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文档简介
压强、浮力的相关计算一、单选题1.把一个重力为10N、底面积为10cm2的正方体甲,放在一个重力5N、边长为2cm的正方体乙的正上方,那么正方体乙受到甲的压力产生的压强是()A.2.5×104Pa B.1.5×104Pa C.104Pa D.1Pa2.一重为7.2N的物体挂在已调好的弹簧测力计下,当将物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数为3.2N,则物体受到的浮力为()A.4N B.3.2N C.7.2N D.10.4N3.探究液体内部压强规律时,将探头置于如图所示位置。此时探头受到水的压强是()A.103Pa B.2×103Pa C.3×103Pa D.4×103Pa4.一个重54N的金属球,在盛水的容器中静止,用弹簧测力计去拉金属球,如图所示,此时弹簧测力计的示数为20N,那么此时金属球受到的浮力是()A.54N B.2NC.20N D.条件不足,无法判断5.如图,一个质量均匀的正方体,沿虚线竖直切割成完成相同的两部分,分别按照甲乙方式放在水平面上,若对水平面的压强分别为p甲、p乙.则p甲∶p乙为()A.1∶2 B.1∶1 C.2∶1 D.3∶16.如图所示,水平桌面上放一底面为圆形的杯子,重为2N,其底面积为100cm2.内装水的高度h=0.1m,水的质量是1.5kg.(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3);则杯子底部受到的水的压力是()A.10N B.7N C.5N D.2N7.用弹簧测力计悬挂一实心物块,物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示。从此处匀速下放物块,直至物块恰好与容器底接触。物块下放过程中,弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水的深度h的关系如图乙所示。则()A.物块的质量为1kgB.物块下表面受到水的最大压强为600PaC.物块浸没在水中受到的浮力为10ND.物块的密度为2.25×103kg/m38.如图所示,甲、乙、丙三个薄壁柱形容器,它们底面积的关系是。将质量相等的液体A和B倒入甲、乙两容器中,液体A和B对甲、乙容器底部的压强为600Pa和450Pa。若将甲、乙中的液体全部倒入丙容器中(液体无溢出),则混合液体对容器底部的压强为()A.600Pa B.720Pa C.900Pa D.1050Pa9.如图所示,弹簧测力计下悬挂着不吸水的圆柱体,圆柱体质量为180g。不计厚度的平底容器置于水平桌面上,质量为100g,底面积为50cm2,高为8cm,容器内盛有质量为350g的水。当圆柱体浸入水中静止时,圆柱体未接触容器,弹簧测力计示数为1.4N,此时容器对水平桌面的压强是()A.7.8×102Pa B.8.0×102Pa C.9.8×102Pa D.1.18×103Pa10.放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器(容器质量不计)底面积为,将一体积为的木块放入水中静止时,有体积露出水面,如图甲所示;用一根质量和体积不计的细线把容器底和木块底部中心连接起来,如图乙所示。下列说法中错误的是(已知:水的密度为,)()A.木块的密度为B.木块漂浮时排开水的质量为C.浸没水中时细线对木块的拉力为D.甲、乙两图所示情况,容器对水平桌面的压强相等11.如图所示,甲、乙、丙三个完全相同的烧杯中均装有适量的水,将质地均匀,且不吸水的a、b两实心体分别放入甲、乙烧杯中,当a、b静止时,a有五分之二的体积露出水面,b悬浮于水中,此时两烧杯液面刚好相平。若将b置于a上一起放入丙烧杯中,静止时a的上表面刚好与液面相平,整个过程中水均未溢出,下列说法正确的是()A.a的密度是0.4×103kg/m3 B.a、b的重力之比为5:3C.a、b的体积之比为5:2 D.b的密度是0.8×103kg/m312.