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文档简介
期末计算题(第6-7章,含基础、重点、难点)
一、计算题
1.体积IxlOTjrf的铁球浸没在水中,求铁球受到的浮力/浮。
2.国产大飞机C919采用碳纤维材料减轻自身质量。求:体积V为2米3的碳纤维的质量相。已知碳纤维
的密度0破百1.8X1。3千克/米3。
3.体积为2xlO-3m3的实心合金块浸没在水中,求合金块所受浮力尸湃
4.在某容器装满水时,水的质量为2千克,而装满某液体时,该液体的质量为2.2千克。求:
(1)容器中水的体积V;
(2)该液体的密度0诉
5.体积为5x10-3米3,密度为6x103千克/米3的物体浸没在水中,求:
(1)物体的质量机;
(2)物体受到的浮力厂浮。
6.将一块重为10牛的合金块浸没在水中,合金块排开水的体积为5X1CT4米3。求:
(1)合金块所受浮力%的大小;
(2)合金块所受重力与浮力的合力心的大小与方向。
7.如图所示,实心均匀正方体甲和实心均匀圆柱体乙置于水平地面上,已知甲的密度为2x103千克/米3,
边长为0.1米。
①求甲对地面的压强。用
②若乙的底面积是甲的底面积的一半,且甲、乙对地面的压强相等,现将乙放置于甲的上方,求甲对水平
地面的压强〃用
______乙
甲
\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\
8.如图所示,甲、乙两个完全相同的薄壁圆柱形容器置于水平面上,容器的质量为0.2千克、底面积为1x10-2
米2。甲中盛有水,乙中盛有酒精(夕酒精=0.8x103千克/米3),水和酒精对容器底部的压强相等。
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(1)若甲中水的质量为1.8千克,求水的体积丫和甲容器对水平面的压强p。
(2)求距容器底部0.1米的A、B处,水和酒精压强的差值如。
9.如图所示,装有水的薄壁轻质圆柱形容器甲与圆柱形物块乙等高,放置于水平地面上,甲中水的深度为
0.1米,底面积为0.02米2,求:
(1)水对容器底部的压强p次。
(2)容器内水的质量加水。
(3)若水的深度是容器高度的g,甲的底面积是乙的2倍,乙的密度是水的3倍,现将乙放入容器甲中,
求:水对容器底的压强与容器对地面的压强的比值。
10.质量为0.5千克、底面积为2xl(T2m2的薄壁容器放在水平桌面的中央,容器内盛满水,水深0.2米、体
积为2.5xKT3m3。求:
(1)水的质量冽水;
(2)水对容器底的压强P水;
(3)为了求得容器对水平桌面的压强。容,小圆和小梦分别梳理了解题思路如下:
小圆:,而!=G^+G水,又6水=说=0水5容;
3容
小梦:。容=飞生,而/=3容+6水,又G水=/g=0水唳g。
请你分别判断小圆和小梦的解题思路是否正确,并通过计算说明理由。
11.轻质薄壁柱形容器甲、乙放在水平地面上(容器足够高),它们的底面积均为2S。如图所示,质量为
2m、底面积为S的柱体A竖直放置在容器甲底部,容器乙内盛有质量为6根的水。
(1)若容器乙中水深度为0.6米,求水对容器乙底部的压强p次。
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(2)现从容器乙中抽取部分水,并倒入容器甲中(A始终与容器甲底部接触)。此时两容器对地面的压力
相等,水对容器底部的压强分别为°甲水、P乙水。
①求容器甲对地面的压强增加量Ap甲。
②请分析比较p单成与pz次的大小。
水
甲乙
12.如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器甲置于水平地面,容器底面积为3x10-2米2。其内部中央放置一个
质量为2千克、体积为%的物体乙。
(1)求乙对容器底部的压力当;
(2)向容器中倒入0.1米深的水,求水对容器底部的压强PM
(3)现有A、B、C三种液体,它们的质量、密度如下表所示,请选择其中一种倒入容器中(物体均能浸
