字母表示,盐水密度用ρ盐表示).
答案解析
1.【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;浮力及其产生原因;物体的浮沉条件及其应用
2.【答案】A
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【解答】潜水艇浮在水面时排开水的体积小于潜人水中时排开水的体积,水的密度一定,根据F浮=ρ液gV排可知F1<F2
潜水艇浮在水面时所处的深度小于潜人水中时所处的深度,水的密度一定,根据液体压强公式p=ρ液gh可知p1<p2
A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】根据F浮=ρ液gV排可知浮力大小;根据液体压强公式p=ρ液gh可知压强大小。
3.【答案】C
【知识点】液体压强的计算;阿基米德原理
【解析】【解答】A.从图中可以看到,苹果在A 液体中漂浮,那么 ,苹果在 B 液体中悬浮,那么 ,那么 ,液体深度相同,根据液体压强公式 可知, ,即A 液体对容器底部的压强大于 B 液体对容器底部的压强,A不符合题意;
B.苹果在A 液体中漂浮, ,苹果在 B 液体中悬浮, ,那么 ,根据阿基米德原理可知,苹果排开 A 液体的重力等于苹果受到的浮力,苹果排开 B 液体的重力等于苹果受到的浮力, ,那么苹果排开 A 液体的重力等于苹果排开 B 液体的重力,B不符合题意;
C.因为甲、乙两个完全相同的容器,A、B液面相同,体积相同, ,那么A液体重力大于B液体重力,由于容器对桌面的压力等于容器和容器中液体的重力之和,则甲容器对桌面的压力大,根据 可得,甲容器对桌面的压强大,C符合题意;
D.苹果在A液体中漂浮,在B液体中悬浮,所以苹果受到的浮力都等于苹果的重力,因此在A和B液体中苹果所受浮力相等,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】当物体密度小于液体密度时,物体漂浮;当物体密度等于液体密度时,物体悬浮;当物体密度大于液体密度时,物体沉底;求解液体内部的压强,利用公式p=ρgh,其中ρ是液体的密度,h是深度。
4.【答案】C
【知识点】液体压强计算公式的应用;浮力及其产生原因;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
5.【答案】D
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
6.【答案】D
【知识点】压强的大小及其计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.小球M在甲中漂浮,则它受到的浮力等于重力;小球N在乙中悬浮,则它受到的浮力等于重力。两个小球重力相等,则受到的浮力FM=FN,故A错误;
BC.小球M在甲中漂浮,则液体密度ρ甲>ρ;小球N在乙中悬浮,那么液体密度ρ乙=ρ,则液体密度ρ甲>ρ乙。液面相平,根据p=ρ液gh可知,液体对容器底部的压强p甲>p乙,故B、C错误;
D.液体对容器底部的压强p甲>p乙,容器的底面积相等,根据F=pS可知,液体对容器底部的压力F甲>
F乙,故D正确。
故选D。
【分析】(1)根据浮沉条件比较浮力和重力的关系,进而比较二者浮力的大小;
(2)(3)根据浮沉条件比较液体密度大小,再根据公式p=ρ液gh比较容器底部受到压强的大小;
(4)根据F=pS比较液体对容器底部的压力大小。
7.【答案】A,B,D
【知识点】液体压强的特点;浮力大小的计算;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】如果将木块缓慢下压至浸没的过程中,木块排开水的体积变大,所以受到的浮力变大,A符合题意;由题意可知,木块的密度为水密度的一半,所以漂浮时应有1/2体积露出水面,B符合题意;取出木块后,甲中的水面会下降,甲容器对水平桌面的压力和压强都会变小,C不符合题意;将木块全部压入水中后,甲容器中有一部分水会流出来,最后两个容器中的水面仍是相平的,两容器底部受水的压力和压强都不变,仍是相等的,D符合题意.
故答案为:ABD.
【分析】根据物体漂浮时,浮力和物体的重力相等,浮力的大小和液体的密度、物体排开的液体的体积有关,当液体密度和深度相同时,压强相同.
