1、(2)物体 A 的密度;(3)物体 A 竖直向上移动 8cm 前后,水对容器底压强的变化量。5边长为 0.1m 的正方体木块,漂浮在水面上时,有 的体积露出水面,如图甲所示。将木块从水中取出,放入另一种液体中,并在木块表面上放一重 2N 的石块。静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所 示。取 g=10N/kg,已知水的密度 =1.0103kg/m3求:(1)图甲中木块受的浮力大小;(2)图乙中液体的密度;(3)图乙中木块下表面受到液体的压强。6某同学制作了一个”浮子“他用质量为 2m、高为 h、横截面积为 2S 的质地均匀实心圆柱体,将其中间挖掉横截面积为 S、高为 h 的圆柱体,做成”空
2、心管“;然后用另一个不同材质、质地均匀的实心圆柱体将管的空心部分恰好填满,做成”浮子“,如图 1 所示。将”浮子“放入盛有足量水、底面积为 S的圆柱形薄壁容器中。”浮子“刚好悬浮在水中,如图 2 所示。已知水的密度为 ,请解答下列问题:(1)该“浮子”的平均密度是多少?(2)实验中,组成“浮子”的“空心管”和“填充柱体”在水中完全脱离,致使容器中水面高度发生了 变化,待水面恢复稳定后,水对容器底部的压强变化了多少?7底面积为 100cm2的平底圆柱形容器内装有适量的水,放置于水平桌面上。现将体积为 500cm3,重为 3N 的木块 A 轻放入容器内的水中,静止后水面的高度为 8cm,如图甲所示
3、,若将一重为6N 的物体 B用细绳系于 A 的下方,使其恰好浸没在水中,如图乙所示(水未溢出),不计绳重及其体积,求: (1)图甲中木块 A 静止时浸入水中的体积;(2)物体 B 的密度;(3)图乙中水对容器底部的压强。8如图所示,台秤上放置一个装有适量水的烧杯,已知烧杯和水的总质量为 800g,杯的底面积为 100cm2,现将一个质量为 600g,体积为 400cm3的实心物体 A 用细线吊着,然后将其一半浸入烧杯的水中(烧杯厚度不计,水未溢出)求:(1)物体 A 所受到的浮力;(2)物体 A 一半浸入水中后,水对烧杯底部压强增大了多少?(3)物体 A 一半浸入水中后,烧杯对台秤表面的压强。
4、9水平放置的平底柱形容器 A 重 3N,底面积是 200cm2,内装有一些水,不吸水的正方体木块 B 重 5N,边长为 10cm,被一体积可以忽略的细线拉住固定在容器底部,如图所示,拉直的细线长为 L=5cm,受到 拉力为 1N(g取 10N/kg, =1.010 3kg/m3)求:(1)木块 B 受到的浮力是多大?(2)容器底部受到水的压强是多大?(3)容器对桌面的压强是多大?10在水平台面上放置一个底面积为 100cm2的圆筒形容器,容器内水深 20cm,将一个长方体用细线拴好悬挂在弹簧测力计下,从水面开始逐渐浸入直至浸没到水面下某处停止。此过程中,弹簧测力计的示数F 与长方体下表面到水面
5、的距离 h 的关系图象如图所示。(g=10N/kg,容器厚度、细线重均不计,容器内 的水未溢出)求:(1)长方体浸没在水中受到的浮力;(2)长方体浸没时,水对容器底的压强。11 如图所示,正方体木块漂浮在水面上,有总体积的 露出水面,不可伸长的悬绳处于松弛状态。已知绳子能承受的最大拉力为 5N,木块边长为 0.1m,容器底面积为 0.04m2 阀门 K,求:,容器中水足够多,容器底有一(1)木块的密度为多少 kg/m3?(2)打开阀门使水缓慢流出,当细绳断裂前一瞬间关闭阀门,此时木块排开水的体积为多少 m3(3)在细绳断后木块再次漂浮时,容器底受到水的压强与绳断前的瞬间相比改变了多少 Pa?1
6、2 某实验小组在研究某种物质的属性时,经常需将物体浸没在煤油中保存,将体积为 1、重6N 的该物体用细线系在底面积为 250cm2的圆柱形容器的底部,物体浸没在煤油中,如图所示。(g=10N/kg ,煤油=0.8kg/m3)求:(1)物体所受的浮力:(2)细线受到的拉力;(3)若细线与物体脱落,待物体静止后煤油对容器底的压强变化了多少。参考答案:1.解:(1)打开阀门前,物块 A 刚好完全浸没在水中,则 V =V =(0.1 m)3排 A所以,F = gV =1.010 3kg/m310N/kg13m3=;浮 水 排=1,(2)当弹簧恰好处于自然伸长状态,物块 A 是处于漂浮状态,由 F =G
7、,浮即: gV = gV ,水 排 A A所以, V = V ,水 A A A则 = = = 1.0103kg/m3=0.6103kg/m3; A 水 水(3)漂浮时,物块受平衡力,由题意知:G=F = gV =1.0103 浮 水 排(1 )m3=6N;全部浸没时,根据物块 A 受平衡力作用可知:弹力 F=F G=10N6N=4N,由图象可知此时弹簧伸长了L=2cm,所以弹簧处于自然状态时水深 h=40cm 10cm2cm=34cm=0.34m,水对容器底部压强:p= gh=1.01030.34m=3.4Pa。答:(1)打开阀门前物块 A 受到的浮力为 10N;(2)物块 A 的密度为 0.