两个体积相同的实心正方体A和B,静止在水槽内如图所示位置。正方体A有的体积浸入水中,正方体A的下表面和正方体B的上表面所处的深度相同。设两正方体密度分别为和,所受浮力分别为和,所受重力分别为和,下表面所受水的压强分别为和,下列说法中()①②③④A.只有①②正确 B.只有③④正确C.只有②④正确 D.只有①②③正确13.由相同金属制成的实心金属块A和B,如图,一木块上面放金属块A,木块顶部刚好与水面相齐,在同样的木块下面挂另一金属块B,木块也刚好全部浸入水中,已知A、B两金属块的体积比为19:21,则该金属的密度是()A.9.5g/cm3 B.10.5g/cm3 C.12.5g/cm3 D.13.5g/cm314.取一根长为15cm、内部横截面积为1cm2的带有刻度的直筒塑料管,在底部扎上橡皮膜后,称得它们的总质量为2g.向管内倒入10g水,使它竖直漂浮于某液体中,如图所示,观察到橡皮膜恰好变平时,管外液面比管内液面高2cm.下列结论不正确的是()A.装有水的塑料管受到的浮力大小为0.12NB.管外液体对底部橡皮膜产生的压强大小为1000PaC.管外液体密度约为0.83×103kg/m3D.若在管上方施加竖直向下0.012N的力,当管再次静止时,则管浸入深度增加1cm15.创新小组自制简易“浸没式液体密度计”,过程为:a:将一实心小球悬挂在弹簧测力计下方,示数如图甲所示;b:将小球浸没在水中,弹簧测力计示数如图乙所示;c:将小球浸没在某未知液体中,弹簧测力计示数如图丙所示。已知,取,则下列判断中()①该小球的体积为②该小球的密度为③该液体的密度为④该密度计的最大测量值为A.只有②③正确 B.只有①②正确C.只有①④正确 D.只有②④正确二、填空题16.有一体积为0.2m3的铁块,将它完全浸没在水池中,此时水的深度为1m,则铁块受到的浮力是N,水对池底的压强是Pa。17.如图甲所示,长征18艇为094A型战略导弹核潜艇,艇长约135米,宽13米,水下最大排水量1.1万吨,水下潜航速度28-30节,最大潜深超过300米。长征18号核潜艇在300米处受水的压强是Pa。如图乙所示是核潜艇在水下30米处发射导弹冲出水面时的情形,则在导弹发射后,水面下的核潜艇所受浮力大小(选填“变大”、“不变”或“变小”)。18.如图所示,甲、乙两圆柱体放置于水平桌面上,它们的高度分别为和,它们的密度::3。若将它们沿水平切掉相同高度后,剩余部分的压强::15;再次水平切掉相同高度后剩余部分的压强::1,则::。若第三次切掉相同水平高度后,剩余部分的压强:=。19.将一底面积为0.01m2的长方体木块用细线拴在一个空容器的底部,然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与液面相平,如图甲所示;在整个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化如图乙所示,则木块重力为N,细线对木块的最大拉力为N。20.如图甲所示,一个底面积为100cm2的圆柱体A,其上表面与细杆相连,底部贴有压力传感器(不计质量与体积),连接电脑后可显示传感器所受压力的大小,图乙是某次将圆柱体A从下表面刚接触水面到匀速放入容器底部,压力传感器所受压力大小与时间的关系图,则圆柱体A完全浸没时所受浮力为N,已知薄壁柱形容器的重力为10N,底面积为200cm2,圆柱体A浸入水中时底部始终与水平面相平,且容器中没有水溢出,则第15s时容器对桌面的压强为Pa。21.如图所示,一个实心正方体,体积为1.2×10﹣3m3,重10N,用细绳吊着浸入盛水的容器中,有的体积露出水面,此时容器中水面高度为30cm,物体受到的浮力为N,水对容器底部的压强为Pa,绳子的拉力为N,剪断绳子后,物体最终(选填“沉在水底“”悬浮在水中”或“漂浮在水面”)。22.甲、乙为两个质量分布均匀的实心圆柱体放置在水平桌面上,沿着水平方向,切去上部分,剩余部分对桌面的压强p与切去部分高度的关系如下图所示,已知甲的密度为4.0×103kg/m3。