1、取g=10N/kg,已知水的密度水=103kg/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S0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0,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
2、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,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400cm
3、3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。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,水=103kg/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
4、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,容器底面积为,容器中水足够多,容器底有一阀门K,求:(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,
5、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Pa12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 1103m3、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=(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排=VA=( m)3=1103m3,所以,F浮=水gV排=103kg/m310N/kg1103m
6、3=;(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浮=G,即:水gV排=AgVA,所以,水VA=AVA,则A=水=水=103kg/m3=103kg/m3;(3)漂浮时,物块受平衡力,由题意知:G=F浮=水gV排=(1)103m3=6N;全部浸没时,根据物块A受平衡力作用可知:弹力F=F浮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=40cm10cm2cm=34cm=,水对容器底部压强:p=水gh=103Pa。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(3)弹簧恰好处于自然伸长状态时水对容器底部压强为2.解:(1)
7、已知V排=105m3,则F浮=水gV排=4105m3=。(2)由于物块漂浮在水面上,则物块的重力G=F浮=,则质量m=;(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排=5105m34105m3=1105m3则水的深度变化为:h=,所以水对容器底的压强中增加:p=gh=20Pa。(1)物块受到的浮力大小为;(2)物块的质量为;(3)水对容器底的压强比物块被下压前增加了20pa。3.解:(1)当A物体有一半浸在水中时所受的浮力:F浮=GF=3N2N=1N;(2)由F浮=gV排可得,A物体浸入水中的体积:V浸=V排=1104m3,因A有一半浸在水中,则长方体的体积:VA=2V排=2
8、104m3;(3)根据=可得,物体A浸没在水中前水的体积:V水=1则水的深度:h原=,物体A浸没在水中后排开水的体积:V排=VA=2水面上升的高度:则水的总高度:h=h原+h=+=,所以,水对容器底的压强:p=水gh=1=1200Pa。(1)此时,A物体受到的浮力为1N;(2)物体A的体积是2(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=F1=15N,则物体A浸没在水中受到的浮力:F浮=GF2=15N=;(2)根据F浮=gV排可得,物体的体积:V=V排=物体的质量:m=,则物体的密度:=2(3)物体的高度h物=10cm
9、,则原来的液面高度h1=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=18cm,物体和水的总体积不变,如果设后来的液面高度为h2,那么S容h2+S物(18cmh2)=S容h1,解得h2=10cm,所以h=h1h2=15cm10cm=5cm,水对容器底压强的变化量p=水gh=1=500Pa。(1)物体A浸没在水中受到的浮力为;(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浮=水V排g=()310N/kg=6N;(2)木块的重力:G木=F浮=6N,木块表面上放一重2N的
10、石块,当它静止时,F浮=G总,即液V木g=G木+G石,液体的密度:液=103kg/m3。(3)图乙中木块下表面受到液体的压强:p=乙gh=800Pa。(1)图甲中木块受的浮力为6N;(2)图乙中液体的密度为(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h;F浮=G0g(ShhS0)=mgh=所以p=0gh=。若“填充柱体”漂浮,因为浮子=水=0;所以填充柱体的质量m=20Shm;0g(ShhS0)=mg=20Shm,同理可得:h=由p=gh可得,p=0gh=。(1)该”浮子“的平均密度是0;(2)待水面
11、恢复稳定后,水对容器底部的压强变化了或。7.解:(1)因为A漂浮在水中,所以F浮=GA=3N,根据F浮=水gV排得V排=3104m3(2)图A、B共同悬浮:F浮A+F浮B=GA+GB公式展开:水g(VA+VB)=GA+GBVA+VB=9其中VA=500cm3=5故VB=4B的质量为:mB=;B的密度为:B=(3)当AB浸入水中后,所增加浸入水中的体积为:V=VA+VBV排=9104m33104m3=6液面升高h=,图乙中水对容器底部的压强:(+)=1400Pa。(1)图甲中木块A静止时浸入水中的体积为3(2)物体B的密度(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
12、入水中时受到的浮力:F浮=水gV排=400106m3=2N;(2)物体的重力:GA=mAg=10N/kg=6N,细线对物体A的拉力:F拉=GAF浮=6N2N=4N,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浮=2N,所以水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,F=G杯和水+F浮=8N+2N=10N,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
13、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浮=GB+F拉=5N+1N=6N;(2)由F浮=gV排可得,排开水的体积:V排=6木块的底面积S木=1102m2。木块浸入水中的深度:h=6cm,则水的深度h=h+L=6cm+5cm=11cm=,容器底部受到水的压强:103Pa;(3)容器内水的体积:V水=S容hV排=200104m26104m3=由=可得,水的质量:m水=水V水=103m3=,水的重力:G水=m水g=10N/kg=16N,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=GA+GB+G水=
14、3N+5N+16N=24N,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(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示=5N;所以长方体浸没在水中受到的浮力:F浮=GF示=9N5N=4N;(2)由F浮=水gV排得排开水的体积:V排=4容器内水的体积:V水=100cm220cm=2000cm3=2长方体浸没时,水和物体的总体积:V=V水+V排=2103m3+4容器内水的深度:h=,水对容器底的压
15、强:p=gh=1=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浮=G木,因为F浮=水V排g,G木=木V木g,所以 水V排g=木V木g,因为木块总体积的露出水面,所以V排=V木,所以木=水=(2)当细绳断裂时,由力的平衡条件可得:F浮+F最大=G木,设此时木块排开水的体积为V排,则:水V排g+F最大=木V木g,V排10N/kg+5N=10N/kg,解得:V排=3(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
16、的瞬间相比,排开水的体积增加量:V排=,容器底受水的压强增大量:p=gh=1=125Pa。(1)木块的密度为(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。12.解:(1)由题知,物体浸没在煤油中,则V排=V=物体所受的浮力:F浮=煤油gV排=103m3=8N;(2)因为G+F拉=F浮,物体受到的拉力:F拉=F浮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浮=G=6N,由F浮=煤油gV排得此时排开煤油的体积:V排=排开煤油的体积变化量:V排=1103m3液面降低的高度:煤油对容器底的压强变化量:p=煤油gh=80Pa。(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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