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文檔簡介
2023年中考物理專題訓(xùn)練一浮力和壓強(qiáng)的綜合計(jì)
算
2
1.如圖所示,底面積為0.02米、高為0.15米的薄壁圓柱形容器甲,放置于水平地面上,
內(nèi)盛有0.1米深的水:另有高為0.4米的圓柱形木塊乙,同樣放置于水平地面上,底面
2
積為0.01米,密度為0.5p水,求:
(1)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)p水;
(2)圓柱形木塊乙的質(zhì)量m乙;
(3)若在乙上方沿水平方向切去厚為Ah的木塊,并將切去部分豎直放在容器甲內(nèi),此
時(shí)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)增加量為4P水,容器對(duì)地面的壓強(qiáng)增加量為4P地,請(qǐng)求出
4P水與地相等時(shí)的4/1的取值范圍。
2.相同的柱形容器甲、乙置于水平桌面上,甲中盛有水,乙中盛有酒精?,F(xiàn)將A,B兩個(gè)
大小完全相同的實(shí)心小球分別放入兩容器的液體中,靜止后如圖所示,B小球一半體積浸
3
在酒精中。(小球密度分別為P4,PB,酒精的密度為0.8X103千克/米)
(1)若甲容器內(nèi)原裝有深度為0.2米的水,求:原來水對(duì)甲容器底的壓強(qiáng)P水。
3
⑵若小球B的體積為lx10-3米,求:小球B受到的浮力F浮。
(3)若把兩個(gè)小球?qū)φ{(diào)放入對(duì)方容器內(nèi)(無液體溢出),對(duì)調(diào)前后液體對(duì)容器底部壓強(qiáng)的
變化量分別為4P甲和4P乙。求:對(duì)調(diào)前后液體對(duì)容器底部壓強(qiáng)的變化量的比值
4P甲:4p乙。
3.如圖所示,輕質(zhì)薄壁圓柱形容器足夠高且置于水平桌面上,其底面積為2x10-2米2,內(nèi)
盛有質(zhì)量為6千克的水。求:
(1)容器中水的體積卜水;
(2)容器底部受到水的壓強(qiáng)p水;
⑶將一實(shí)心金屬球浸沒在水中,水位升高了0.1米,并且容器對(duì)桌面壓強(qiáng)的增加量Ap
為4900帕,求小球所受重力與浮力之比。
4.盛有適量水的薄壁容器放在水平桌面上(水的密度為po),其底面積為S。。材料不同、
體積相同的實(shí)心物體4、B用一根無彈性細(xì)線連在一起,掛在彈簧測力計(jì)下,浸沒在
容器水中,A的上表面剛好與水面相平,如圖1所示?,F(xiàn)緩慢豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測
力計(jì),測力計(jì)的示數(shù)F與物體上升的高度h變化圖象如圖2所示連接A、B間的繩
子所能承受的最大拉力為2&。求:
(1)物體A受到的重力;
⑵物體A的密度;
⑶整個(gè)過程中,水對(duì)容器底部壓強(qiáng)的最大變化量。
5.如圖所示,底面積為100cm2薄壁圓柱形容器盛有適量的水。重力為12N,體積為2x
10-3m3的木塊A漂浮在水面上。如圖甲所示:現(xiàn)將一體積為250cm3的合金塊B放
在木塊A上方,木塊A恰好有五分之一的體積露在水面外,如圖乙所示。求:
甲乙
(1)圖甲中木塊A受到浮力的大小。
(2)合金塊B的密度。
(3)乙圖中液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)比甲圖中增加了多少?
6.一底面積為So的圓柱形容器中裝有適量的水(水的密度用p0表示),質(zhì)量分別為mi
和m2的甲、乙兩個(gè)實(shí)心小球用一根無彈性線連在一起,將他們放入水中后恰好懸浮,
如圖所示,此時(shí)細(xì)線上的拉力為7。。求:
(1)甲球的體積;
(2)乙球的密度;
⑶將細(xì)線剪斷待小球靜止后,水對(duì)容器底部壓強(qiáng)的變化量4P。
7.在一個(gè)底面積為S=200cn?高度為20cm的圓柱形輕質(zhì)薄壁玻璃容器底部(不計(jì)薄壁
玻璃容器的質(zhì)量),放入一個(gè)邊長為L=10cm的實(shí)心正方體物塊,然后逐漸向容器中倒
入某液體,如圖反映了物塊對(duì)容器底部壓力大小F與容器倒入液體的深度h之間的關(guān)系
(只畫了一部分)。
(1)物體的密度多大?