则可计算出圆柱体甲的高度为cm。当它们被切去高度均为12cm,将各自被切去部分放置在另一个圆柱体剩余部分的上表面时,甲剩余部分和乙切去部分的组合体对桌面的压强为p1.乙剩余部分和甲切去部分的组合体对桌面的压强为p2,且p1:p2=9:4,则甲、乙圆柱体的底面积之比为。23.小宁为了研究浸在液体中的物体所受浮力的规律,设计了如图甲的实验,他将弹簧测力计一端固定,另一端挂一合金块A,开始时他将合金块A浸没在装有水的容器中,容器底部有个由阀门B控制的出水口,实验时,打开阀门B缓慢放水,在此过程中水对容器底部的压强(选填“变大”或“不变”或“变小”),且金属块始终不与容器底部接触,弹簧测力计示数随放水时间变化的规律如图乙,则合金块A受到的最大浮力为N,合金块A的密度是kg/m3(g取10N/g)三、计算题24.如图所示,实心均匀正方体甲、乙放置在水平桌面上。(1)若正方体甲的边长为0.1米,正方体甲对水平桌面的压强p甲为1960帕,求正方体甲对水平桌面的压力F甲和正方体甲的重力G甲;(2)若沿虚线分别水平切去正方体甲、竖直切去正方体乙,均切去各自体积的三分之一,剩余部分对桌面的压强相等,则原来正方体甲、乙对桌面的压强谁大?请说明理由。25.一弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从盛水的烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降,然后将圆柱体逐渐浸入水中。如图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象。求:(1)当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强;(2)圆柱体受到的最大浮力;(3)圆柱体的密度。26.如图,柱状容器下方装有一阀门,容器底面积为S=200cm2,另有一边长为L1=10cm的正方体木块,表面涂有很薄的一层蜡,防止木块吸水(蜡的质量可忽略),现将木块用细绳固定在容器底部,再往容器内倒入一定量的水,使木块上表面刚好与水面相平,绳长L2=20cm,木块的密度为ρ木=0.6×103kg/m3。求:(1)图中水对容器底的压强?(2)若从阀门放出m1=300g的水后,木块受到的浮力多大?(3)若从阀门继续放出m2=200g的水后,细绳的拉力多大?27.如图甲所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上端连有一边长为10cm的正方体物块A,当容器中水的深度为30cm时,物块A有体积露出水面,此时弹簧恰好处于自然伸长状态(ρ水=1×103kg/m3)。求∶(1)物块A的密度;(2)物体A受到的浮力;(3)往容器缓慢加水(水未溢出)至物块A恰好浸没时水对容器底部压强的增加量△p(整个过程中弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量关系如图乙所示)28.如图甲所示,底面积为80cm2的圆柱形容器内装有8cm深的水,放在水平桌面上;圆柱形物体A底面积为60cm2,将它悬挂在细绳的下端静止时,细绳对物体A的拉力为F1;将物体A浸没在圆筒形容器内的水中静止,且不与容器底部接触,如图乙所示,此时水的深度为18cm,细绳对物体A的拉力为F2。已知F1与F2之比为3∶1,不计绳重,g取10N/kg。求:(1)物体A未浸入水中时,水对容器底部的压强;(2)物体A浸没在水中时所受的浮力;(3)物体A的密度。29.水平放置的薄底圆柱形容器高度为0.2米,内装有一定量的水,现将质量为0.18千克的实心木块放入水中,待静止后木块有的体积露出水面,如图(a)所示;若把A物体放在木块上方,木块上表面恰好与水面相平,且此时水面与容器口相平,如图(b)所示。①求在图(b)中,水对容器底部的压强p;②求A物体的质量mA;③若A物体放在木块上方时,水对容器底部压力为F1,当把A物体拴在木块下方(不触底)时,水对容器底部压力为F2,请判断F1和F2的大小关系,并说明理由。