没在液体中),使液体对容器底部的压力%最大。写出选择的液体并说明理由,求出%最大。
液体质量密度
Am2P
B2m2P
C3m4。
13.水平桌面上有一底面积为5x10-2米2轻质薄壁圆柱形容器,容器内装有水。底面积为1X10-2米2的厚壁
柱形杯内装满体积为2x10-3米3的水,竖直放入容器中触底,静止后如图(a)所示。求:
①杯中水的质量小水;
②接着将杯中的水全部倒入容器内,再把空杯子竖直放入容器中仍触底,如图(b)所示。
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(a)判断薄壁容器对水平桌面的压强变化情况,并说明理由;
(b)薄壁容器底部受到水的压强变化量A2水。
14.如图所示,将高为0.6米的薄壁圆柱形容器和均匀圆柱体乙置于水平地面上。容器内液体甲和圆柱体乙
的密度、底面积、高度的数据如下表。求:
密度(千克/米3)底面积(米2)深度/高度(米)
液体甲1X1032x10-20.5
圆柱体乙5x1031X10-20.4
(1)甲液体对容器底部的压强p/;
(2)圆柱体乙对水平地面的压力Bz;
(3)将圆柱体乙浸没在液体甲中,液体甲对容器底部的压强A用。
15.如图所示,甲、乙两个均匀正方体放在水平地面上,已知甲的密度为1000千克/米3,边长是0.1米。
压强的变化量(Pa)
Ap甲0
△P乙245
(1)求甲的质量叫;
(2)求甲对地面的压强P甲;
(3)沿水平或竖直方向将甲、乙各切去一半的体积,并将切去的部分叠放在对方剩余部分的上方,甲、乙
对地面压强的变化如上表所示。
①请判断甲、乙切去的方向,并说明理由;
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②求出正方体乙的边长。
16.如图所示,足够高薄壁圆柱形容器甲、乙放置在水平地面上,甲、乙之间有一带有阀门K的细管相连
通(细管横截面积忽略不计)。此时阀门K关闭,甲中盛有水。
(1)若甲中水的体积为3xlO-3m3,求水的质量加次;
(2)若甲中水的深度为0.2m,求甲容器底部受到水的压强p.次;
(3)若甲中水的深度为向乙容器中倒入水,使甲、乙内水的体积相同,此时将体积为V物体丙放入甲
中浸没。再打开阀门K,发现水会通过细管流入甲容器。已知甲、乙的底面积分别为3S、2S,水的密度为
17.底面积为2xl0-2m2的薄壁圆柱形容器中装满水,水对容器底部的压强p次为1960帕。
①求水的深度无水;
②求水对容器底部的压力F水;
③将物体甲浸没在水中,分别记录放入甲前后容器对水平桌面的压强0、.';然后将水换为某种液体并装
满容器,分别记录放入甲前后容器对水平桌面的压强P2、P2',如下表所示:
容器对桌面的压强
序号液体种类
放入甲前P(帕)放入甲后P'(帕)
1水24503430
2某种液体28423724
(a)小明根据上述信息,求出了容器重力G客,过程如下:
根据
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竺\&
△p=
而
=P2~Pi=2842帕-2450帕=392帕
所以
6容=AF=ApS=392帕x2xIO?米?=7.84牛
请判断:小明的计算是否正确?若正确说明理由,若不正确求出G承;
(b)求甲的密度?用。
18.如图所示,盛满水的薄壁轻质柱形容器甲与实心柱体乙放置在水平地面上。底面积分别为S、2S,水的
质量为机。
(1)若容器甲中水的深度为02%求水对容器甲底部的压强p次。
(2)若柱体乙的质量为2优,求柱体乙对地面的压强pz。
(3)现有物块A、B、C,其密度、体积如下表所示。小华选择其中一个先后放入容器甲的水中(物块浸没
在水中)、柱体乙的上部,使容器甲对地面的压强变化量小于柱体乙对地面的压强变化量,且容器甲对地面
的压强最大。请写出选择的物块并说明理由,计算出容器甲对地面的压强最大值p用大。
物块密度体积
A1.8P*0.5V
B1.2。水0.6V
C2.5P水2V
甲乙
19.如图所示电路中,闭合开关S时,电流表Ai的示数为0.6安,电阻R/为15欧,电阻&为10欧,求:
(1)电源电压Uo
