浮力与受力分析-2024-2025学年人教版物理八年级下学期

浮力与受力分析 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图所示，现将重4N，边长为10cm的正方体物块A用细绳系在盛有水的容器底部，容器的底面积为300cm2，物块A处于静止状态，此时水的深度为30cm。下列说法正确的是（　　） A．细线对物块的拉力为10N B．此时容器底部所受压力为9N C．若剪断细绳，待物块A静止后，液面下降了6cm D．若剪断细绳，待物块A静止后，液体对容器底部的压强为2.8×10³Pa 2．将体积相同的A、B实心小球用细线系好，按如图所示的方式浸没在液体中，细线对小球的拉力相等（不为零）。下列说法正确的是（   ） A．若将细线剪断，当两球静止时，受到的浮力相等 B．A球的密度可能小于B球的密度 C．若将细线剪断，当小球静止时，液体对容器底的压强与图中相比不变 D．若将细线剪断，当小球静止时，容器对水平桌面的压强与图中相比变大 3．如图所示，一个重2N的小球被线拉住浸没在液体中，如果它受的浮力是2.8N，则线对球的拉力是（　　）    A．4.8N B．0.8N C．2N D．0N 二、多选题 4．如图甲所示，一长方体木块质量为0.12kg，高为4.0cm，将木块平稳地放在水面上，静止时木块露出水面的高度为2.0cm；如图乙所示，利用金属块和细线，使木块浸没水中且保持静止状态。已知水的密度，g取，则下列分析正确的是（　　） A．木块在水中漂浮时，受到的浮力为2.4N B．木块的体积为 C．木块的密度为 D．细线对木块的拉力为1.2N 三、填空题 5．一边长为0.1m的正方体物块A底部连一根细绳，此时物块A上表面刚好与液面相平，容器内水的深度为30cm，容器底面积为，如图所示，细绳所受力的大小为5N。（细绳的自重和体积以及细绳所受浮力忽略不计，假设物块A不吸水），当物块A全部浸没在水中时受到水的浮力为 N；打开出水口放水，当细绳刚好不受力时停止放水，水面静止时（物块A上下表面与水面平行）容器内水对容器底部的压强为 Pa。 6．如图所示，重为10N、体积为1.2×103cm3的实心正方体，用细绳吊着浸入盛水的容器中，此时容器中水面高度为30cm。则水对容器底部的压强为 Pa；剪断细绳后，物体最终在水中 （选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”）。（ρ水＝1.0×103kg/m3）    四、计算题 7．如图所示，水平地面上有底面积为，重力为3N的薄壁盛水柱形容器A，边长为10cm的正方体物块B，通过一根10cm的细线与容器底部相连，此时水面距容器底30cm，剪断绳子后，物块B静止时，有的体积露出水面（不考虑木块吸收），求： (1)剪断绳子前，容器底部所受液体压强； (2)剪断绳子前，绳子所受的拉力； (3)剪断绳子后，水平地面所受容器的压力。 8．小丽洗水果时发现，苹果漂浮在水面上，于是将装有适量细沙的瓶子密封后用细绳系在苹果下，制作一个可悬浮的“潜水艇模型”，如图所示。小丽用电子秤测出苹果的质量为180g，苹果浸没时排开水的质量为200g，加盖后瓶子的总体积为255cm³。ρ水=1.0g/cm³，不考虑细绳的自重和体积，g取10N/kg。求： (1)苹果漂浮时的浮力； (2)苹果的密度； (3)当“潜水艇模型”悬浮在水中时，细绳对瓶子的拉力。 9．某同学受“怀丙打捞铁牛”故事的启发，设计了如下“打捞”过程：如图甲，金属块A部分陷入淤泥内，轻质小船装有18N的沙石，细绳将金属块A和小船紧连，细绳对小船的拉力为2N，水面与船的上沿相平；将小船内所有沙石清除后，金属块A被拉出淤泥静止在水中，如图乙所示。已知金属块A的体积为，，取10N/kg，小船的质量忽略不计，细绳的质量和体积忽略不计； (1)甲图中，金属块A上表面距离水面50cm，求金属块A上表面受到的水的压强； (2)甲图中，求小船受到的浮力； (3)乙图中，小船有的体积露出水面，求此时小船所受的浮力； (4)金属块A的密度。 10．一质量为，密度为的正方体木块用细线系于底面积为容器的水中，如图所示，则：（，g取） (1)木块的体积是多少？ (2)木块所受的浮力大小是多少？ (3)将细线剪断后，木块静止时，所受浮力大小是多少？ (4)将细线剪断后，木块静止时，容器底部受到水的压强变化了多少？ 