8、610 3kg/m3;(3)弹簧恰好处于自然伸长状态时水对容器底部压强为 3.42.解:(1)已知 V =4.0排5m3则 F = gV =1.0103kg/m3410 5m3 浮 水 排=0.4N。(2)由于物块漂浮在水面上,则物块的重力 G=F =0.4N,则质量 m= = =0.04kg;(3)物块使其恰好完全浸没在水中,排开水的体积变化:V=V物V=54105则水的深度变化为:h= = =0.002m,所以水对容器底的压强中增加:p=gh=1.00.002m=20Pa。(1)物块受到的浮力大小为 0.4N;(2)物块的质量为 0.04kg;(3)水对容器底的压强比物块被下压前增加了 2
9、0pa。 3.解:(1)当 A 物体有一半浸在水中时所受的浮力:F =GF=3N2N=1N;(2)由 F =gV 可得,A 物体浸入水中的体积: 浮 排V =V = = =1104 浸 排因 A 有一半浸在水中,则长方体的体积:V =2V =2A 排4;(3)根据= 可得,物体 A 浸没在水中前水的体积:V = = =1103 水则水的深度:h = = =0.1m, 原物体 A 浸没在水中后排开水的体积:V =V =2水面上升的高度:h= = =0.02m,则水的总高度:h=h h=0.1m+0.02m=0.12m,原所以,水对容器底的压强:p= gh=10.12m=1200Pa。 水(1)此
10、时,A 物体受到的浮力为 1N;(2)物体 A 的体积是 24m3(3)当物体 A 浸没在水中时(容器中的水并未溢出),水对容器底的压强是 1200Pa。 4.解:(1)由题可知,物体的重力:G=F =15N,则物体 A 浸没在水中受到的浮力:F =GF =15N7.5N=7.5N ;浮 2(2)根据 F =gV 可得,物体的体积:V=V = 浮 排 排物体的质量:m= =1.5kg,则物体的密度:= =2= =7.5104(3)物体的高度 h = = =0.1m=10cm,则原来的液面高度 h =10cm+5cm=15cm,物体上移 8cm 后,物体上表面到容器底部的距离为 10cm+8cm
11、=18cm,物体和水的总体积不变,如果设后来的液面高度为 h ,那么 S h +S (18cmh )=S h ,2 容 2 物 2 容 1解得 h =10cm,2所以h=h h =15cm10cm=5cm,1 2水对容器底压强的变化量 h=13kg/m30.05m=500Pa。(1)物体 A 浸没在水中受到的浮力为 7.5N;(2)物体 A 的密度为 2(3)物体 A 竖直向上移动 8cm 前后,水对容器底压强的变化量为 500Pa。 5.解:(1)由阿基米德原理可得:F = V g=1.0(0.1m)310N/kg=6N;(2)木块的重力:G =F =6N,木 浮木块表面上放一重 2N 的石
12、块,当它静止时,F =G ,浮 总即 V g=G +G ,液 木 木 石液体的密度: = = =0.810 液。(3)图乙中木块下表面受到液体的压强:p= gh=0.8乙(1)图甲中木块受的浮力为 6N;(2)图乙中液体的密度为 0.8(3)图乙中木块下表面受到液体的压强为 800Pa。6.解:(1)因为浮子悬浮在水中,所以 = = ;浮子 水 0(2)若空心管漂浮,水面高度的变化为F =G g(ShhS )=mgh=所以h=若“填充柱体”漂浮,因为 = = ;0.1m=800Pa。所以填充柱体的质量 m=2 Shm;hS )=mg=2 Shm, 0 0同理可得:h由 p=gh 可得,p (1
13、)该”浮子“的平均密度是 ;(2)待水面恢复稳定后,水对容器底部的压强变化了7.解:(1)因为 A 漂浮在水中,所以 F =G =3N,浮 A根据 F = gV 得V = = =3104m3 排(2)图 A、B 共同悬浮:F +F =G +G浮 A 浮 B A B公式展开: g(V +V )=G +G水 A B A B或 。V +V = = =9104 A B其中 V =500cm3=54m3,A故 V =4BB 的质量为:m = = =0.6kg;B 的密度为: = = =1.53kg/m3(3)当 AB 浸入水中后,所增加浸入水中的体积为:V=V +V V =9B 排3m3=6液面升高=
14、=0.06m,图乙中水对容器底部的压强:(0.06m+0.08m)=1400Pa。(1)图甲中木块 A 静止时浸入水中的体积为 34m3;(2)物体 B 的密度 1.5kg/m3;(3)图乙中水对容器底部的压强为 1400Pa。 8.解:(1)物体 A 的一半浸入水中时受到的浮力:F = gV =1.010 浮 水 排 400106=2N;(2)物体的重力:G =m g=0.6kg10N/kg=6N ,A A细线对物体 A 的拉力:F =G F =6N2N=4N,拉 A 浮由力的作用是相互的,水对 A 有向上的浮力,物体 A 对水有向下压力, 所以水对烧杯底部增大的压力:F=F =2N,所以水
