(1)水对容器底面的压强是多少?木块受到的浮力是多大? (2)若绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力为多大? 此时水对容器底的压强比第(1)问中的大还是小?
3
3
3
2、用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体,圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水)如图甲,然后将其逐渐浸入水中,如图乙是弹簧测力计示数随柱体逐渐浸入水中的深度变化情况,求:(g取10N/kg)
(1)圆柱体受的最大浮力。
(2)圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强。 (3)圆柱体的密度。
3、一个不规则的实心物体,质量55g,放入装满纯水的烧杯中,沉入底部,排开0。5N的水。然后向烧杯中加盐并搅拌,直到物体悬浮为止.g=10N/kg)求: (1)物体在纯水中所受的浮力; (2)物体的体积:
(3)物体悬浮时盐水的密度.
4、(9分)一根木头重为1600N,体积为0.2m,漂浮在水面上,g取10N/kg.求: (1)木头的质量; (2)木头的密度;
(3)木头受到的浮力.
5、一带阀门的圆柱形容器,底面积是300cm2,装有13cm深的水。正方体A边长为12cm,重25N,用细绳悬挂放入水中,有1/6的体积露出水面,如图11所示。试求:
3
(1)A受到的浮力,此时水对容器底部的压强。
7、密度是0。6×10 kg/ m的木块,体积是4 m当它浮在水面上时,取g=10 N/kg,求:
3
3
3
(1)木块重力; (2)木块受到的浮力; (3)木块排开水的体积;(4)木块露出水面的体积.
8、如图所示,水面上漂有一块体积为2米的浮冰,露出水面的体积为0。2米。求:该冰块受到的浮力。
3
3,
9、有一体积为1×10/米,求: (1)。铁块的重力. (2)。铁块所受到的浮力. (3).弹簧秤的示数。
11、如图5中,容器内分别装有水和盐水,在液面上浮着一块冰,问:(1)冰在水中熔化后,水面如何变化?(2)冰在盐水中熔化后,液面如何变化?
3
-4米3
的实心铁块,挂在弹簧秤上后浸没在水中(铁块没有接触容器底部),铁的密度为7.8×10千克
3
(a) (b)
12、一块冰内含有一小石块,放入盛有水的量筒内,正好悬浮于水中,此时量筒内的水面升高了4.6cm.当冰熔化后,水面又下降了0.44cm.设量筒内横截面积为50cm,求石块的密度是多少?(
2
水
=0。9×10kg/m)
3
3
13、一个物块浮在水面上,它没入水中部分的体积是50cm,露在水面上的部分体积是25cm。
3
3
(1)物块受到的浮力多大? (2)物块的质量是多大? (3)物块的密度是多大?
14、弹簧秤下挂一个物体,在空气中读数是1。65 N,当物体全部浸入水中时,弹簧秤示数是0。9 N。求: (1)物体受到的浮力; (2)物体的体积;
(3)物体的密度。(g =10 N/kg)
15、把一个外观体积为17.8cm的空心铜球放入水中,它恰好处于悬浮状态,已知铜的密度是8。9×10kg/m,g取10N/kg。
3
3
3
求:
(1)空心铜球的重力;(2)铜球空心部分的体积。
16、用弹簧测力计测石块,其重为9.8N,若把石块的一半浸没于水中,弹簧测力计的读数为7.84N,(ρ=0。8×10kg/m)
3
3
煤油
则:
⑴.此石块所受到的浮力是多大? ⑵.这种石块的密度是多少?
⑶。若把石块全部浸入煤油中,弹簧测力计的读数将变为多大?
17、一艘潜水艇的体积为
,其内部水箱的容积是
,当它在水下匀速航行时,水箱正好灌满水,此时潜水
艇受到的浮力是多少?当潜水艇排完水箱中水时,潜水艇匀速航行时受到的浮力是多少?(海水密度为
,
18、在抗震救灾中,某舟桥部队利用冲锋舟为灾区开辟了水上生命线(如图所示),人们乘坐的冲锋舟满载时排开水的体积是1。5m,冲锋舟自重为0。6×10N,假设每人的平均质量为60Kg.求: (1)冲锋舟满载时所受的浮力是多少?
(2)为保证安全,这条冲锋舟最多能承载多少人?