11．如图甲为用传感器设计的力学装置，竖直轻细杆的上端通过力传感器固定在天花板上，轻杆下端与圆柱体相连，悬挂在空容器中。向容器中加水，力传感器示数F大小随容器中水的高度h变化的图象如图乙。求： (1)圆柱体的重。 (2)时力传感器的示数。 (3)圆柱体的密度。 12．如图甲所示是打捞时用钢缆绳拉着实心长方体A沿竖直方向以0.4m/s的速度匀速上升的情景。图乙是A离开水底上升过程中钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图像。ρ水=1.0×10³kg/m³，g取10N/kg。求： （1）长方体A在水底打捞前，上表面受到水的压强； （2）长方体A浸没在水中时受到的浮力； （3）长方体A的密度。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《浮力与受力分析》参考答案 题号 1 2 3 4 答案 D D B BD 1．D 【详解】A．物块的重力为 物块浸没在水中，则 物块浸没时受到的浮力为 绳子的拉力为 故A错误； B．水的深度为，此时容器底部所受压强为 此时容器底部所受压力为 故B错误； CD．物块漂浮， 由得，物块漂浮时排开水的体积为 所以液面下降的深度为 待物块静止后，液体对容器底部的压强为 故C错误，D正确。 故选D。 2．D 【详解】AB．体积相同的A、B实心小球,绳子剪断前，两球都浸没液体中，排开水的体积都等于球的体积，故所受浮力相等。细线对小球的拉力相等且不为零，故A小球受到竖直向上的拉力，B小球受到竖直向下的拉力，保持静止。故可得，小球完全浸没时，A小球所受浮力小于自身重力，绳子剪断后会下沉，A小球的密度大于液体密度，B小球所受浮力大于自身重力，绳子剪断后会上浮，B小球的密度小于液体密度，故A球的密度大于B球的密度，B错误；B小球上浮最终漂浮，有一部分体积露出液体表面，排开液体体积减小，浮力减小，故若将细线剪断，当两球静止时，A小球受到的浮力大于B小球受到的浮力，故A错误； C．由上分析可知，当细线剪断，当小球静止时，AB两小球受到的总的浮力减小，排开液体的体积变小，液面下降，深度变小，根据，液体对容器底的压强与图中相比变小，故C错误； D．将容器、液体、AB小球看成一个整体，这个整体受到A小球上绳子一个向上的拉力，当绳子剪断后这个拉力消失，整体对桌面的压力变大，在受力面积不变的情况下，容器对水平桌面的压强变大，故D正确。 故选D。 3．B 【详解】由图可知，小球受到竖直向下的重力、绳的竖直向下的拉力，竖直向上的浮力作用，在这三个力的作用下处于静止状态，这三个力是平衡力 F拉=F浮-G=2.8N-2N=0.8N 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 4．BD 【详解】A．木块在水中漂浮时，处于平衡状态，受到的重力和浮力是一对平衡力，由二力平衡条件知，浮力大小为F浮1＝G＝mg＝0.12kg×10N/kg＝1.2N 故A错误； B．木块浸入水中的体积为 木块的高为4.0cm，而漂浮时露出水面的高度为2.0cm，可知此时木块浸入水中的体积是自身体积的一半。所以木块的体积为V＝2V排1＝2×1.2×10－4m3＝2.4×10－4m3，故B正确； C．由知，木块的密度为 故C错误； D．当木块浸没时，排开水的体积为V排2＝V＝2.4×10－4m3 所受浮力为F浮2＝ρ水gV排2＝1×103kg/m3×10N/kg×2.4×10－4m3＝2.4N 木块受到竖直向下的重力、竖直向下的拉力以及竖直向上的浮力，保持平衡状态，所以细线对木块的拉力为F拉＝F浮－G＝2.4N－1.2N＝1.2N 故D正确。 故选BD。 5． 10 【详解】[1][2]正方体物块A体积为 则当物块A全部浸没在水中时受到水的浮力为 物块A受到竖直向上的浮力、绳子对其竖直向下的拉力以及自身重力，根据力的平衡条件，物块A重力为 打开出水口放水，当细绳刚好不受力时停止放水，水面静止时物体A漂浮，则此时浮力为 则此时排开水的体积为 则排开水的体积变化量为 水面下降的高度为 则此时水的深度为 则放水后容器内水对容器底部的压强为 6． 3000 漂浮 【详解】[1]水对容器底部的压强为 p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa [2]由G=mg可得，该物体的质量为 该物体的密度为 剪断细线后，由于正方体的密度小于水，因此最终会在水中漂浮。 