(2)液體的密度多大?
(3)當(dāng)容器對(duì)水平面的壓強(qiáng)與液體對(duì)容器底的壓強(qiáng)之比為5:4時(shí),液體的深度是多少?
8.如圖所示,水平卓面上放有圓柱形溫水杯、它的重為3N、底面積為300cm2、溢水口
距杯底20cm。內(nèi)裝水的深度為18cm,將一體積為1000cm3,密度為0.9g/crr^的
正方體木塊緩慢放入水中不計(jì)溢水杯厚度,求:
(1)木塊的質(zhì)量m;
(2)木塊放入前,水對(duì)溢水杯底的壓力F;
(3)木塊放入水中靜止后溢水杯桌面的壓強(qiáng)p。
9.某同學(xué)想測量一種液體的密度。他將適量的待測液體加入到圓柱形平底玻璃容器里,然后
一起緩慢放入盛有水的水槽中。當(dāng)容器下表面所處的深度陽=10cm時(shí),容器處于直立
漂浮狀態(tài),如圖a所示。已知容器的底面積S=25cm2,p水=1.0x1()3kg/m3,g取
10N/kg。
圖a圖b
(i)求水對(duì)容器下表面的壓強(qiáng)。
(2)求容器受到的浮力。
(3)從容器中取出100m3的液體后,當(dāng)容器下表面所處的深度無2=6.8cm時(shí),容器
又處于直立漂浮狀態(tài),如圖b所示。求液體的密度。
10.如圖所示,足夠高的薄壁圓柱形容器放在水平桌面上,容器內(nèi)水的質(zhì)量為m0,水的深度
為h;實(shí)心圓柱體A質(zhì)量為0.4皿°,底面積為容器底面積的02倍,高度為1.6品實(shí)
心圓柱體B質(zhì)量為m(m取值不確定),底面積為容器底面積的0.5倍,高度為1.2h;
⑵若將圓柱體A豎直放入容器內(nèi),求靜止時(shí)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)P1o
(3)若將圓柱體B豎直放入容器內(nèi),求靜止時(shí)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)「2與血的函數(shù)關(guān)
系式。
11.如圖甲是建造重慶嘉陵江大橋時(shí)使用的起吊裝置(圖中未畫出),鋼纜繩拉著實(shí)心圓柱體
從距江面某一高度處沿豎直方向勻速下降,在下降到江底之前,始終保持0.2m/s的速
度不變,圖乙是A下降到江底之前鋼纜繩對(duì)A的拉力F隨時(shí)間t變化的圖象(取江
水的密度為p水=1.0xkg/m3,g取10N/kg),求:
甲乙
(1)圓柱體A浸沒后受到的浮力是多少N;
(2)圓柱體A的密度是多少kg/m3;
⑶當(dāng)圓柱體A下降到江底(江底視為水平且水深度無變化),卸下鋼纜繩后,圓柱體
A對(duì)江底的壓強(qiáng)為多少Pa。
12.圖甲是修建碼頭時(shí)用鋼纜繩拉著實(shí)心長方體A沿豎直方向以0.3m/s的速度勻速下降的
情景。圖乙是A下降到水底之前鋼纜繩對(duì)A的拉力F隨時(shí)間t變化的圖象,g=
10N/kgo求:
鋼
纜
繩
(1)長方體A的高度;
⑵長方體A浸沒在水中后受到的浮力;
⑶卸掉鋼纜繩后,長方體A對(duì)江底的壓強(qiáng)。
13.如圖甲所示,一個(gè)底面積為4x10-2m2的薄壁圓柱形容器置于水平地面上,裝有0.3m