30.如图所示,有一薄壁柱形容器置于水平地面上,容器中装有水。现将一只质量为2千克的实心小球浸没在容器的水中,水不溢出,分别测出小球浸入前和浸没后水对容器底部的压强p水、小球浸入前和浸没后容器对水平地面的压强p地,如下表所示。求:浸入前浸没后p水(帕)19602352P地(帕)24503430①小球浸入前,容器中水的深度h水。②容器的底面积S。③实心小球的密度ρ球。31.一个圆柱形容器放在水平桌面上,如图甲所示,容器中立放着一个均匀实心圆柱体M,现慢慢向容器中加水,加入的水对容器底的压强p水与所加水的质量m的关系如图丙所示,容器足够高,在整个过程中无水溢出,M的底面始终与容器中的水面平行.当加入的水等于3kg时,物体M刚好漂浮且露出水面的高度为4cm,如图乙所示(已知ρ水=1.0×103kg/m3).求:(1)求圆柱体M刚好漂浮时容器中水的深度;(2)求圆柱体M的密度;(3)当容器中加入足够多的水后,把正方体放在圆柱体M上,圆柱体刚好浸没,则该正方体的重力为多少?32.奋斗者号是中国研发的万米载人潜水器,2020年11月10日8时12分,奋斗者号在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909米,刷新中国载人深潜的新纪录。奋斗者号前端有三个观察窗,每个观察窗的表面积大约是0.2m2,(海水密度一般取决于温度、盐度和深度,假设马里亚纳海沟所处西太平洋的海水密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg),求:(1)奋斗者号在马里亚纳海沟成功坐底后,受到的海水压强;(2)奋斗者号在马里亚纳海沟坐底后,三个观察窗所受到的海水压力;(3)奋斗者号的体积大约是50m3,它的自身质量大约是22t,奋斗者号要想不依靠动力实现自主下潜,需要在下方配备压载铁的质量(压载铁体积忽略不计)。33.由于环境污染,全球气候变暖,导致南极洲冰川开始大面积熔化,海面上出现大量浮冰,现有一块60t的浮冰漂浮在海面上,假设附近海域的海水密度近似为水的密度,冰的密度为。请解决下列问题:(1)水下5米深处海水产生的压强是多少?(2)浮冰受到的浮力是多少?(3)如果海面所有浮冰全部熔化后,请分析说明是否会对海平面水位造成影响。34.如图所示,实心均匀圆柱体A底面积为15cm²,密度为0.6g/cm3。B和C为薄壁圆柱形容器,容器B底面积为圆柱体A底面积的两倍,容器C底面积为20cm²,三者高度均为H=10cm。A、B、C三个物体都放置在水平桌面上。容器B内装有密度为0.9g/cm³的油,容器C内装有水,忽略圆柱体A吸附液体等次要因素,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:(1)圆柱体A对水平桌面的压强大小;(2)容器B中油的初始深度至少为多少时,恰能使放入其中的圆柱体A漂浮起来?(结果保留三位有效数字)(3)若容器C中水的深度为6cm,将圆柱体A竖直缓慢放入容器C内,释放并稳定后,再将圆柱体A竖直向上缓慢提升0.5cm,求静止时水对容器C底部的压力。35.如图所示,底面积为100cm2的圆柱形容器里盛满水,将一个底部粗糙的金属瓢放在容器中的水面上,水溢出一部分。将金属瓢取出,水面下降了10cm,再将金属瓢沉入水中,静止在容器底部,液面又上升了2cm。(已知水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:(1)金属瓢的质量;(2)金属瓢的密度;(3)金属瓢漂浮在水面和沉入水底,水对容器底部的压强变化量;(4)金属瓢静止在容器底部时,容器对金属瓢的支持力。36.如图甲所示,将一个底面积为300cm2的薄壁柱形溢水杯置于水平桌面上,倒入1800g的水时水的高度h1=6cm,此时水面离溢口的竖直距离h2=2cm。再将长为10cm的圆柱体缓慢放入水中,当圆柱体竖立下沉在杯中后(图乙),从溢水杯中溢出了200g的水,此时圆柱体对容器底的压力为0。求:(1)原溢水杯中水的重力;(2)圆柱形铝块受到的浮力;(3)圆柱形铝块的质量;(4)若此时再将圆柱体竖直向上移动3cm,此时圆柱形铝块底部受到水的压强。