7．(1) (2) (3)87N 【详解】（1）容器底部所受液体压强 （2）物块B的体积，剪断绳子前，物块B浸没在水中，排开水的体积，根据阿基米德原理，可得物块B受到的浮力 剪断绳子后，物块B静止时，有的体积露出水面，此时排开水的体积 此时浮力 因为物块B静止，状态为漂浮，所以物块B的重力 剪断绳子前，物块B受重力、浮力和绳子的拉力，根据力的平衡，则绳子所受的拉力 （3）容器中水的体积 根据和，可得水的重力 容器重力，物块B重力。水平地面所受容器的压力等于容器、水和物块的总重力，即 8．(1)1.8N (2) (3)0.2N 【详解】（1）苹果的重力 苹果漂浮时的浮力等于重力，所以苹果漂浮时所受浮力 （2）苹果浸没时排开水的质量为200g，则排开水的体积 苹果浸没时排开水的体积等于自身的体积，所以苹果的体积 故苹果的密度 （3）苹果悬浮时所受到的浮力 当“潜水艇模型”悬浮在水中时，苹果受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、细绳对苹果的拉力，在这三个力下受力平衡，即，所以细绳对苹果的拉力 细绳对瓶子的拉力等于细绳对苹果的拉力，故细绳对瓶子的拉力 9．(1) (2)20N (3)12N (4) 【详解】（1）金属块A上表面受到的水的压强 （2）如图甲所示，将小船和砂石看成一个整体，该整体处于静止状态，受平衡力，该整体受到了竖直向上的浮力，竖直向下的拉力和竖直向下的总重力，故小船受到的浮力 （3）甲图中，水面与船的上沿相平，小船刚刚浸没，此时小船所受的浮力为 乙图中，小船所受的浮力 （4）金属块A的体积为，物体A所受的浮力为 如图乙，小船内所有沙石清除后，将小船和物体A当成一个整体，该整体受到了竖直向上的浮力为 该整体处于静止状态，该整体受到了竖直向下的重力和竖直向上的浮力，而小船内所有沙石清除后，小船为轻质小船，故物体A所受的重力为 金属块A的密度 10．(1) (2)12N (3)6N (4)150Pa 【详解】（1）木块的体积为 （2）木块浸没在水中，受到的浮力为 （3）由于木块密度小于水的密度，将细线剪断后，木块静止时将漂浮，根据二力平衡知识可知，此时浮力等于木块的重力，即 （4）将细线剪断后，木块静止时，其排开水的体积为 则木块排开水减小的体积为 水面下降的高度为 则容器底部受到水的压强变化了 11．(1)9N (2)3N (3) 【详解】（1）解：由图乙知道，水的高度为15cm时，水面恰好与圆柱体下表面相平，此时压力传感器受到的拉力F=9N，即圆柱体的重力 G=F=9N 答：圆柱体的重力为9N。 （2）解：当水的高度为30cm时，力传感器受到的示数F=0，说明圆柱体受到的浮力   ① 此时圆柱体浸在水中的长度为 设圆柱体的底面积为S，即此时圆柱体排开水的体积 圆柱体受到的浮力      ② 当水的高度为35cm时，力传感器受到的示数F保持不变，说明圆柱体恰好浸没水中，此时圆柱体浸没在水中长度 圆柱体排开水的体积 圆柱体受到的浮力    ③ 由①②③解得 时，圆柱体受到的浮力与时的相等，则力传感器的示数 答：时力传感器的示数为3N。 （3）解：圆柱体的体积 则圆柱体的密度 答：圆柱体的密度为 12．（1）4×104Pa；（2）4×104N；（3）1.5×103kg/m3 【详解】解：（1）由图乙可知，长方体A离开水底到上表面刚露出时所用的时间t=10s，根据可得，上表面所处的深度为 所以长方体A在水底打捞前，上表面受到水的压强为 p=ρ水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×4m=4×104Pa （2）由图乙可知，前10s钢绳的拉力不变，此时长方体A在水面以下，拉力为 15s后拉力不变，长方体A沿竖直方向匀速上升，根据平衡条件，长方体A的重力为 所以长方体A受到的浮力为 （3）由可得长方体A的体积为 长方体A的密度为 答：（1）长方体A在水底打捞前，上表面受到水的压强为4×104Pa； （2）长方体A浸没在水中受到的浮力为4×104N； （3）长方体A的密度为1.5×103kg/m3。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$