(2)电流表A的示数
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20.某导体两端的电压为6伏,10秒内通过该导体横截面的电荷量为5库。
(1)求通过该导体的电流/。
(2)若通过该导体的电流变为0.6安,求此时导体的电阻R。
21.如图所示电路中,电源电压保持不变,&的阻值为15欧。闭合开关S时,电压表的示数为9伏。
(1)求通过此的电流/2;
(2)用电阻&替换电阻&后,闭合开关S,发现电压表示数为6伏,电流表示数与未替换前比增大了0.1
安。求R7的阻值。
------1I————I।-------
RiRi
22.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻凡的阻值为10欧,闭合开关S,电流表的示数为0.9
安。
(1)求电源电压Uo
(2)在电路中再接入一个电阻鸟,电阻&接入前后电流表示数变化了0.3安,求凡的阻值。
II---
~d—
23.在图所示的电路中,电源电压为9伏且保持不变,电阻及为10欧。闭合开关S后,电流表的示数为
1.2安,求:
(1)通过电阻上的电流
(2)电阻品的阻值。
111
(3)根据并联电路电流、电压的特点及欧姆定律,推导出并联电路电阻的规律:—o
R%火2
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昌
24.在图(°)所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R的阻值为20欧,变阻器&上标有“1A”字样。闭
合开关S,电路中的电流为0.4安,电压表的表盘如图(6)所示。
(1)求电阻R/两端的电压U/;
(2)移动滑片P,发现滑片移至变阻器两端的过程中,所有元件都能正常工作。接着用阻值为10欧的电
阻&替换再次闭合开关S,在电路中各元件不损坏的情况下,移动滑片P,发现电压表示数最大变化
量为6伏。且与接入R/时相比,电压表示数的最大值相差2伏。
(。)小杨根据上述信息,计算两次电压表示数的最大值。他的计算过程如下:
q大=L大&=/大片=lAx20Q=20V>15V
当R连入电路时,若/支1A,0行15V。当&连入电路时,因为电压表示数的最大值相差2V,所以加大
=13V»
请判断小杨的计算过程是否合理,并写出理由;若不合理,写出正确的计算过程;
")求滑动变阻器&的最大阻值。
25.如图所示的电路中,电源电压恒为6伏、电阻R/的阻值为10欧,滑动变阻器氏2标有“2001A”字样。
闭合开关后,电流表的示数为04安。
⑴求Ri两端的电压Ui是伏;
(2)求此时R2连入电路的电阻值是欧。
(3)把上述器材重新连接后,闭合开关,在确保安全的情况下,移动滑片的过程中电流表示数能达1.2A。可
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判断出电流表测量的是(选填“必”、“R2”或“干路”)的电流,求移动滑片时电流表示数能达到的最大
范围____O
26.在图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R/的阻值为20欧,滑动变阻器R2上标有“20。1A”字
样。仅闭合开关S,电流表A和Ai的示数分别为0.7安、0.3安。
(1)求电源电压U;
(2)求此时变阻器&连入电路的阻值;
(3)移动变阻器滑片P可以使电流表A示数变化,求电流表A示数的最大变化量皿
27.在图(a)所示的电路中,电源电压为12伏且保持不变,电流表A的表盘如图(b)所示。现有电阻凡,
其阻值为10欧。
(1)若将电阻为接入之间,闭合开关S,求通过&的电流/;
(2)若将电阻R1与标有“20。2A”字样的滑动变阻器&以串联或并联方式重新接入"N之间,闭合开关S,
移动变阻器的滑片,在电路中各元件安全的情况下可使电流表示数变化量最大。通过计算说明与、%的连
接方式并求出电流表示数变化量的最大值ALax。
28.在如图所示的电路中,电源电压为15伏,电阻飞的阻值为10欧,闭合开关S,移动滑动变阻器凡的