答案解析部分【解析】【解答】由受力分析可知,将甲放在乙的上方时,甲对乙的压力F等于甲的重力G甲,即F=G甲=10N由题意可知,甲的底面积为S甲=10cm2,乙的底面积为S乙=2cm×2cm=4cm2可知乙的底面积小于甲的底面积,故将甲放在乙的上方时,甲、乙间的接触面积为S=S乙=4cm2=4×10-4m2故由可得,甲对乙的压强为A符合题意,BCD不符合题意。故答案为:A。
【分析】根据物体的边长计算面积,根据压力和面积的比值,计算压强。【解析】【解答】由称重法可知物体受到的浮力为A符合题意。故答案为:A。
【分析】求解浮力的大小,可以利用称重法求解。【解析】【解答】此时探头受到水的压强p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×(0.3m-0.1m)=2×103Pa故答案为:B。
【分析】求解液体内部的压强,利用公式p=ρgh,其中ρ是液体的密度,h是深度。【解析】【解答】根据题意知道,金属块受到竖直向下的重力,而此时金属块是否被拉起、运动状态如何都不确定,所以,金属块除受浮力、拉力外,还可能受到底面的支持力的作用,即条件不足,无法判断。故答案为:D。
【分析】求解浮力的大小,可以利用称重法求解;不知道小球受到的支持力,无法求解浮力。【解析】【解答】根据题意知道,正方体对水平面的压力等于其重力,即F=G,当沿虚线竖直切割成完全相同的两部分时,则两部分对水平面的压力都减半,即F甲=F乙=G;设正方体边长为a,由图甲和图乙知道,受力面积分别是:,对水平面的压强之比是:=2:1,C符合题意.故答案为:C
【分析】正方体对水平面的压力等于其重力,比较图甲和图乙对水平面的压力、受力面积的大小,然后利用压强公式求解其压强之比。【解析】【解答】根据深度计算液体压强为:p===1000Pa,根据p=,则水对容器底的压力为:F=pS=1000Pa×0.01m2=10N.故答案为:A.
【分析】利用p=ρgh求得液体压强,再根据p=求得水对容器底的压力。【解析】【解答】A.由题意知,物块下表面与水面刚好接触时,弹簧测力计测量的是物块的重力,由图乙可知,物块重力G=18N,由重力公式得A不符合题意;B.当物块与容器底接触时,物块下表面受到水的压强最大,此时物块下表面浸入水的深度则物块下表面受到的压强B不符合题意;C.由图乙可知,物块完全浸没时,弹簧测力计的拉力F=10N,C不符合题意;D.由C知物块完全浸没时受到的浮力为8N,由浮力公式得物块完全浸没,则物块的体积等于物块完全浸没时排开水的体积,则物块的密度D符合题意。故答案为:D。
【分析】根据测力计对物体的拉力计算重力,再计算质量;根据物体的重力和浸入液体中测力计示数差计算浮力;利用浮力和液体密度可以计算排开液体的体积;根据液体密度和深度,可以计算液体压强;利用物体的质量和体积的比值计算物体的密度。【解析】【解答】设A、B两液体的质量为m,由题意结合圆柱形容器中液体压强的公式得,液体A对甲容器底部的压强液体B对乙容器底部的压强那么甲乙容器的底面积之比S甲:S乙=450∶600=3∶4即而,所以S丙=2S乙-S甲将甲乙中的液体全部倒入丙后,液体对丙的底部压强ACD都不符合题意,B符合题意。故答案为:B。