深的水?,F(xiàn)將物體力放入其中,物體A漂浮于水面上,如圖乙所示,此時(shí)容器底部受
到水的壓強(qiáng)比圖甲增大了400Pa<1當(dāng)再給物體A施加一個(gè)豎直向下大小為4N的力F
以后,物體A恰好浸沒水中靜止(水未溢出),如圖丙所示。(。水=1*1()31<8/013,g
取10N/kg)求:
(1)容器中水的質(zhì)量;
(2)物體A放入前,容器底部受到水的壓強(qiáng);
⑶物體A的密度。
14.某同學(xué)想測量一種液體的密度。他將適量的待測液體加入到圓柱形平底玻璃容器里,然后
一起緩慢放入盛有水的水槽中。當(dāng)容器下表面所處的深度=10cm時(shí),容器處于直立
漂浮狀態(tài),如圖a所示。己知容器的底面積S=25cm2,p水=1.0X1CPkg/m3,g取
(1)求水對(duì)容器下表面的壓強(qiáng);
(2)求容器受到的浮力;
3
(3)從容器中取出100cm的液體后,當(dāng)容器下表面所處的深度h2=6.8cm時(shí),容器
又處于直立漂浮狀態(tài),如圖b所示。求液體的密度。
15.水平放置的薄底圓柱形容器高度為0.2米,內(nèi)裝有一定量的水,現(xiàn)將質(zhì)量為0.18千克的
實(shí)心木塊放入水中,待靜止后木塊有1的體積露出水面,如圖(a)所示:若把A物體
放在木塊上方,木塊上表面恰好與水面相平,且此時(shí)水面與容器口相平,如圖(b)所示。
RI
(a)(M
(1)求在圖(b)中,水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)p;
⑵求A物體的質(zhì)量mA-,
(3)若A物體放在木塊上方時(shí),水對(duì)容器底部壓力為&,當(dāng)把4物體拴在木塊下方
(不觸底)時(shí),水對(duì)容器底部壓力為F2,請(qǐng)判斷&和尸2的大小關(guān)系,并說明理
由。
16.如圖所示,盛有水的圓柱形容器,側(cè)壁上固定了一塊水平擋板,擋板的體積忽略不計(jì)。擋
板下方有一個(gè)體積為100cm:,、重力為o.6N的實(shí)心小球,此時(shí)水對(duì)容器底產(chǎn)生的壓強(qiáng)
為3.0x103Pa?求:
(1)容器中水的深度;
(2)擋板對(duì)小球的壓力;
(3)撤去擋板,小球靜止后,水對(duì)容器底壓力的變化量。
17.如圖甲所示,一個(gè)底面積為4x10-2的薄壁圓柱形容器置于水平地面上,裝有0.3m
深的水。現(xiàn)將物體力放入其中,物體4漂浮于水面上,如圖乙所示,此時(shí)容器底部受
到水的壓強(qiáng)比圖甲增大了400Pao當(dāng)再給物體A施加一個(gè)豎直向下大小為4N的力F
以后,物體4恰好浸沒水中靜止(水未溢出),如圖丙所示。"水=1'1031^/1113,g
取10N/kg)求:
甲乙丙
(1)容器中水的質(zhì)量。
(2)物體A放入前,容器底部受到水的壓強(qiáng)。
⑶物體A的密度。
18.如圖,水平桌面上放有圓柱形溫水杯、它的重為3N、底面積為300cm2、溢水口距杯
底20cm。內(nèi)裝水的深度為18cm將一體積為1000cm3>密度為0.9g/cn^的正方體
木塊緩慢放入水中,不計(jì)溢水杯厚度,求:
(1)木塊的質(zhì)量m.