滑片P至某位置时,电压表V示数为9伏。
(1)求此时电阻R1两端的电压G;
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(2)求此时滑动变阻器4连入电路的阻值;
(3)移动滑动变阻器&的滑片P,电流表A的示数变化范围为0.5安~1安,求滑动变阻器&的规格。
&P「
~11------------
@-€>-
29.在如图所示的电路中,电源电压为18伏保持不变,电阻R/的阻值为10欧,滑动变阻器上标有“1安”
字样。闭合电键S,电压表示数为5伏。
(1)求通过电阻R/的电流//;
(2)求此时滑动变阻器&连入电路中的电阻值;
(3)移动滑动变阻器滑片P过程中,电源电压与电压表示数比值的最大值为6,求电压表最大示数和最小
30.在图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻品的阻值为12欧,滑动变阻器比标有“100欧1安”字样。
闭合开关S,移动滑片P至某位置时,电流表示数为0.5安。
(1)求此时电阻R/两端的电压S;
(2)现将一个电压表正确接入电路。闭合开关S,移动滑片P,在电路安全工作的情况下,电压表示数的
变化范围为6伏~15伏;
(a)请指出电压表接入的位置,并说明理由;
(b)求最小电流/最小O
31.在图所示的电路中,电源电压为15伏。电阻R/的阻值为10欧,滑动变阻器处上标有“50欧1安”字
样。闭合开关S,移动滑片P至某位置时,电压表示数为5伏。求:
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(1)通过电阻R/的电流力;
(2)滑动变阻器接入电路的阻值R2。
(3)现将滑动变阻器上的滑片P移至另一位置,然后将电压表V从电阻R/两端并联到滑动变阻器&两端,
发现电压表改接位置前、后示数变化了3伏,求滑动变阻器及可能的阻值。
32.在图所示的电路中,电源电压为6伏,电阻R/为5欧。电流表的规格如图(6)所示,变阻器治标有“100
欧,2安”字样。闭合开关S时,电流表Ai的示数为2安,求:
(1)通过品的电流刀。
(2)滑动变阻器连入电路的电阻R2。
(3)选择适当的电表量程,在移动滑动变阻器的滑片的过程中,发现二个电表指针偏离零刻度的角度相等,
求此时滑动变阻器连入电路的电阻
-0.63^
OOO
(a)(b)
33.如图所示,电源电压保持不变,R/的阻值为10欧。开关S闭合前,电流表的示数如图所示;S闭合后,
电流表的示数为0.6安。求:
-0.63^
ooO
(1)电源电压U。_____
(2)电阻&的阻值。________
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(3)现调整电路,更换电流表量程,用标有“5欧2安”或“10欧1安”字样的滑动变阻器替换R,。在电路
安全工作的情况下,选择“”字样滑动变阻器能使电流表示数最大值/mw与最小值/碗"的比值最大,
请通过计算说明,并求出该比值。
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期末计算题(第6-7章,含基础、重点、难点)
一、计算题
1.体积lxio-3m3的铁球浸没在水中,求铁球受到的浮力产浮。
【答案】9.8N
【详解】解:因为铁球浸没在水中,所以铁球排开水的体积
^=V=lxlO-3m3
则铁球受到的浮力
耳孚=/?水g%g=l.Ox1()3kg/n?x9.8N/kgxlxIO_3m3=9.8N
答:铁球受到的浮力为9.8N。
2.国产大飞机C919采用碳纤维材料减轻自身质量。求:体积V为2米3的碳纤维的质量相。已知碳纤维的
密度P弼堂=1.8x103千克/米3。
【答案】3.6x103千克
vn
【详解】解:根据公式P=£,可得体积V为2米3的碳纤维的质量为
m=0碳铮V=1.8x103kg/m3x2m3=3.6xlO3kg
答:体积V为2米3的碳纤维的质量为3.6x103千克。
3.体积为2xl0-3m3的实心合金块浸没在水中,求合金块所受浮力P浮。