(3)冲锋舟底部0。5m深处所受水的压强多大?(水的密度为1×103Kg/m,g=19N/Kg)
3
3
4
)
19、小明将一块冰放到一杯冷水中,他测出某时刻冰块露出水面的体积是1。0×10m,占整个冰块体积的十分之一,同
-6
3
时测出了杯中水的深度为0。15m。求: (1)水对杯子底部的压强; (2)此时冰块受到的浮力;
(3)冰块的密度。(g取10N/kg、ρ水=1。0×10kg/m)
3
3
20、弹簧测力计下吊着一重为1。47N的石块,当石块全部浸入水中时,弹簧测力计的示数为0。98N。 求:(1)石块受到的浮力;(2)石块的体积;(3)石块的密度。
参考答案
一、计算题
1、(1)水对容器底部的压强是:p=ρ水gh=1×10×10×0.5=5×10Pa………………(2分) 木块受的浮力是:F=ρ水gV木=1×10×10×4×10=40N………………(2分) (2)最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力时:
3
—33
3
F′=G木=ρ水gV木=0。6×103×10×4×10—3=24N………(2分)
因为木块浮出水面的过程中,水面下降,所以此时水对容器底的压强比第(1)问中的小…………(1分)
2、(1)由题意可知F浮=G—F=2.0N—1。4N=0.6N (2)由图可知,圆柱体刚浸没时下表面距水面距离为 h=12cm=0。12m ∵P=
gh∴P=1×10kg/m×10N/g×0。12m=1.2×10Pa
V排g
3
—43
3
3
3
‘
(3)∵F浮=∴V排=F浮/
液
水
g=0。6/1×10×10=0.6×10m
圆柱体浸没V物=V排 又G=mg=∴
物
V物g
-4
3
3
=G/V物g=2.0/0.6×10×10=3.3×10kg/m
3、(1)F浮=G排=0.5N (2)G排=ρ水gV排
浸没时V物= V排=5×10m
(3)因为物体悬浮, 所以ρ盐水=ρ物 =m物/V物=0。055kg/(5×10m)=1。1×10kg/m
4、本题要求学生会结合二力平衡知识,用简单公式计算质量、密度、浮力,认真学习的同学都能够做好.难度系数0。8.正确答案:(1)160 kg (2)800 kg/ m(3)1600N
3
—53
3
3
—5
3
5、解:容器中水的积为:V水= SH =3。9×10m, 正方体的体积为VA= L3=1。728×10m.
—33
—33
(1)A受到的浮力为:F浮=ρ水gVA=14。4N。设A放入水中后水深为H′,则有
SH′= V水+VA,所以H′=0。178m。
3
此时水对容器底部的压强p =ρ水gH′=1.78×10Pa。(2)初始A浸入水中深度为h0=5L/6=10cm。 当绳子刚被拉断时有:Fm+F浮′= G,所以F浮′=10.08N。 设此时A浸入水中深度为h,则有F浮′=ρ水gL2h. 所以h =7cm,Δh = h—h =3cm。
6、精析 分别对木块所处的几种状态作出受力分析. 如图3(a)(b)(c).
(a) (b) (c)
图(a)中,木块受拉力F,重力和浮力.
1
图(b)中,细线剪断,木块处于漂浮状态,设排开水的体积为V.
排
图(c)中,将露出水面的部分切去后,木块仍漂浮,这时再 施加F2
=1 N的压力,仍有部分体积露出水面.
已知:F=2N,F=1N,V′=20cm3
-2×10—5
m3
1
2
求:
水
解 根据三个图,木块均静止,分别列出受力平衡过程
将公式中各量展开,其中V排指图(b)中排开水的体积.
代入数值事理,过程中用国际单位(略)
水
V—木
V=
水V排
—
木
V
(
—5
水
V排
—
木
V排)=
+
水
×2×10
约去V0.6×103
kg/m3
排
和V,求得:
水
=
答案 木块密度为0。6×103
kg/m3
.
7、2400 2400 2。4 1。6
8、V3
3
3
排=V物-V露=2米-0。2米=1。8米 F浮=ρ水 g V排 =1.0×103
千克/米3
×9.8牛/千克 ×1。8米3
=17640牛 9、(1).m=ρV
=7.8×103
千克/米3
×1×10-4
米3
=0。78千克 2分 G=mg
=0。78千克×9。8牛/千克=7。644牛 2分 (2).F浮=ρ水gV排
=1。0×103
千克/米3
×9.8牛/千克×1×10-4
米3
=0.98牛 3分 (3).弹簧秤示数为
F= G-F浮
=7。644牛-0。98牛=6。664牛 2分 说明:(1)、(3)小题中公式1分,代入与结果1分 (2)小题公式1分,代入1分,结果1分 10、解法一:根据浮力产生的原因求解 即:
1分 分
1分分
1 1解法二:根据阿基米德原理求解。解法三:根据木块受到的力求解。
排
11、精析 这道题可以用计算的方法来判断,关键是比较两个体积,一是冰熔化前,排开水的体积V,一个是冰熔化成水后,水的体积V.求出这两个体积,再进行比较,就可得出结论.