(2)木塊放入前,水對(duì)溢水杯底的壓力F。
⑶木塊放入水中靜止后溢水杯對(duì)桌面的壓強(qiáng)p。
答案
1.【答案】
⑴1000Pa
(2)0.02kg
(3)0?0.15m
【解析】
(1)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng):
p水=P水gh,水=1x103kg/m3x10N/kgx0.1m=1000Pa。
(2)木塊乙的體積%=S乙屹=0.01m2x0.4m=4xIO_5m3,
木塊乙的密度p乙=0.5p水=0.5x1x103kg/m3x=0.5x103kg/m3,
由p=蔡得:
m乙=p乙U乙=0.5x103kg/m3x4x10-5m3=0.02kg。
(3)由于p乙=0.5x103kg/m3<p水,則Ah的木塊豎直放在容器甲內(nèi)靜止后木塊處于
漂浮狀態(tài),當(dāng)水未溢出時(shí),由于容器甲是薄壁圓柱形容器,則此時(shí)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)增
加量:
.AC0乙$乙Ah
細(xì)水=可=不-,
容器對(duì)地面的壓強(qiáng)增加量:
.4/AGP乙$乙/九
細(xì)地=可=可=工-,
所以,只要水未溢出時(shí),水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)增加量為4P水與容器對(duì)地面的壓強(qiáng)增加量
為4P地是始終相等的,
4八的木塊漂浮時(shí),則尸浮=6,
即:P水叫二?!?一乙,
p7Ahs70.5p上4九S/
所以,V=上一G=-—J=0.5AhS7。
排P水P水乙
水未溢出時(shí),則嗔=吟k+%,
即:S甲八甲二S甲九水+0.54九S乙,
Ah―—―x(八申—九永)=0°2-x(0.15m—0.1m)=0.2m>0.15m,
0.5S乙'中水'0.5X0.01m2vJ
所以,Ah的取值范圍是。?0.15m。
2.【答案】
(\19
17160
3ff牛
\9
1J2
(2/:
\32
('31
I/
P水=。水"水
3
(1)=1x103千克/米x9.8牛/千克x0.5米
=1960帕.
F浮=P酒外排=P酒9j%
(2)=0.8x1。3千克/米,x9.8牛/千克x|x1xIO一米'
=3.92牛.
(3)B球在水中漂浮,A球在酒精中沉底,
A?_"_"木”-P酒6—a1.3cgv
"P甲容一弓—一耳一一(°水一5P酒)?一gP水耳’
V
4尸p酒g-P酒火1gv2gv
"AP乙容=.=一%—=2P泗耳=gp水與'
Zip甲容:4p乙容=3:2。
3.【答案】
(1)6X10-3m3
(2)2940Pa
(3)5:1
4.【答案】
(1)F。
(2)Xp
卜1一卜0
⑶2B
【解析】°
(1)由題圖,緩慢豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì),物體A逐漸露出水面,物體A所受
到的浮力減小,當(dāng)A全部露出時(shí),只改變物體B在水中的深度,彈簧測力計(jì)示數(shù)不變;
當(dāng)物體B逐漸露出時(shí),彈簧測力計(jì)的示數(shù)增大,物體A、B間繩子的拉力增大至2%,
繩子斷裂,B物體沉底,此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為飛,彈簧測力計(jì)上只有物體A,物體
A對(duì)彈簧測力計(jì)的拉力等于其重力,即物體A的重力GA=F0.
(2)(2)由題可得:
初始狀態(tài)彈簧測力計(jì)的示數(shù)%=G,+GB—(F浮4+尸浮B)……①
物體A全部露出水面時(shí),彈簧測力計(jì)的示數(shù)5=GA'+GB-F浮B……②
由②一①可得:F浮4=&-%,
根據(jù)阿基米德原理F浮=p液9%可得:%=%=得=鬻,故物體A的密度Pa=
G__,_.
PO
VA9一~F1-F0°
(3)⑶希體4、B體積相同,均浸沒水中時(shí),所受浮力相等,F(xiàn)浮4=/浮8=6-%,
由②可得:Fi=GA+GB-FnB,
&=%+-(&一尸0),
GB=2Fi-2F0……③