【答案】19.6N
【详解】解:合金块浸没在水中
V排=V物=2xl0-3m3
合金块所受浮力
333
^=/?7K^g=lxlOkg/mx2xl0mx9.8N/kg=19.6N
答:合金块所受浮力为19.6N。
4.在某容器装满水时,水的质量为2千克,而装满某液体时,该液体的质量为2.2千克。求:
(1)容器中水的体积V;
(2)该液体的密度夕族。
【答案】(1)2xl0-3m3;(2)l.lxl03kg/m3
【详解】解:(1)容器中水的体积
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[="k=2kg
Z=2*1(T3m3
p认l.OxlO'kg/nr3
(2)装满某液体,液体的体积
V,»=V=2xlO-3m3
该液体的密度
m
K_2.2kg33
「液=l.lxl0kg/m
嗔2x10-3m3
答:(1)容器中水的体积是2xl0-3m3;
(2)该液体的密度是LlxlO3kg/m3。
5.体积为5x10-3米3,密度为6x103千克/米3的物体浸没在水中,求:
(1)物体的质量优;
(2)物体受到的浮力P浮。
【答案】(1)30kg,(2)50N
【详解】解:(1)物体的质量
m=pP^6xl03kg/m3x5xl0_3m3=30kg
(2)物体浸没在水中,物体受到的浮力
Fpp次gV^^V=lxl03kg/m3xl0N/kgx5xl0-3m3=50N
答:(1)物体的质量是30kg;
(2)物体受到的浮力是50N。
6.将一块重为10牛的合金块浸没在水中,合金块排开水的体积为5x10^米3。求:
(1)合金块所受浮力%的大小;
(2)合金块所受重力与浮力的合力上的大小与方向。
【答案】(1)4,9N;(2)5.1N,竖直向下
【详解】解:(1)合金块所受浮力大小为
F衙p^gV#=1.0xl03kg/m3x9.8N/kgx5xl0-4m3=4.9N
(2)合金块所受重力与浮力是同一直线上,方向相反的两个力,所以合金块所受重力与浮力的合力大小为
F-=G-F^=10N-4.9N=5.1N
方向与重力方向一致,竖直向下。
答:(1)合金块的浮力为4.9N;
(2)合金块重力与浮力的合力为5.1N,方向竖直向下。
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7.如图所示,实心均匀正方体甲和实心均匀圆柱体乙置于水平地面上,已知甲的密度为2x103千克/米3,
边长为0.1米。
①求甲对地面的压强P甲;
②若乙的底面积是甲的底面积的一半,且甲、乙对地面的压强相等,现将乙放置于甲的上方,求甲对水平
【详解】解:①物体放在水平面上,对水平的压力等于自身的重力,则甲对水平面的压力为
举=Gp==ApKpg=2X103kg/m3X(0.Im)3x10N/kg=20N
甲对地面的压强为
库;导湍12。。。%
②甲乙单独放在水平面上,二者对地面的压强相等,有
盘=丝
s甲s乙
乙的底面积是甲的底面积的一半,即乙与地面的接触面积是甲与地面接触面积的一半,即
20N_生
解得
汽=10N
乙放在水平地面上,乙对地面的压力等于自身的重力,即
3乙=七=10N
将乙放在甲的上面,它们对地面的压力等于它们的总重,则它们对地面的压强为
3£=^±^=20/32
S甲S甲(0.1m)
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答:①甲对地面的压强为2000Pa;
②此时甲对地面的压强为3000Pa„
8.如图所示,甲、乙两个完全相同的薄壁圆柱形容器置于水平面上,容器的质量为0.2千克、底面积为1x10-2
米2。甲中盛有水,乙中盛有酒精(夕酒精=0.8x103千克/米3),水和酒精对容器底部的压强相等。
(1)若甲中水的质量为1.8千克,求水的体积V和甲容器对水平面的压强)。
(2)求距容器底部0.1米的A、8处,水和酒精压强的差值如。
【答案】(1)1.8xl0-3m3,2000Pa;(2)200Pa
【详解】解:(1)水的质量
加水=1.8kg
水的密度是
p=1.0xl03kg/m3