15、对烧杯底部增大的压强:p= = =200Pa;(3)烧杯对台秤的压力等于烧杯和水的重力、物体 A 对水向下的作用力之和, 即:F=G +F =8N+2N=10N,杯和水 浮烧杯对台秤的压强:p= =1000Pa。(1)物体 A 所受到的浮力为 2N;(2)物体 A 一半浸入水中后,水对烧杯底部压强增大了 200Pa;(3)物体 A 一半浸入水中后,烧杯对台秤表面的压强为 1000Pa。 9.解:(1)木块受向上的浮力、向下的重力和向下的拉力,根据力的平衡条件可得,木块 B 受到的浮力:F =G +F =5N+1N=6N;浮 B 拉(2)由 F =gV 可得,排开水的体积:浮 排V = = =6
16、104 排木块的底面积 S =0.1m0.1m=1102木木块浸入水中的深度:h= = =0.06m=6cm,则水的深度 h=h+L=6cm+5cm=11cm=0.11m,容器底部受到水的压强:kg/m30.11m=1.1103Pa;(3)容器内水的体积:V =S hV =200104 水 容 排0.11m6104m3=1.6由= 可得,水的质量:m = V =1.01.610 水 水 水3m3=1.6kg,水的重力:G =m g=1.6kg10N/kg=16N ,水 水容器对桌面的压力等于容器、木块和水受到的总重力,即容器对桌面的压力:F=G +G +G =3N+5N+16N=24N,A B
17、 水容器对桌面的压强:p= = =1200Pa。(1)木块 B 受到的浮力是 6N;(2)容器底部受到水的压强是 1.1Pa;(3)容器对桌面的压强是 1200Pa。10.解:(1)由图象知,当 h=0 时,此时测力计的示数等于圆柱体的重力,所以 G=9N;当 h10cm 时,测力计的示数不变,说明此时浮力不变,圆柱体完全浸没,此时 F =5N;示所以长方体浸没在水中受到的浮力:F =GF =9N5N=4N;浮 示(2)由 F = gV 得排开水的体积:V = = =4容器内水的体积:V =100cm220cm=2000cm3长方体浸没时,水和物体的总体积:V=V +V =2水 排3m3+44
18、m3=2.43m3,容器内水的深度:h= = =0.24m,水对容器底的压强:p=gh=10.24m=2400Pa 。(1)长方体浸没在水中受到的浮力为 4N;(2)长方体浸没时,水对容器底的压强为 2400Pa。 11.解:(1)因为木块漂浮,所以 F =G ,浮 木因为 F = V g,G = V g,浮 水 排 木 木 木所以 V g= V g,水 排 木 木因为木块总体积的 露出水面,所以 V = V , 排 木所以 = = 10 木 水=0.8(2)当细绳断裂时,由力的平衡条件可得:F +F =G ,浮 最大 木设此时木块排开水的体积为 V ,则: V g+F = V g,水 排 最
19、大 木 木V 10N/kg+5N=0.8(0.1m)310N/kg,解得:V =3104m3;(3)绳断前的瞬间木块受到 5N 的拉力,绳断后绳子的拉力不存在,则浮力的增加量等于拉力的减小量, 大小为 5N;在细绳断后木块再次漂浮时,与绳断前的瞬间相比,排开水的体积增加量:V = = =0.0005m3,h= = =0.0125m,容器底受水的压强增大量:p= h=10.0125m=125Pa 。(1)木块的密度为 0.810 (2)当细绳断裂前一瞬间关闭阀门,此时木块排开水的体积为 3(3)在细绳断开后木块再次漂浮时,容器底受到水的压强与断绳前的瞬间相比,容器底受水的压强增大 了 125Pa
20、。12.解:(1)由题知,物体浸没在煤油中,则 V =V=1.03物体所受的浮力:F = gV =0.8103 浮 煤油 排3m3=8N;(2)因为 G+F =F ,拉 浮物体受到的拉力:F =F G=8N6N=2N;(2)若细线与物体脱落,待物体静止后处于漂浮状态,此时的浮力 F =G=6N,由 F = gV 得此时排开煤油的体积:浮 煤油 排V = = =7.5排开煤油的体积变化量:V =1m37.5=2.5液面降低的高度:h= = =0.01m,煤油对容器底的压强变化量:p= h=0.80.01m=80Pa。煤油(1)物体所受的浮力是 8N;(2)细线受到的拉力是 2N;(3)若细线与物体脱落,待物体静止后煤油对容器底的压强变化了 80pa。
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