當(dāng)物體A、B間繩子的拉力F拉=2F0時(shí),繩子斷開。即
?拉=GB-F'浮8=2a....④
將③代入6式,得尸浮B=2&-4F0o
初始態(tài)物體A、8均浸沒在水中,尸浮4+尸浮8=2&—2%,
繩子斷開時(shí),尸'浮8=2入一4F0,
繩子斷開瞬間與初始態(tài)相比,液面的高度差最大,因此水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)變化也最大。
兩狀態(tài)浮力的變化量為4F浮=F浮A+F浮B-F浮B=2&—2&-(2&-44)=2F0,
由阿基米德原理可得:4匕『=竺量=也,
川PQ9PQ9
4P2-0
則水面的最大高度差4九=f=等=/,
So?。0紗0
根據(jù)p=pgh可得,整個(gè)過程中,水對(duì)容器底部壓強(qiáng)的最大變化量Ap=p0gAli=等。
5.【答案】
(1)12N
(2)1.6X103kg/m3
⑶400Pa
【解析】
(1)圖甲中木塊4漂浮在水面上,所以,圖甲中木塊A受到的浮力
F浮力=G”=12No
(2)合金塊B放在木塊A上方時(shí)整體漂浮,受到的浮力和自身的重力相等,此時(shí)排開
水的體積4=(1?X2x10-3m3=1.6X10-3m3。
此時(shí)木塊A受到的浮力廣浮=0水9%=1.0xIO?kg/m3x10N/kgx1.6x10-3m3=
16N,
B的重力GB=F浮一G.=16N-12N=4N,
由G=mg可得合金塊B的質(zhì)量
mB=—=,-4,”=0.4kg=400g,
bg10N/kg匕匕
333
合金塊B的密度p=詈=售3=1*6g/cm=1.6x10kg/mo
(3)乙圖中物塊A增疝I勺浮力攀于B物體的重力,即
4F浮=GB=4N,
根據(jù)產(chǎn)浮=。液9斗非知
-43
AIZ|.||:=—=—~~:\-----=4x10mo
排p液gl.OxlO3kg/m3x10N/kg
增加的深度為。
△-=0Q4m,乙圖中液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)比甲圖中增加了△2=
S容網(wǎng)100x104m2L
pgh=1.0x103kg/m3xlON/kgx0.04m=400Pa
6.【答案】
⑴-19+1
Po9
⑵mzPog
',m2g-T0
(3)%
So
【解析】
(1)由圖可知:甲球浸沒在水中受力平衡,即:尸浮1=6甲+7。,
貝hPo9^=mi9+%,
所以,甲球的體積%=%=四史色。
FPo9Po9
(2)由圖可知:乙球浸沒在水中受力平衡,即:G乙=F浮2+T0,則:血20=Po。%+70,
所以,乙球的體積:%=生=3自,
乙Po9Po9
則乙球的密度:。"署=合=冬。
乙poa
(3)根據(jù)題意,甲、乙兩實(shí)心小球用一根無彈性細(xì)線連在一起在水中后懸浮,則尸浮總=
G甲+G乙,如把細(xì)線剪斷后,甲球上浮,乙球下沉:則-浮甲=G甲,F(xiàn)浮乙=p0g%,
所以,F(xiàn)浮總,=F浮甲+產(chǎn)浮乙=G甲+p()gV乙,4F浮=尸浮總一尸浮總'=(G甲+G乙)一(G甲4-
Po9V乙)=G乙一p()gV乙—m2g—Po9x°=T。,
由?浮=PogN排可知排開的水的體積減小量為:4卜=—匚=電,
*琲QQ
ToP9P9
所以,水面下降的高度:皿=字=等=4,
S()5。^oPo9
水對(duì)容器底部壓強(qiáng)的變化量:切=pogAh=p°gX#-=3
SoPog8
7.【答案】
(1)2x103kg/m3
(2)1.25x103kg/m3
(3)0.12m
【解析】
(1)當(dāng)圓柱形輕質(zhì)薄壁玻璃容器中倒入的水體積為0時(shí),正方體的重力與正方體對(duì)容器
底部的壓力相等;由圖象可知,此時(shí)實(shí)心正方體對(duì)容器底的壓力為20N,可知,實(shí)心正
方體受到的重力為20N;由G=mg可得,實(shí)心正方體的質(zhì)量為,m正方體=號(hào)=
就版=2kg;實(shí)心正方體的體積為:/方體=(0.1m)3=IO-m3;物體的密度為:
P正方體=丁詈=峭黑=2x103kg/m3?