则水的体积
1.8kg
V=^=1.8xl0-3m3
P1.0xl03kg/m3
甲容器对水平面的压力大小等于容器的重力与水的重力之和,即
尸=6水+G容器=m水g+机容器g=1.8kgx10N/kg+0.2kgxlON/kg=20N
则甲容器对水平面的压强
F20N
^-y-lxlO^m2=2000Pa
(2)水的深度
,V1.8xl0-3m3
n=——==0.18m
SIxlO^m2
因为水和酒精对容器底部的压强相等,则水对容器底部的压强
p酒精=p水upg/znl.OxloSkg/mSxlON/kgxO.l8m=1.8xl()3pa
根据液体压强公式。=0g〃可得,酒精的深度
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i_〃酒精_1.8x1()3pa
4西精==i=0.225m
夕酒精gO.8xlO3kg/m3xlON/kg
则距容器底部0.1m的A处的压强
33
pA=/?g(/?-0.1m)=1.0x10kg/mx1ON/kgx(0.18m-0.1m)=800Pa
B处的压强
pB=/?酒精g(/^精一°.lm)=°.8xl03kg/m3xl°N/kgx(0.225m—°.lm)=1OOOPa
所以,差值
△p=0B-PA=1OOOPa-800Pa=200Pa
答:(1)水的体积为L8xl(T3m3,甲容器对水平面的压强为2000Pa;
(2)距容器底部0.1米的A、8处,水和酒精压强的差值为200Pa。
9.如图所示,装有水的薄壁轻质圆柱形容器甲与圆柱形物块乙等高,放置于水平地面上,甲中水的深度为
0.1米,底面积为0.02米2,求:
(1)水对容器底部的压强P次。
(2)容器内水的质量机水。
(3)若水的深度是容器高度的;,甲的底面积是乙的2倍,乙的密度是水的3倍,现将乙放入容器甲中,
求:水对容器底的压强与容器对地面的压强的比值。
【答案】(1)980Pa;(2)2kg;(3)4011
【详解】解:(1)由题意可知,甲中水的深度为/z=0.1m,故可知水对容器底部的压强为
p7"p^tg/?=lxl03kg/m3x9.8N/kgx0.1m=980Pa
(2)由题意可知,甲中水的深度为甲的底面积为S折0.02m2,故可知甲中水的体积为
2-33
V7>~S¥?7z=0.02mx0.1m=2xl0m
故容器内水的质量为
m归p水V水=。水S^/?=lxl03kg/m3x2xl0_3m3=2kg
(3)由题意可知,乙的密度大于水的密度,故将乙放入容器甲后,乙的底部将与甲的底部相接触,设甲的
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底面积为5/,乙的底面积为Sz,由题意可知,乙圆柱体的体积为
2-33
Vz=S乙h2=0.01mx0.3m=3xl0m
甲容器中剩余部分的体积为
V斫V^V*=0.02m2x0.3m-2xl0-3m3=4xl0-3m3
可知甲容器中剩余部分的体积大于乙圆柱体的体积,故将乙放入甲后,水不会溢出,因将甲放入乙前后,
水的体积V水保持不变,设放入乙后甲容器中水的高度为"水,则有
S单h次=(Sip-Sz)〃次
由题意可知
S产2sz
故解得
h冰=2%水
由受力分析可知,此时容器对地面的压力等于水与圆柱体乙的重力之和,故水对容器底的压强与容器对地
面的压强的比值为
P水=。水—。水
P容一笑詈-。水gSM水+0乙gS乙3公
S甲
将S单=2SZ、P73P甲、"水=2/7次代入解得
P^=±
P容11
答:(1)水对容器底部的压强p次为980Pa;
(2)容器内水的质量机次为2kg;
(3)水对容器底的压强与容器对地面的压强的比值为4E11„
10.质量为0.5千克、底面积为2x10-2m。的薄壁容器放在水平桌面的中央,容器内盛满水,水深0.2米、体
积为2.5xl(T3m3。求:
(1)水的质量加水;
(2)水对容器底的压强P水;
(3)为了求得容器对水平桌面的压强P容,小圆和小梦分别梳理了解题思路如下:
小圆:。容=,而!=6容+G水,又6水=居卜=。水S容;
»容
第18页共47页