【分析】柱形容器中,容器底的压力等于物体的重力;压力相等时,根据压力可以计算受力面积的比值;根据受力面积的关系,结合压力关系计算压强的大小。【解析】【解答】圆柱体的重力G=m圆柱体g=0.18kg×10N/kg=1.8N圆柱体浸入水中时,受到的浮力F浮=G-F示=1.8N-1.4N=0.4N此时,容器对水平桌面的压力F=F浮+G水+G容器=F浮+m水g+m容器g=0.4N+0.350kg×10N/kg+0.1kg×10N/kg=4.9N对水平桌面的压强故答案为:C。【分析】已知圆柱体的质量、水的质量,可以运用G=mg求出它们的重力;又知圆柱体浸入水中时弹簧测力计的示数,可以运用=G-求出浮力大小;又容器对水平桌面的压力F=F浮+G水+G容器=F浮+m水g+m容器,可以求出F,最后由压强公式P求出容器对水平桌面的压强大小。【解析】【解答】A.木块的浮力木块的密度A正确,不符合题意;B.木块漂浮时排开水的重力木块漂浮时排开水的质量为B正确,不符合题意;C.浸没水中时,木块受到重力、浮力、拉力三个力平衡,细线对木块的拉力为C错误,符合题意;D.甲、乙两图所示情况,容器对水平桌面的压力都等于木块的重力加水的重力,容器底面积不变,故容器对水平桌面的压强相等,D正确,不符合题意。故答案为:C。【分析】(1)运用浮力公式=g求出木块所受的浮力大小,然后根据漂浮条件G=求出物体的G,最后用=求出木块的密度;
(2)先运用=求排开水的重力,然后运用G=mg求出木块漂浮时排开水的重力;
(3)对乙图中的木块进行受力分析,然后运用三力平衡求出拉力大小;
(4)因容器对水平桌面的压力都等于木块的重力加水的重力,容器底面积不变,可以根据公式P==比较大小。【解析】【解答】A.由题意知,当a在甲烧杯中静止时,a有五分之二的体积露出水面,漂浮在水面上,根据阿基米德原理G=F浮=G排=ρ水gV排可得ρagVa=ρ水gV排因为a有五分之二的体积露出水面,则排开水的体积为a的密度为ρa=0.6ρ水=0.6×103kg/m3A不符合题意;BC.由图甲可得由图乙可知由图乙可知通过上面三个式子联立可得Va:Vb=5:2,进而求得Ga:Gb=3:2,B不符合题意,C符合题意;D.因为b悬浮在水中,根据阿基米德原理G=F浮=G排=ρ水gV排因为b完全浸没在水中,可得ρbgVb=ρ水gVb则ρb=ρ水=1.0×103kg/m3D不符合题意。故答案为:C。
【分析】物体漂浮和悬浮时,受到的浮力等于物体的重力;根据漂浮物体排开的体积和液体密度,可以计算物体的密度;悬浮物体的密度等于液体密度。【解析】【解答】因为正方体A和B体积相同,所以两个正方体边长相等,又因为正方体A有的体积浸入水中,所以A受到的浮力为B全部浸入水中,所以B受到的浮力为所以又因为A自由漂浮在水中,所以A受到的浮力等于自身的重力,即B悬浮在水中,所以B受到的浮力也等于自身的重力所以根据密度计算公式可得,A的密度为B因为悬浮在水中,所以密度等于水的密度,即所以因为A有的体积浸入水中且正方体A的下表面和正方体B的上表面所处的深度相同,所以A和B浸入水中的深度之比为,根据可得综上可知,①②正确,③④错误。故答案为:A。
【分析】阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积;当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力。【解析】【解答】当金属块A在木块的上方时F浮=ρ水gV木此时F浮=G木+GA即ρ水gV木=ρ木gV木+ρgVA则当金属块B在木块下方时F浮′=ρ水gV排′=ρ水g(V木+VB)F浮′=G木+GB即ρ水g(V木+VB)=ρ木gV木+ρgVB则故
则所以,该金属的密度是故答案为:B。
【分析】根据液体密度和排开体积,可以计算物体受到的浮力,漂浮和悬浮的物体受到的浮力等于物体的重力;根据浮力比值,结合液体密度,可以计算排开液体的体积比,利用结合物体间的密度关系,计算物体的密度。【解析】【解答】A.因为漂浮,所以浮力等于重力为:;B.橡皮膜恰好变平时管内外作用在橡皮膜上的压强相等,管内水产生的压强为:即管外液体对底部橡皮膜产生的压强大小为1000Pa;C.管内水面高度为:管外液体到橡皮膜深度为0.1m+0.02m=0.12m管外液体密度约为:;D.管浸入深度增加1cm时,排开液体体积增加:V=sh=10-4m2×0.01m=10-6m3则增加的浮力为:即所需压力为0.0083N.故答案为:D
