内容正文:
第九章 压强和浮力(作图题30道)
1.如图所示,重为4N的物体沿静止斜面向上滑动,请画出物体所受摩擦力的示意图__________。如图所示,重为2N的小球静止在水中,在图中画出小球受到的浮力的示意图__________。
2.烧杯中盛有适量的水,将物重为的木块放入水中,木块漂浮在水面上如图所示,请画出该木块所受浮力的示意图。
3.如图所示,小球静止在水中,请画出小球所受的浮力。
4.如图所示,木块漂浮在水面上,请画出木块所受浮力F的示意图。
5.如图所示,请画出小球在水中漂浮时的受浮力示意图。
6.一个实心铁球沉入水底,如图所示,请画出铁球受到的所有力的示意图。
7.烧杯静止在斜面上如图,水面上漂浮一个小球,画出小球的浮力示意图;
8.我国处于世界领先水平的下一代攻击型核潜艇已经在计划建造中,潜艇是通过改变自身重力来实现下潜和上浮的,悬浮的潜艇在完成水下作业后,要实现上浮需经历以下过程:第一步,排水开始上浮:第二步,当速度达到一定时停止排水(潜艇未露出水面),第三步,潜艇露出水面漂浮;假定潜艇从排水时开始计时,t1时刻停止排水,t2时刻开始露出水面,t3时刻漂浮在水面,请在乙图中作出从开始计时到t3时刻潜艇所受合力随时间的变化大致图象。
9.请在图中画出斜面受到的压力的示意图;
10.如图,质量为6kg的冰块处于静止状态。画出冰块所受浮力的示意图。(g=10N/kg)
11.如图甲,蓄水池放水阀门K关闭,打开蓄水池上方的水龙头,水长时间沿池壁缓慢匀速流入池中(蓄水池中原来没有水)。请在坐标系(乙图)中画出蓄水池底部所受水的压强p与进水时间t的关系的大致图像(不考虑水流动对压强的影响)。
12.
(1)小华将重6N的篮球投向篮筐,篮球在空中运动的情景如图所示,请作出此时篮球所受重力的示意图(O为重心)。
(2)如图所示,把装有一定量水的烧杯放在斜面上,再把乒乓球放入水中,松手后乒乓球漂浮在水面上。请画出乒乓球所受浮力的示意图。
13.按要求作图。
(1)如图所示,一物体静止在斜面上,请你画出该物体所受重力的示意图。
(2)如图,重为的小球漂浮在水面上,请画出小球的受力示意图。
14.木块A静止在斜面上,在图中画出斜面受到的压力的示意图。
15.如图所示,请在图中画出小球所受浮力的示意图。
16.按要求完成下列作图。
(1)如图所示,物块A静止在斜面上,请画出物块A对斜面压力的示意图。
(2)如图所示为一个放在地面上的足球,是它受到的重力,请你画出重力的平衡力的示意图。
(3)一烧杯放在斜面上,请画出图中重为5N的小球静止在水面上时所受浮力的示意图。
17.图中木箱的重力是,木箱对斜面的压力是,画出物体对斜面压力的示意图。
18.按要求完成下列作图;
(1)如图,用力踢出的足球,在草地上运动,请画出运动中的足球受到弹力F和摩擦力f的示意图。
(2)如图所示,一烧杯静止在斜面上,烧杯内的水面上漂浮着一小球。请在图中作出烧杯对斜面的压力F压和小球受到的浮力F浮的示意图。
(3)如图所示,物体A静止在粗糙斜面上,画出物体A所受的全部力的示意图。
19.甲、乙、丙为底部扎有橡皮膜的玻璃管插入水槽中,如图所示。甲、乙、丙管内分别装有与水槽水面相平的煤油、盐水和水,请画出橡皮膜的大致形状。(盐水>水>煤油)
20.如图所示,这是一个乒乓球在水中加速上浮过程中处在某一位置的示意图,请在图中画出此时乒乓球所受力的示意图。
21.按要求作图:
(1)如图所示纸箱A静止在斜面上,画出纸箱对斜面的压力和纸箱受到的摩擦力的示意图。
(2)如图所示,一个小球悬浮在水中,画出小球受力的示意图。
(3)如图所示,物体M随小车一起向右运动。请根据小球m的状态,画出平放在光滑车厢底的物体M所受的支持力和弹簧对物体M的弹力。
22.某物理兴趣小组利用塑料瓶和乒乓球做“研究浮力产生原因”的实验,将一个塑料可乐瓶剪去底部,把一个乒乓球放在瓶内,从上面倒入水,会有少量水从乒乓球与瓶颈缝隙中流出,但乒乓球并不上浮,若用手堵住瓶口,可观察到乒乓球浮起。
①请在图甲中画出B处乒乓球所受重力和浮力的示意图。
②请在图乙中画出乒乓球从A运动到C受到浮力F浮随时间t变化的大致图像。
23.请画出物块受到的浮力。
24.如图所示,一个小球正在下沉,请用力的示意图画出小球所受到的力。(不计阻力)