(2)由圖象可知,當(dāng)?shù)谷肴萜鞯囊后w的深度為4cm時(shí),正方體對(duì)容器底部的壓力為:
15N,此時(shí)正方體對(duì)容器地面的壓力F'=G-F?。回怳尸浮=G-尸'=20N-15N=5N;
由F連—P沛g匕北口『知,液體密度為:p砂=—=——--------------=1.25x
濟(jì)L液"排"gL液gV^10N/kgxO.lmxo.lmx0.04m
103kg/m3o
(3)當(dāng)容器對(duì)水平面的壓強(qiáng)與液體對(duì)容器底的壓強(qiáng)之比為5:4時(shí),設(shè)液體深度為品當(dāng)
液體沒有浸沒正方體時(shí),則液體體積:/體=S容器八一S正方體71=(200x10-4m2—100x
10-4m2M=1X10-2m2xh;水的質(zhì)量為:m液體="體P液體=1xIO-2m2xhxp液體;
則液體的重力為:G液體=血液體g=1x10-2m2xhx1.25x103kg/m3x10N/kg=
1.25xlO2N/mxh;則容器對(duì)水平面的壓力為:尸壓=G液體+G正方體=1.25x102N/
mxh+20N;容器對(duì)水平面的壓強(qiáng)為:p容器=華=(1.25*”/丁207液體對(duì)容器
「合有S容器2x102m2
底的壓強(qiáng)為:p液體=p液體g/i=1.25xl03kg/m3x10N/kgx/i;容器對(duì)水平面的壓強(qiáng)與
液體對(duì)容器底的壓強(qiáng)之比:p容器:p液體—然翳產(chǎn)一?1.25x103kg/m3x
10N/kgxh-5:4;解得h=0.32m;0.32m>0.1m.不符合題意:
當(dāng)液體浸沒正方體時(shí),則液體體積為:/體=S容器/i-Sj:方體x0.1m=2x10-2m2/j一
10-3m3;水的質(zhì)量為:m液體=了液體p液體=(2xIO-2m2/i-IO-3m3)xp液體;則液體的
重力為:G液體=血液體g=(2x102m2/i-IO/m3)x1.25x104N/m3;則容器對(duì)水平面
43
的壓力為:F壓=G液體+G正方體=(2xICT?m2h_10-3i/)x1.25x10N/m+20N=
250N/mxh+7.5N;容器對(duì)水平面的壓強(qiáng)為:p容器=n=溶錯(cuò)上普;液體對(duì)容
'l件有S容解2x102m2
器底的壓強(qiáng)為:p液體=p液體外=1.25x103kg/m3x10N/kgx仙容器對(duì)水平面的壓強(qiáng)
33
與液體對(duì)容器底的壓強(qiáng)之比:p容器:p液體=">2:累:'2:1-25x10kg/mx
10N/kgxh=5:4;解得h=0.12m;0.12m<0.2m,符合題意。
8.【答案】
⑴0.9kg
(2)54N
⑶2100Pa
【解析】
3
(1)m物=P物”=0.9g/crrPxIQOOcm=900g=0.9kg。
(2)解法一:p水=p水g/z水=1.0x103kg/m3x10N/kgx0.18m=1800Pa,
F水=p水5容器=1800Pax(300xIO_4)m2=54N;
解法二:U水=S容器八=300cm2x18cm=5400cm3=5.4x10-3m3,
m水=p水"水=1.0x103kg/m3x5.4x10-3m3=5.4kg,
產(chǎn)水=6水=m水g=5.4kgx10N/kg=54N。
注:柱狀容器,固體與液體壓強(qiáng)公式通用。
(3)解法一:由于木塊密度小于水的密度,所以木塊會(huì)漂浮,
尸浮=。木=血木g=0.9kgx10N/kg=9N,
%*=LOxlO^g/ixlON/kg=9x10-4m3,
水面升高:h=—="I。_=o.O3m即3cm,
S容器300X10-4m2
由于水面從18cm上升到20cm只能上升2cm,所以會(huì)有1cm的水會(huì)溢出,
“溢出=$容器“源出=30°cm2x1cm=300cm3=3x10-4m3,
7n溢出=P水匕而出—1.0x103kg/m3x3x10-4m3=0.3kg,
G溢出=7n溢出9=0-3kgx10N/kg=3N,
『壓=6水+6木+G容器-G溢出=54N+9N+3N-3N=63N,
p=—=-----=2100Pa。
rS容那300X10-4m2
解法二:由于木塊密度小于水的密度,所以木塊會(huì)漂浮,
水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為:p水'=p水仙水'=1.0x103kg/m3x10N/kgx0.2m=2000Pa,
水對(duì)容器底部的壓力為:F水'=P水$容器=2000Pax(300x10-4m2)=60N,
容器對(duì)桌面的壓力為:F容器=尸水+G容器=60N+3N=63N,
容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)為:p=^=2=2100Pao
O9*^nn3UUXXU111
9.【答案】
⑴1000Pa
(2)2.5N
(3)0.8x10kg/m3
【解析】
⑴Pi=P水9九1=1000Pa。
(2)F浮=piS=2.5No
(3)圖a中容器和容器中浪休總重力為G液+G容=尸浮……①
圖b中容器和容器中浪休總重力為G液,+6容=尸浮,……②
尸浮'=P水5=P水gh2s=1.7N
有①一扇得,取出液體的力4G液=F浮一F浮’=0.8N,
取出液體的量/血液==0.08kg,
液體密度p液=力-=0.8x103kg/m3?