8.【答案】A,D
【知识点】液体压强计算公式的应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.大块橙子在水中漂浮,根据二力平衡,受到的浮力等于其重力,故A正确;
B.小块橙子沉入水底时,水的密度不变,排开水的体积先变大后不变,根据,受到的浮力先变大后不变,故B错误;
C.整个橙子漂浮时,受到的浮力等于其重力,小块橙子沉底后,受到向上的支持力和浮力,
大块仍漂浮,则,由于增加了支持力,则总的浮力小于整个橙子受到的浮力,故C错误
D.乙图中总浮力比甲图小,根据V,排开的体积小,液面深度变小,根据,甲图中杯底所受水的压强大于乙图中杯底所受水的压强,故D正确。
故选AD。
【分析】漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力;沉底的物体受到支持力,浮力小于物体的重力;浮力减小,则排开液体的体积变小,液面深度变小,根据p=ρgh,液体压强变小。
9.【答案】A,D
【知识点】浮力的利用
10.【答案】C,D
【知识点】压力及重力与压力的区别;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
11.【答案】A,D
【知识点】压强的大小及其计算;浮力的利用
12.【答案】等于;2×10⁵
【知识点】浮力及其产生原因;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】由于漂浮在水面上,所以受到的浮力等于水对潜水器底面向上的压力(没有向上向下压力差,只有向上的压力),潜水器受到的浮力为F浮=ρ海水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×20m3=2×105N。
【分析】浮力的一种求解为压力差法,即物体在液体中所受浮力为液体对物体上下压力差,亦可通过阿基米德原理F浮=ρgV排求解。
13.【答案】1.6;上浮
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】根据式F浮=ρ液gV排,可知苹果所受浮力F浮=103kg/m3×10N/kg×160×10-6m3=1.6N,物体质量为160g,根据重力公式G=mg,可知物体重力为1.4N,所以浮力大于重力,物体上浮
综上第1空为1.6;第2空为上浮
【分析】根据浮力的公式F浮=ρ液gV排,重力公式填空
据题可知,物体排开水的体积 160cm3 ,根据F浮=ρ液gV排计算苹果所受浮力,物体质量为150g,根据重力公式G=mg计算物体的 重力。
14.【答案】连通器;不变
【知识点】连通器原理及其应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】船闸的上端是开口的,下端是连通的,所以船闸是利用连通器原理工作的;
长江下游江水的含沙量明显降低,一艘货轮从长江上游穿过葛洲坝抵达上海,始终漂浮,浮力等于重力,不考虑质量变化,重力不变,则货轮受到的浮力不变。
故答案为;连通器;不变。
【分析】(1)连通器的特点:上端开口、下端连通的容器;
(2)物体漂浮时,浮力等于重力。
15.【答案】3;600;5
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】解:(1)小球受到的浮力:
F浮=G﹣F示=5N﹣2N=3N,
(2)F浮=ρ水gv排,
所以V排==3×10﹣4m3,
所以物体的体积:
V=2×3×10﹣4m3=6×10﹣4m3=600cm3.
(3)G=mg=5N,
所以m==0.5kg,
ρ物=≈0.83×103kg/m3;
所以物体的密度小于水的密度,物体漂浮在水面上,
物体受到的浮力:
F浮′=G=5N.
故答案为:3;600;5.
【分析】(1)先利用称重法求物体浸入一半时受到的浮力;
(2)再利用阿基米德原理求排开水的体积(总体积的一半),从而得出物体的体积;
(3)知道物体的重力求物体的质量,利用密度公式求物体的密度,和水的密度比较,确定物体存在的状态,利用物体的浮沉条件求此时物体受到的浮力.
16.【答案】1;密度;下沉
【知识点】阿基米德原理;探究浮力大小的实验;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】解:(1)石块在水中所受浮力:
F浮=G﹣F′=3N﹣2N=1N;(2)由甲和乙图可知,
石块在盐水中受到的浮力:
F浮′=G﹣F′=3N﹣1.8N=1.2N,
F浮≠F浮′,排开水的体积相同、液体的密度不同,可见浮力的大小与液体的密度有关;(3)若剪断图中的细线时,受到的重力3N大于受到的浮力1.2N,
所以石块会下沉.
故答案为:1;密度;下沉.
【分析】(1)根据称重法F浮=G﹣F′求出石块在水中所受浮力;(2)在甲、乙两图中,排开液体的体积相同,液体的密度不同,受到的浮力不同,据此得出结论;(3)物体的浮沉取决于受到的重力和浮力的大小,当重力大于浮力时物体下沉.