25.如图甲所示,将细线一端固定在容器底部,另一端固定在乒乓球上,然后向容器内 加水。请在图乙中画出乒乓球静止时受到的重力和浮力的示意图(O 点表示乒乓球的重心)。
26.如图甲所示,往柱形量杯中匀速注水直至注满。请在图乙中绘出量杯底部对桌面的压强p随时间t变化的大致图像。
27.如图所示,小球漂浮在水面,请在O点画出小球受到的重力G和浮力F的示意图。
28.如图所示,小球在水中加速上浮,请画出小球加速上浮时的受力情况。
29.如图所示,弹簧的一端固定在容器底部,另一端固定在物块A的下表面,容器中的水面刚好与物块A的上表面相平。将容器底部的木塞拔出后,容器中的水就从容器底部逐渐流出。请你画出弹簧对物块A施加的弹力F随水面下降高度h变化的大致关系图像。(ρA<ρ水,不计弹簧所受的浮力)
30.作图题:
(1)如图所示,一小球漂浮在盛水的烧杯中,将烧杯放置在斜面上,各物体均处于静止状态,请作出小球的受力示意图和烧杯对斜面压力的示意图(小球的重心已标出)。
(2)如图是电工静止在杆上某处检修电路时的情景,请在图中画出电工所受的摩擦力的示意图,O点为重心。
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第9章 压强和浮力(作图题30道)
1.如图所示,重为4N的物体沿静止斜面向上滑动,请画出物体所受摩擦力的示意图__________。如图所示,重为2N的小球静止在水中,在图中画出小球受到的浮力的示意图__________。
【答案】
【详解】[1]物体沿静止斜面向上滑动,摩擦力的方向与物体运动方向相反,方向沿斜面向下,作用点可画在重心上,摩擦力用f表示,如图所示
[2]小球静止在水中,受到的浮力方向竖直向上,从重心开始竖直向上作图,并标上数据,如图所示
2.烧杯中盛有适量的水,将物重为的木块放入水中,木块漂浮在水面上如图所示,请画出该木块所受浮力的示意图。
【答案】
【详解】木块漂浮在水面上,所受浮力等于木块的重力,过木块的重心沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段,用符号F浮表示,其大小等于重力2N,如图所示:
3.如图所示,小球静止在水中,请画出小球所受的浮力。
【答案】
【详解】小球在水中静止时,受到的浮力作用点在重心上,过小球重心沿竖直向上的方向画一条有向线段,用符号F浮表示,如图所示:
4.如图所示,木块漂浮在水面上,请画出木块所受浮力F的示意图。
【答案】
【详解】木块漂浮在水面上,所受浮力大小等于木块的重力,浮力方向是竖直向上,过木块的重心沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段,用符号F表示,如下图所示:
5.如图所示,请画出小球在水中漂浮时的受浮力示意图。
【答案】
【详解】小球静止在水中时,受到竖直向上的浮力,作用点在重心上;从小球的几何中心沿竖直向上的方向画一条有向线段,标注F浮,如图所示:
6.一个实心铁球沉入水底,如图所示,请画出铁球受到的所有力的示意图。
【答案】
【详解】铁球受到重力G、浮力F浮、容器对铁球的支持力F支的作用点都画在铁球的重心(球心)上,支持力和浮力的方向都是竖直向上,重力的方向是竖直向下的,如图所示:
7.烧杯静止在斜面上如图,水面上漂浮一个小球,画出小球的浮力示意图;
【答案】
【详解】小球漂浮在水面上,受到竖直向上的浮力作用。浮力的施力物体是水,浮力的作用点在小球的重心上。所以,过小球的重心沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段,并用符号“F浮”表示,即为小球所受浮力的示意图。如图所示:
8.我国处于世界领先水平的下一代攻击型核潜艇已经在计划建造中,潜艇是通过改变自身重力来实现下潜和上浮的,悬浮的潜艇在完成水下作业后,要实现上浮需经历以下过程:第一步,排水开始上浮:第二步,当速度达到一定时停止排水(潜艇未露出水面),第三步,潜艇露出水面漂浮;假定潜艇从排水时开始计时,t1时刻停止排水,t2时刻开始露出水面,t3时刻漂浮在水面,请在乙图中作出从开始计时到t3时刻潜艇所受合力随时间的变化大致图象。
【答案】
【详解】0时刻,潜艇悬浮,处于平衡状态,所受合力为0;开始排水时,浮力不变,重力减小,合力增大,t1时刻停止排水,则合力不变,t2时刻开始露出水面,浮力减小,重力不变,合力减小,t3时刻漂浮在水面,合力为0,如图所示:
9.请在图中画出斜面受到的压力的示意图;
【答案】
【详解】小球与斜面的接触点做斜面的垂线,并在末端标上箭头和F压,即为压力。如图所示
10.如图,质量为6kg的冰块处于静止状态。画出冰块所受浮力的示意图。(g=10N/kg)
【答案】
【详解】冰块的重力
G=mg=6kg×10N/kg=60N
因为冰块漂浮,所以冰块所受浮力
F浮=G=60N
从冰块的重心沿竖直向上的方向画出浮力的示意图,如图所示:
11.如图甲,蓄水池放水阀门K关闭,打开蓄水池上方的水龙头,水长时间沿池壁缓慢匀速流入池中(蓄水池中原来没有水)。请在坐标系(乙图)中画出蓄水池底部所受水的压强p与进水时间t的关系的大致图像(不考虑水流动对压强的影响)。
【答案】
【详解】由可知,当液体h随时间t增大越快时,p增大越快,反应在图像上为斜率更陡峭。由水匀速流出可知,单位时间内流入的水的体积恒定,最初时刻,液体在面积较小的下表面液体深度增加,之后液体在面积较大的表面深度增加,因此p增大速度先快后慢,斜率先陡后缓,最终水满以后,深度不再变化,因此p不变,为一条横线。如下图所示:
12.
(1)小华将重6N的篮球投向篮筐,篮球在空中运动的情景如图所示,请作出此时篮球所受重力的示意图(O为重心)。
(2)如图所示,把装有一定量水的烧杯放在斜面上,再把乒乓球放入水中,松手后乒乓球漂浮在水面上。请画出乒乓球所受浮力的示意图。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)重力方向始终竖直向下,作用点在物体的重心O处。篮球在空中运动时,虽然运动方向可能改变,但所受重力方向不变。因此,从O点竖直向下画一条带箭头的线段,标出G=6N即可。如图所示:
(2)浮力方向始终竖直向上,作用点可画在乒乓球的重心位置。因此,从乒乓球中心竖直向上画一条带箭头的线段,标出F浮即可。如图所示:
13.按要求作图。
(1)如图所示,一物体静止在斜面上,请你画出该物体所受重力的示意图。
(2)如图,重为的小球漂浮在水面上,请画出小球的受力示意图。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)过物体的重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,并用符号G表示。如图所示:
(2)小球漂浮在水面上时,其受到的重力和浮力是一对平衡力,二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上;过小球的重心作出竖直向下的重力和竖直向上的浮力,并标上符号。如图所示:
14.木块A静止在斜面上,在图中画出斜面受到的压力的示意图。
【答案】
【详解】压力的作用点在斜面上,从作用点起,垂直斜面画线段,在线段的末段画上箭头表示力的方向,如下图所示
15.如图所示,请在图中画出小球所受浮力的示意图。
【答案】
【详解】小球在水中静止时,受到竖直向上的浮力,浮力的作用点在重心,如图所示:
16.按要求完成下列作图。
(1)如图所示,物块A静止在斜面上,请画出物块A对斜面压力的示意图。
(2)如图所示为一个放在地面上的足球,是它受到的重力,请你画出重力的平衡力的示意图。
(3)一烧杯放在斜面上,请画出图中重为5N的小球静止在水面上时所受浮力的示意图。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)压力是垂直作用在物体表面上的力,所以物块A对斜面压力的作用点在斜面上,方向垂直于斜面向下,故压力示意图如图所示:
(2)足球静止在地面上,处于平衡状态,重力G的平衡力是地面对足球的支持力。根据平衡力条件得支持力的大小与重力大小相等,即,方向与重力方向相反,竖直向上,作用点在足球的重心上。故重力的平衡力示意图如图所示:
(3)小球静止在水面上,处于漂浮状态,浮力与重力G是一对平衡力,大小相等,
浮力方向竖直向上,作用点在小球的重心上,故小球静止在水面上时所受浮力的示意图如图所示:
17.图中木箱的重力是,木箱对斜面的压力是,画出物体对斜面压力的示意图。
【答案】
【详解】物体对斜面的压力的作用点在接触面的中点处,过此点作垂直于斜面向下的力,即为压力,并标出压力的大小,如图所示:
18.按要求完成下列作图;
(1)如图,用力踢出的足球,在草地上运动,请画出运动中的足球受到弹力F和摩擦力f的示意图。
(2)如图所示,一烧杯静止在斜面上,烧杯内的水面上漂浮着一小球。请在图中作出烧杯对斜面的压力F压和小球受到的浮力F浮的示意图。
(3)如图所示,物体A静止在粗糙斜面上,画出物体A所受的全部力的示意图。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)在草地上向右滚动的足球受到三个力的作用:竖直向下的重力G、地面竖直向上的支持力N(弹力)、水平向左的摩擦力f,力的作用点画在重心上。 如图所示:
(2)小球受到的浮力F浮方向竖直向上,作用点在小球的重心; 在斜面上选取物体与接触面的中点为压力的作用点,过压力作用点画垂直于斜面、带箭头的线段,符号为F压, 如图所示:
(3)物体A静止在粗糙的斜面上,受到的重力的方向竖直向下,摩擦力沿斜面向上,支持力垂直于斜面向上;过物体的重心分别沿各力的方向画一条带箭头的线段,分别用符号G、f和F表示,如图所示:
19.甲、乙、丙为底部扎有橡皮膜的玻璃管插入水槽中,如图所示。甲、乙、丙管内分别装有与水槽水面相平的煤油、盐水和水,请画出橡皮膜的大致形状。(盐水>水>煤油)
【答案】
【详解】甲管装煤油,,g相同、深度h相同,根据公式,则,所以橡皮膜向上凸;
乙管装盐水, ,g相同、深度h相同,根据公式,则,所以橡皮膜向下凸;
丙管装水,管内水的密度与水槽中水的密度相同,g相同,深度h相同,根据公式,则,所以橡皮膜保持平整。如图所示:
20.如图所示,这是一个乒乓球在水中加速上浮过程中处在某一位置的示意图,请在图中画出此时乒乓球所受力的示意图。
【答案】
【详解】乒乓球在水中加速上浮过程中,受到重力和浮力,浮力大于重力,过乒乓球的重心分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段,并分别用符号G和F浮表示,浮力的线段长度大于表示重力的线段长度,如下图所示:
21.按要求作图:
(1)如图所示纸箱A静止在斜面上,画出纸箱对斜面的压力和纸箱受到的摩擦力的示意图。
(2)如图所示,一个小球悬浮在水中,画出小球受力的示意图。
(3)如图所示,物体M随小车一起向右运动。请根据小球m的状态,画出平放在光滑车厢底的物体M所受的支持力和弹簧对物体M的弹力。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)压力是垂直作用在物体表面上的力,方向垂直于斜面指向斜面;摩擦力是阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力,纸箱静止在斜面上,有沿斜面向下运动的趋势,所以摩擦力方向沿斜面向上,故作图如下:
(2)小球悬浮在水中,受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力,这两个力是一对平衡力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,故作图如下:
(3)物体M平放在光滑车厢底,受到竖直向上的支持力;弹簧对物体M的弹力,因为小球m的细线与竖直方向有夹角,说明小车在加速运动,弹簧被压缩,所以弹簧对M的弹力方向水平向右,故作图如下:
22.某物理兴趣小组利用塑料瓶和乒乓球做“研究浮力产生原因”的实验,将一个塑料可乐瓶剪去底部,把一个乒乓球放在瓶内,从上面倒入水,会有少量水从乒乓球与瓶颈缝隙中流出,但乒乓球并不上浮,若用手堵住瓶口,可观察到乒乓球浮起。
①请在图甲中画出B处乒乓球所受重力和浮力的示意图。
②请在图乙中画出乒乓球从A运动到C受到浮力F浮随时间t变化的大致图像。
【答案】① ②
【详解】①乒乓球的密度小于水的密度,在B处时受到的浮力大于自身重力,浮力和重力的作用点都在乒乓球的重心上,据此画出乒乓球受到的重力和浮力示意图:
②由于乒乓球的密度小于水的密度,所以从A点上浮直至露出水面前,排开水的体积不变,浮力不变,且较大;露出水面继续上浮的过程中,排开水的体积变小,浮力变小;漂浮时,浮力不变,等于重力,由此画出浮力F浮随时间t变化的大致图像,如下图所示:
23.请画出物块受到的浮力。
【答案】