水
解 (1)如图5(a)冰在水中,熔化前处于漂浮状态. F=G
浮
冰
水
g V=mg
排
冰
V=
排
水
冰
冰熔化成水后,质量不变:m=m
求得:V=
水
水
=
排
比较①和②,V=V
也就是冰熔化后体积变小了,恰好占据了原来冰熔化前在水中的体积. 所以,冰在水中熔化后液面不变
(2)冰在盐水中:冰熔化前处于漂浮,如图5(b),则 F
盐浮
=G
冰
盐水
g V
排盐
=mg
冰
V
排盐
= ①
冰熔化成水后,质量不变,推导与问题(1)相同.
V=
水 ②
水
比较①和②,因为 ∴ V=V
水
排排
=
盐水
也就是冰熔化后占据的体积要大于原来冰熔化前在盐水中的体 所以,冰在盐水中熔化后液面上升了。
答案 (1)冰在水中熔化后液面不变.(2)冰在盐水中熔化后液面上升。
思考 冰放在密度小于冰的液体中,静止后处于什么状态,熔化后,液面又如何变化? 12、 精析 从受力分析入手,并且知道冰熔化,质量不变,体积减小,造成液面下降。 已知:S=50cm,h=4.6cm,h=0.44cm
2
1
2
求:
冰
石
2
3
石
1
2
解 V+V=Sh=50cm×4.6cm=230 cm冰熔化后,水面下降h. V′=hS=0。44cm×50cm=22 cm
2
3
2
∵ m=m
冰
水
冰
V=
冰
水
V
水
==,V=
水V
冰
V′=V-V=V-
冰
水
冰V=
冰V
冰
0。1V=22 cm
3
冰
V=230 cm—220 cm=10 cm
3
3
3
石
冰、石悬浮于水中: F=G+G
浮
冰
石
水
g(V+V)=
冰
石
水
g V+
冰
水
g V
石
石
=
= =3。2g/
3
答案 石块密度为3。2g/
13、(1)0。49 (2)0.05kg (3)0。67g/cm 14、(1)0.75 N (2)7.5×10m
-5排
3
(3)2。2×10 kg/m
3
3
3
15、(1)由空心铜球悬浮在水中可知 V=V=17.8cm
球
根据阿基米德原理得: F=
浮
液
g V=1.0×10×10×17.8×10=0。178N
3
-6
排
浮
由悬浮条件可知空心铜球的重力 G=F=0。178N (2)由
=和G=mg 可知
-6
3
3
实
3
空心铜球的实心部分体积 V===2×10m=2cm 空心铜球中空心部分的体积 V=V-V=15.8cm
空
实
16、1.96N 、2.5×10Kg/m、 5.88N
3
3
17、(1)(1分)
(N)(1分)
(1分)
(2)(1分)
(1分)
(N)(1分)
(N)(1分)
18、(1)(2)
即:
(3)19、(1)(2)
(3)
20、
3
3
-63
21、(1)F浮=G排=ρ水gV排=1。0×10kg/m×10N/kg×200×10m=2N 1分 (2)烧杯和水的重力、物体A对水向下的作用力(或物体A受到的浮力) 注::回答“烧杯和水的重力\" ┉┉┉┉┉┉┉┉1分 回答“物体A对水向下的作用力(或物体A受到的浮力)\"
┉┉┉┉┉┉┉┉1分 22、分析:A、B分开之前漂浮在水面上,则有
,将A取下投入水中静止后,物体B仍漂浮在水面上,则有
,以上三个方程相减
,而A沉入容器底部受三个力作用,即重力、支持力、浮力。则有
得:
可求出N。
①
②
解:原情况A、B叠放在一起时,漂浮在水面上,则有:A、B分开后B仍漂浮,A沉入水底,则有:
③
①-②-③得:∴
23、⑴6N; ⑵0.6×10kg/m
3
3;
,而
⑶600Pa。
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