17.【答案】=;>;>
【知识点】压强大小比较;压强的大小及其计算;阿基米德原理
18.【答案】6;10;2∶5
【知识点】二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理
19.【答案】;;;不可行;弹簧测力计的精度不够
【知识点】密度公式及其应用;浮力大小的计算
【解析】【解答】1) (50.5-50.0)×10-3kg×10N/kg=5×10-3N;
根据F浮=ρ液gV排,所以V排=5×10-3N/103kg/m3/10N/kg= ;
物体质量为9.65g,所以ρ=m/v=9.65×10-3kg/= ,
由于弹簧测力计分度值为0.1N,而本体中天平的分度值精确到百分位,所以弹簧测力计分度值不够,该试验不可行
综上第1空为;第2空为;第3空为;第4空为不可行;第5空为弹簧测力计的精度不够
【分析】根据浮力的计算、密度的计算填空
1、据题可知 ,,,据此求解物体所受浮力
2、利用浮力公式求解排水体积:浮力的公式F浮=ρ液gV排,所以排水体积V排=F浮/ρ液g
3、密度的计算:公式为ρ=m/v,据题可知物体的密度为 /V排
20.【答案】(1)②;2
(2)已知构件的边长a=2m,则体积V=(2m)3=8m3;则当构件完全浸没时,浮力最大,V排=V=8m3,最大浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8m3=8×104N;
(3)由乙图可知,钢绳拉力F2=1.6×105N,F浮=8×104N;则构件的重力G=F2+F浮=1.6×105N+8×104N=2.4×105N;
构件的质量 ;
则构件的密度
【知识点】密度公式及其应用;重力及其大小的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】(1)钢绳拉着物体进入水中时,物体排开液体的体积变大,浮力变大;完全浸没后,浮力保持不变,根据图乙,②是F1的图线;根据乙图横坐标,物体下表面移动 2m时,完全浸没,说明物体的边长是2m;
【分析】(1)根据浮力的变化判断对应的图线;
(2)根据液体密度和排开液体的体积,计算浮力大小;
(3)利用物体受到的浮力和拉力,计算总重力;利用重力计算物体的质量,根据质量和体积的比值, 计算密度。
21.【答案】(1)图中物块浸没在水中时下表面的深度,图中物块浸没在水中时下表面受到水的压强
(2)由图可知,物体的重力,物体浸没在液体中时弹簧测力计的示数,则物块浸没在液体中受到的浮力
(3)解:物体浸没前量筒中水的体积,物体浸没后量筒中水和物体的总体积,则物体的体积:
物体的质量:
物体的密度:
【知识点】密度公式及其应用;液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】1) 据题可知物块浸没在水中时下表面的深度,根据压强公式计算 物块浸没在水中时下表面受到水的压强;
2)受力分析可知,物体浸没在水中,受到重力(向下),浮力(向上)、拉力向上,所以
3) 物体浸没前量筒中水的体积,物体浸没后量筒中水和物体的总体积,
则物体的体积:
物体的质量:
物体的密度:
22.【答案】0.48N
【知识点】阿基米德原理
23.【答案】(1)解: 水对溢水杯底的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa,
由可得水对溢水杯底的压力:F=pS=2000Pa×8×10﹣3m2=16N;
答:水对溢水杯底的压力为16N;
(2)解:由阿基米德原理可得木块所受的浮力:F浮=G排=m排g=m溢g=0.1kg×10N/kg=1N;
答:木块受到的浮力为1N;
(3)解: 因为木块漂浮在水面上,所以F浮=G排=G木,
所以此时溢水杯对桌面的压力:
F=G+G木-G排=G=mg=1.75kg×10N/kg=17.5N。
答:溢水杯对桌面的压力为17.5N。
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)利用p=ρgh,计算液体压强的大小;利用F=pS计算压力;
(2)根据F浮=G排=mg,计算浮力大小;
(3)根据水平面上的总重力,计算压力大小。
24.【答案】(1)解:石块所受浮力F浮=ρ液V排g=1×103kg/m3×1×10-4 m3×10N/kg=1N
答:石块受到的浮力为1N;
(2)解:G石=F拉+F浮=2N+1N=3N;
答:石块的重力为3N;
(3)解:由G=mg=ρgV得: ,
答:石块的密度为3×103kg/m3;
(4)解:容器底面积 ,水的体积V水=Sh=50cm2×10cm=5×102cm3,水的重力G水=m水g=ρ水gV水=1×103kg/m3×10N/kg×5×102×10-6m3=5N.F=G水+G石=5N+3N=8N,容器对水平地面压强为 .
答:容器对水平地面的压强为1.6×103Pa.