【详解】小球受到的浮力方向竖直向上,作用点在小球的重心上,如下图所示:
24.如图所示,一个小球正在下沉,请用力的示意图画出小球所受到的力。(不计阻力)
【答案】
【详解】一个小球正在下沉,说明小球受到的竖直向下的重力大于竖直向上的浮力,两力的作用点均画在小球的重心位置即可,过小球的重心分别做竖直向下与竖直向上的带箭头的直线,分别表示物体受到的重力与浮力,如图所示:
25.如图甲所示,将细线一端固定在容器底部,另一端固定在乒乓球上,然后向容器内 加水。请在图乙中画出乒乓球静止时受到的重力和浮力的示意图(O 点表示乒乓球的重心)。
【答案】
【详解】由图知,乒乓球受到重力、细线竖直向下的拉力F拉,水施加的竖直向上的浮力F浮,由于乒乓球处于静止状态,则
F拉+G=F浮
所以F浮>G,过乒乓球的重心开始竖直向下作一条有向线段,用G表示其受到的重力,过乒乓球的重心开始竖直向上作一条有向线段,用F浮表示其受到的浮力,如图所示:
26.如图甲所示,往柱形量杯中匀速注水直至注满。请在图乙中绘出量杯底部对桌面的压强p随时间t变化的大致图像。
【答案】
【详解】往柱形量杯中匀速注水直至注满,加入水的质量与时间成正比,由G=mg可知,重力与时间成正比,则压力与时间成正比,因为底面积不变,故根据得,桌面受到的压强与时间成一次函数关系,由于烧杯有重力,所以开始加水前量杯底部对桌面有一定的压强,如下图所示:
。
27.如图所示,小球漂浮在水面,请在O点画出小球受到的重力G和浮力F的示意图。
【答案】
【详解】小球漂浮在水面,受到重力和浮力,重力方向竖直向下,浮力方向竖直向上,由浮沉条件可知,浮力等于重力,表示浮力和重力的线段长度相等,力的作用点都画在小球重心,如图所示:
28.如图所示,小球在水中加速上浮,请画出小球加速上浮时的受力情况。
【答案】
【详解】小球受竖直向上的浮力及竖直向下的重力,两力在同一条直线上,上浮时浮力要大于重力,作用点都在小球重心,故表示浮力线段的长度应大于重力线段的长度,如下图所示:
29.如图所示,弹簧的一端固定在容器底部,另一端固定在物块A的下表面,容器中的水面刚好与物块A的上表面相平。将容器底部的木塞拔出后,容器中的水就从容器底部逐渐流出。请你画出弹簧对物块A施加的弹力F随水面下降高度h变化的大致关系图像。(ρA<ρ水,不计弹簧所受的浮力)
【答案】或
【详解】由于,物块A只受浮力和重力时,物体应漂浮在水面上,图中物体A浸没在水中,此时浮力大于重力,所以弹簧对物体A产生向下的拉力,根据三力平衡,此时
将木塞拔出后,水面逐渐下降,则浮力随着深度h的减小均匀减小,弹力F也均匀减小;当h下降到某一深度时,浮力等于重力,弹力F变为0;当水面继续下降时,浮力小于重力,弹簧对A产生向上的弹力,此时
随着深度h的减小浮力均匀减小,弹力F均匀增大直到物体A完全露出水面,此时浮力为0,则弹力F等于重力,不再随深度h的减小而变化。
解答如下:
①当浮力大于重力时,弹力
若浮力大于二倍重力,则水面下降前,弹力大于重力;若浮力大于一倍重力、小于二倍重力,弹力小于重力。水面下降时,弹力随着深度h的减小而减小;
②当浮力等于重力时,弹力F变为0;
③当浮力小于重力,弹力F随着深度h减小而增大;
④当浮力等于0,弹力F等于重力,不随深度h减小而变化。
故弹力F随深度h变化的图像如图所示:
或
30.作图题:
(1)如图所示,一小球漂浮在盛水的烧杯中,将烧杯放置在斜面上,各物体均处于静止状态,请作出小球的受力示意图和烧杯对斜面压力的示意图(小球的重心已标出)。
(2)如图是电工静止在杆上某处检修电路时的情景,请在图中画出电工所受的摩擦力的示意图,O点为重心。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)小球受重力,方向竖直向下,由于小球和水接触,受水给它的弹力,即浮力,方向竖直向下,如图所示;烧杯对斜面的压力,受力物体是斜面,作用点取在斜面上,方向垂直于接触面并指向被压物体,如图所示。
(2)由于电工静止,受平衡力,除了竖直向下的重力,还和电线杆接触,有想下滑动的想法,摩擦力阻碍物体相对运动,故摩擦力方向竖直向下,与相对运动方向相反,或者说因为摩擦力与重力平衡,方向相反,故摩擦力方向竖直向下。
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