【分析】根据物体的质量计算重力,根据物体受到的压力和受力面积的比值计算压强;根据液体的压强和液体密度,可以接受深度大小;根据液体压强和深度,可以计算液体的密度;根据液体密度和排开液体的体积,可以计算浮力大小。【解析】【解答】①由图甲可知金属球的重力G=5N,则小球的质量m=由图乙可知弹簧测力计的示数为F=4N,根据称重法可知小球在水中受到的浮力F浮1=GF1=5N4N=1N由于小球处于浸没状态,则根据F浮=液gV排可得小球的体积②小球的密度③由图丙可知:弹簧测力计的示数为F2=3N,根据称重法可知小球在液体中受到的浮力F浮2=GF2=5N3N=2N由于小球处于浸没状态,则根据F浮=液gV排可得液体的密度④当测力计的示数为零时,所测的液体密度最大,则小球在密度最大的液体中受到的浮力F浮max=G0=5N0N=5N则根据F浮=液gV排可得液体的最大密度由以上分析可知ABC不符合题意,D符合题意。故答案为:D。
【分析】根据测力计计算物体的重力,利用浸没时的示数计算浮力,结合液体密度计算体积;根据物体的重力计算质量,结合体积计算密度的大小;利用浮力大小和排开的体积计算液体的密度。【解析】【解答】当铁块浸没在水中时,排开水的体积就等于铁块的体积,即V排=V=0.2m3铁块受到的浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×9.8N/kg×0.2m3=1960N水池底受到的压强p=ρ水gh=1×103kg/m3×9.8N/kg×1m=9800Pa
【分析】根据液体密度和排开液体的体积,可以计算物体受到的浮力大小;根据液体密度和深度,可以计算液体压强的大小。【解析】【解答】长征18号核潜艇在300米处受水的压强为导弹发射后总体积不变,排开液体体积不变,根据可得水面下的核潜艇所受浮力不变。
【分析】根据液体密度和深度,可以计算液体压强大小;液体密度和排开液体的体积一定时,物体受到的浮力不变。【解析】【解答】因为甲乙均为圆柱形物体,所以有由题意可知整理得①由题意可知整理得②由①②解得所以由题意可知
【分析】利用列出两次切取后压强之比,联立方程组即可求解;再利用p=ρgh求第三次切取后的压强之比。【解析】【解答】从乙图中可以看出,当水深度为9cm,绳子对物体的拉力为0,且物体刚好开始漂浮。物体的重力当水的深度为22cm时,细线对木块的拉力最大为
【分析】根据液体密度和排开液体的体积的乘积计算浮力大小,结合漂浮的特点计算物体的重力;根据液体密度和完全浸没的体积计算受到的浮力,结合浮力和物体的重力计算拉力。【解析】【解答】图乙是某次将圆柱体A从下表面刚接触水面到匀速放入容器底部,压力传感器所受压力大小与时间的关系图,当圆柱体A慢慢下降时,由于深度在变深,且水面会上升,故压力变化比较快,当圆柱体A全部浸没时,仅仅是深度在下降,水面不会上升,故压力的变化小一些,故当t=5s时,圆柱体A全部浸没,此时下表面的压力为20N,上表面的压力为0,故浮力的大小为20N。浮力的大小为20N,则圆柱体A排开液体的体积为圆柱体的高度为水面上升的高度为故在0~5s圆柱体下表面浸入水中0.2m,圆柱体向下运动了0.1m,在10s时,物体A触底,圆柱体匀速运动,故在没有放物体A前水深为0.3m,那么水的质量为那么水的重力为第15s时圆柱体底部所受压力即为支持力,故重物A的重力为那么容器对桌面的压力为则第15s时容器对桌面的压强为故第15s时容器对桌面的压强为。
【分析】物体当浸没时,下表面的压力等于受到的浮力;根据浮力和液体密度可以计算排开液体的体积;结合底面积计算液体深度;利用液体密度和体积可以计算质量,再计算重力;利用物体受到的浮力和支持力,计算物体的重力;利用压力和受力面积的比值计算压强。【解析】【解答】此时正方体排开水的体积物体此时所受的浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.8×10-3m3=8N水对容器底部的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa绳子的拉力F拉=G﹣F浮=10N﹣8N=2N当物体全部浸没水中时所受浮力所以物体会上浮,最终漂浮在水面上。