10.【答案】
(1)
⑵1.25p水g/i
⑶p水加+鬻
ii.【答案】
(1)2.4x104
(2)1.5X103
(3)5X103
【解析】
(1)由圖象知,前10s鋼繩的拉力不變,此時(shí)物在江面以上,所以拉力與重力是一對(duì)平
衡力,則G=F=3X104N,10X15S過程中,鋼纜繩的拉力減小,是物體A從與江
面接觸到浸沒的過程,由圖象可知,當(dāng)月完全浸入水中時(shí),拉力F'=1X104N,則圓
柱體A浸沒后受到的浮力產(chǎn)浮=G-F=3X10N-1XIO,N=2x104N;
2
(2)由F浮=p水/排得,因柱體A的體積V=%=―-=C.31;°M/1Z=2m3,
仔l(wèi)水沙flfflhp水gl.OxlO3kg/m3xl0N/kg
33
則圓柱體A的密度P=£=三=:3=1-5x10kg/m;
廠VgV10N/kgx2m3o,
(3)A下降到江底卸下鋼纜繩后,此時(shí)A受到平衡力作用,圓柱體A對(duì)江底的壓力:
F=G-F浮=3xIO”N-2xIO,N=1xIO”.根據(jù)V=Sh可得,物體A的底面
積:
S=^.=L==2m2,卸下鋼纜繩后,圓柱體4對(duì)江底的壓強(qiáng):
hvt0.2m/sx(15s-10s)
F4廠
p=一=-1-X--1-0-N=5x1.R03Pnao
rS2m2
12.【答案】
(1)1.5m
(2)2x104N
(3)7.5x103Pa
【解析】
(1)由圖乙可知,長方體A從下底面接觸水面到剛好浸沒所用的時(shí)間:
t=15s-10s=5s,
根據(jù)可得,長方體A的高:
h=s=vt=0.3m/sx5s=1.5m;
(2)由圖乙可知,前10s鋼繩的拉力不變,等于物體A的重力,此時(shí)物體在水面以上,
所以拉力與重力是一對(duì)平衡力,貝的G=F=3xlO4N,在10?15S,鋼繩的拉力減小,
是物體A從與水面接觸到完全漫沒,由圖可知,當(dāng)A完全浸入水中時(shí),拉力F'=lx
104N:所以長方體A受到的浮力:尸浮=G-F'=3xIO,N—1xIO,N=2xIO”N;
(3)由得,長方體A的體積:
/=%“=&=——^212!——=2n?,
月Fp水gixlO3kg/m3xl0N/kg
則長方體A的底面積:
Vill2
S=-=---=-m,
h1.5m3
當(dāng)A下降到水平的江底,卸下鋼纜繩后,對(duì)A受力分析,長方體A受到重力、浮力、
江底的支持力的作用,則江底的支持力:
產(chǎn)支=G-F浮=3xIO’N—2xIO,N=1xIO’N,
根據(jù)力的作用是相互的可知,長方體4對(duì)江底的壓力:
F||;=「支=1xIO’N,
則長方體A對(duì)江底的壓強(qiáng):
3
p=—=岑0了=7.5x10Pa。
s3mz
13.【答案】
⑴12kg
(2)3x103Pa
(3)0.8x103kg/m3
【解析】
(1)容器中水的體積:=S/i=4xIO-2m2x0.3m=1.2x10-2m3,容器中水的質(zhì)量:
m水=p水卜水=1x103kg/m3x1.2x10-2m3=12kgo
(2)物體A放入前,容器底部受到水的壓強(qiáng):p水=。水9h=1xIO?kg/m?x10N/kgx
0.3m=3x103Pa。
(3)物體A漂浮與放入前,水對(duì)容器底增大的壓強(qiáng):4pi=400Pa,
由p=pgh得,水面上升的高度:4九1=組==4x10-2m,
「21p水glxio3kg/m3xioN/kg
=4/iiS=4x10-2mx4x10-2m2=1.6x10-3m3,
尸浮i=P水9%非1=1x103kg/m3x10N/kgx1.6xIO-3m3=16N,
由于物體A漂浮,貝ijGA=Fni=16N,mA=^-=蕓)=1.6kg,
物體A浸沒后所受浮力:F浮2=G+F=16N+4N=20N,