【知识点】密度公式及其应用;重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;阿基米德原理
【解析】【分析】(1)已知石块的体积,石块的体积等于它排开水的体积,根据公式F浮=ρ液gV排可求石块所受浮力.
(2)根据称重法求出石块重力.
(3)根据G=mg=ρgV求出石块密度.
(4)根据排开水的体积和水上升的高度,可求容器的底面积,再求出水的体积,进一步求出水的重力,容器对水平地面的压力等于石块和容器的重力,根据公式p=可求容器对水平地面的压强.
25.【答案】解:(1)根据题中信息,由体积关系得
即
解得
(2)分析甲图和图像可得,分析乙、丙图和图像,由体积关系可得,乙图中液面到B下表面的距离为
在甲、乙图中,A没入水中的深度为
由乙和图像可知,A刚好漂浮,则A受到的重力
剪断细线后,A、B一起下沉,将A、B当做一个整体,假设沉底,B没入水中的深度为,由体积关系得
即
解得
则B此时排开水的体积为
A、B整体受到的浮力
所以假设成立,故剪断细线后,A将沉底;分析可得,水面上升的距离
水面上升过程中水对容器底压强的变化量为
(3)B受到的浮力
所以A对B的支持力
答:(1)求注水前A的上表面到B的下表面的距离L为;
(2)剪断图丙中细线,待A、B静止后,A将沉底,这个过程中水对容器底部压强的变化量为;
(3)平衡时A与B的接触面水平,求A对B的支持力。
【知识点】阿基米德原理;浮力的利用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据底面积和高度,计算对应的体积;
(2)根据体积变化量,计算高度变化量;根据G=F浮=ρ液gV排,计算浮力大小;利用p=ρgh,计算液体压强大小变化量;
(3)根据F浮=ρ液gV排,计算浮力,根据受力分析,计算物体受到的支持力。
26.【答案】
【知识点】力的三要素及力的示意图;重力示意图;浮力及其产生原因
27.【答案】解:如图所示:
【知识点】浮力的示意图
【解析】【解答】潜水艇受到的重力竖直向下,而浮力竖直向上,上浮过程中浮力应大于重力,如图所示:
。
【分析】物体受到的重力竖直向下,浮力竖直向上。
28.【答案】
【知识点】重力示意图;浮力及其产生原因
29.【答案】5;1;不变;1;320
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;探究浮力大小的实验
30.【答案】(1)零刻度线;右
(2)40
(3)38;
(4)刚好浸没在盐水中;
【知识点】固体密度的测量;阿基米德原理
【解析】【解答】(1)小明将天平放在水平桌面上,把游码移至标尺左端零刻度线处,发现指针指在分度盘的左侧,此时他应将平衡螺母适当向右调节。盐水和烧杯的总质量为:m总=50g+20g+10g=80g;
故答案为:零刻度线;右。
(2)量筒中盐水的体积:V=40mL=40cm3;
故答案为:40cm3。
(3)由图可知,天平标尺的分度值为0.2g,游码对应的刻度值为3g,剩余盐水与烧杯的质量:m剩=20g+10g+5g+3g=38g;
量筒中盐水的质量:;
盐水的密度:;
故答案为:38;。
(4)向瓶中倒水,直到木块刚好浸没在盐水中,用天平测出瓶和水的总质量m2。
④[5]木块刚好完全浸没在盐水中时,木块排开盐水的体积等于木块的体积,即:;
因为木块和瓶整体漂浮,所以整体受到的浮力等于空瓶、瓶中的水和木块的总重力,所以:;
由此可得木块的密度:;
故答案为:刚好浸没在盐水中;。
【分析】(1)小明将天平放在水平桌面上,把游码移至标尺左端零刻度线处,发现指针指在分度盘的左侧,此时他应将平衡螺母适当向右调节。
(2)量筒中盐水的体积:V=40mL=40cm3。
(3)天平标尺的分度值为0.2g,游码对应的刻度值为3g,读出天平示数为剩下的总质量,再由总质量减去得到量筒中盐水的质量,再由公式计算出盐水的密度。
(4)向瓶中倒水,直到木块刚好浸没在盐水中,用天平测出瓶和水的总质量m2。木块刚好完全浸没在盐水中时,木块排开盐水的体积等于木块的体积。因为木块和瓶整体漂浮,所以整体受到的浮力等于空瓶、瓶中的水和木块的总重力,由阿基米德原理可得木块的密度表达式。
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