【分析】根据液体密度和排开液体的体积,可以计算物体受到的浮力;利用液体密度和深度,可以计算液体压强大小;根据物体受到的浮力和重力关系,判断在液体中的状态。【解析】【解答】由图像知道,开始时甲对水平桌面的压强p甲=8000Pa,因均匀实心圆柱体对水平桌面的压强所以,圆柱体甲的高度由图像知道,圆柱体乙的高度h乙=30cm,因为物体对水平面的压力和自身的重力相等,当它们被切去高度均为h=12cm时,由于F=G=mg=ρVg=ρShg所以,甲剩余部分和乙切去部分的组合体对桌面的压力乙剩余部分和甲切去部分的组合体对桌面的压力F2=(G甲+G乙)-0.4(G甲+G乙)=0.6(G甲+G乙)因p1∶p2=9∶4,所以解得甲、乙圆柱体的底面积之比为
【分析】根据柱形固体的压强和密度,可以计算高度大小;根据物体的重力计算压力,结合压力和受力面积,计算压强大小,计算压强比值。【解析】【解答】解:当打开阀门B缓慢放水时,容器内水的深度减小,故水对容器底部的压强变小;
当弹簧测力计的示数最大时,合金块还没有浸入水中(即合金块完全露出水面),此时弹簧测力计的示数等于合金块的重力G,则G=F最大=32N;
当弹簧测力计的示数最小时,合金块A浸没在水中,此时受到的浮力最大,
则合金块A受到的最大浮力为:F浮=G-F最小=32N-22N=10N。
合金块浸没在水中时,排开水的体积等于合金块的体积,
由阿基米德原理可得合金块的体积:,
合金块的质量:,
合金块的密度:。
【分析】液体压强的特点:压强随着深度的减小而减小;
弹簧测力计的示数最大时,合金块没有浸入水中,此时弹簧测力计的示数等于合金块的重力G;弹簧测力计的示数最小时,合金块A浸没水中,受到的浮力最大,其大小等于合金块重力减去弹簧测力计的最小示数。
利用阿基米德原理求排开水的体积,即合金块A的体积,利用重力公式求合金块质量,再利用密度公式计算合金块A的密度。【解析】【分析】(1)求出正方体甲的底面积,即受力面积,利用计算其对水平桌面的压力;再根据置于水平面上的物体对水平面的压力等于其自身重力得出正方体甲的重力。
(2)甲、乙均为实心均匀正方体,故可利用分析解答。【解析】【分析】由图可知,下降高度h为0~3cm时,F的示数不变,说明此时圆柱体未浸入水中;下降高度h为3~7cm时,F的示数逐渐减小,说明圆柱体逐渐浸入水中;下降高度h为7~9cm时,F的示数不变,说明此时圆柱体已全部浸入水中。(1)由上面的分析可知,h=3cm时圆柱体开始浸入水中,h=7cm时圆柱体全部浸入水中,说明圆柱体刚好全部浸没时下表面浸入水中的深度为7cm-3cm=4cm,根据液体压强计算公式p=ρgh可得出下表面受到水的压强;
(2)物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,此时圆柱体受到的浮力为最大值;
(3)由图可知圆柱体完全浸入水后测力计对圆柱体的拉力为4N,再利用力的平衡条件求出圆柱体受到的浮力,利用阿基米德原理求得圆柱体的体积,利用密度公式求得圆柱体的密度。【解析】【分析】(1)由绳长和正方体的边长知水的深度,运用P=gh求水对容器底的压强大小;
(2)已知放出m1=300g的水,运用V=求水下降的高度,运用V=sh求排开液体的体积,最后用=求木块受到的浮力大小;
(3)已知又放出m1=200g的水,运用V=求水下降的高度,运用V=sh求排开液体的体积,用=求木块受到的浮力大小,最后比较浮力和重力大小确定木块的状态,从而确定绳子拉力的大小。【解析】【分析】(1)当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力;结合物体的体积求解密度即可;
(2)阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积。
(3)结合物体排开液体体积的变化求解液体深度的变化,求解液体内部的压强,利用公式p=ρgh,其中ρ是液体的密度,h是
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