33
%2==----3J:l---=2x10-m,
并2p水g1.0X103kg/m3xl0N/kg
由于物體A浸沒,則以=了排2=2X10-3m3,
物體A的密度:p.=學(xué)=一譽(yù)33=08x1。3kog,/m\
LAVA2x10m
14.【答案】
(1)1.0x103Pa
(2)2.5N
(3)0.8X103kg/m3
【解析】
(1)水對(duì)容器下表面的壓強(qiáng)p=p水gb=1.0x1()3kg/m,x10N/kgx0.1m=1.0x
103Pa;
(2)水對(duì)容器下表面的壓力F向?=pS=1x103Pax25x10-4m2=2.5N,
容器受到的浮力F浮=F向上=2.5N;
(3)因物體漂浮時(shí)G物=尸浮,
由阿基米德原理可知G物=2水95h1,=p^gSh2,
取出液體的重力G=G物一G'物=p水gS(£-h2),
于是其質(zhì)量m=-=p水S(b-幻),
則液體的密度為"=0】g/cm3*25cm2x(:cm-6.8cm)=0g/cn^=0.8X
rVV100cm3O'
103kg/m3o
15.【答案】
(1)2000Pa
⑵90g
(3)&=F2
【解析】
(1)在圖(h)中,水面與容器口相平,水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為
p=pgh=1x103kg/m3x10N/kgx0.2m=2000Pa。
(2)質(zhì)量為0.18千克的實(shí)心木塊放入水中,漂浮,其浮力與重力相等
F浮=G木=mg=0.18kgx10N=1.8N
靜止后木塊有的|體積露出水面,根據(jù)阿基米德原理,浮力為
%=pg:2L=i.8N
可解得
pgV木=2.7N
將A物體放在木塊上,木塊剛好完全浸沒在水中,AB漂浮,總浮力與AB總重力相等
GA+。木=F浮'=pg喙=2.7N
可解得
GA=2.7N-6木=2.7N-1.8N=0.9N
A物體的質(zhì)量為
m=—="9N=o.O9kg=90g?
A〃g10N/kg&&
(3)若A物體放在木塊上方時(shí),AB當(dāng)作一整體,漂浮在水面,總浮力與AB總重力相
等,水面與容器口相平;當(dāng)把A物體拴在木塊下方(不觸底)時(shí),AB也當(dāng)作一整體,
也將漂浮在水而,總浮力與AB總重力相等,根據(jù)阿基米德原理,即兩種情況下,排開水
的體積相等,即水面都與容器口相平,水對(duì)容器底部壓強(qiáng)為
P=pgh
即水對(duì)容器底部壓強(qiáng)相等,水對(duì)容器底部壓力為
F=pS
因此水對(duì)容器底部壓力也相等,即
&=尸2。
6
口
\
14N
(2/
\
164N
(3/
I,
(1)根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p=pgh可得:h=—==0.3mo
pgl.OxlO3kg/m3xioN/kg
(2)對(duì)小球受力分析得:
所以:尸壓=?浮一G球;
3
%=%=100cm=1xICT,m3.
F浮=P水9,排=1.0x103kg/m3x10N/kgx1xIO-4m3=1N;
尸壓=F浮一G球=1N—0.6N=04No
(3)解法一:撤去擋板,小球靜止后如圖所示:
對(duì)小球受力分析得:F浮2=G球,
由(2)得F壓=尸浮一。球,將(3)帶入得:F壓=尸浮一尸浮2=4/浮=。水9/9:=
P水g4/iS;
水對(duì)容器底壓力的變化量AF=ApS=p^gAhS=/壓=0.4N;
解法二:對(duì)水受力分析,前后小球?qū)λ膲毫Ψ謩e為1N和0.6N,那么水對(duì)容器底的壓
力變化量也為0.4N。
17.【答案】
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