小梦:。容=于,而4=3容+3水,又6水=%g=。水唳g。
请你分别判断小圆和小梦的解题思路是否正确,并通过计算说明理由。
【答案】(1)2.5kg;(2)2xlO3Pa;(3)见详解
【详解】解:(1)根据题意,由密度公式/?=/可得水的质量为
733-33
叫=Z水唳=lxlOkg/mx2.5xl0m=2.5kg
(2)根据题意,由液体压强公式P=Qg无可得水对容器底部的压强为
333
p豕=0水g&=1x10kg/mx1ON/kgx0.2m=2x10Pa
(3)容器对水平桌面的压强属于固体压强,水平面上的物体对水平的压力等于物体的总重力,即七=6容+6水,
根据重力计算公式水的重力为
G水=机水8=水匕kg=lx103kg/m3x2.5xl0-3m3xlON/kg=25N
容器的重力为
G容=fg=0.5kgx10N/kg=5N
所以容器对水平面的压力为
埠=6容+6水=5N+25N=30N
由压强的公式p=Fg可得容器对地面的压强为
_4_30N
=1500Pa
/容一理_2x]0Tm2
在小圆的思想中,水的重力为
G水'=与'==2xlO3Pax2xlO-2m2=40N
与小梦根据质量计算的水的重力不同,是因为容器形状可能并非圆柱体等直柱体容器,压力并不等于重力。
故小圆的思路是错误的,小梦是正确的。
答:(1)水的质量为2.5kg;
(2)水对容器底的压强为2xl()3pa;
(3)因为容器的形状不是类似于圆柱体等直柱体,所以水对容器底的压力并不等于重力,故小圆的思路是
错误的,小梦是正确的。
11.轻质薄壁柱形容器甲、乙放在水平地面上(容器足够高),它们的底面积均为2S。如图所示,质量为
2m、底面积为S的柱体A竖直放置在容器甲底部,容器乙内盛有质量为的水。
第19页共47页
(1)若容器乙中水深度为0.6米,求水对容器乙底部的压强p次。
(2)现从容器乙中抽取部分水,并倒入容器甲中(A始终与容器甲底部接触)。此时两容器对地面的压力相
等,水对容器底部的压强分别为p甲水、P乙水。
①求容器甲对地面的压强增加量Rp用。
②请分析比较P用水与PZ次的大小。
【答案】①5880Pa;②(a)Ap甲=—^;(b)P甲水4P乙水
【详解】解:(1)由。=知道,水对容器乙底部的压强
33
p水=p水gh水=lxlOkg/mx9.8N/kgx0.6m=5880Pa
(2)①根据题意知道,此时两容器对地面的压力相等,即
瑁=F£=G=mg
所以,此时两容器的总质量相等
%=吆
即
2m+Am=6m—Am
解得Am=2根,所以,容器甲对地面的压强增加量
△小_AG甲Amg_2mg_mg
A夕甲二
S甲S甲S甲2SS
②假设抽水前水的总体积为6Vo,倒入甲中水的体积为2%,乙中剩余水的体积为4%。若A未浸没或刚好
浸没,则
“A—愠水
根据题意知道,两容器中水的深度
:2-2%
佛水Sv-S2.S-S
生水S乙2SS
即
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%水=吆K
由p=〃g/z知道
P甲水=P乙水
若A浸没,鼠<幅水,则A的体积小于水的体积,即
匕<2%
两容器中水的深度分别是
,匕+2><4%=2%
伟水S甲2SS
生水S乙2SS
即幅水水,由P=0g〃知道
P用水<P乙水
综上可知
P甲水-P乙水
答:(1)水对容器乙底部的压强5880Pa;
(2)①容器甲对地面的压强增加量是等。
②p,或与Pz次的大小关系是P甲水—P乙水。
12.如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器甲置于水平地面,容器底面积为3x10-2米2。其内部中央放置一个
质量为2千克、体积为匕的物体乙。
(1)求乙对容器底部的压力当;
(2)向容器中倒入。.4米深的水,求水对容器底部的压强P水;
(3)现有A、3、C三种液体,它们的质量、密度如下表所示,请选择其中一种倒入容器中(物体均能浸
没在液体中),使液体对容器底部的压力。最大。写出选择的液体并说明理由,求出。最大。
液体质量密度
第21页共47页
Am2P
82m2P
C3m4夕
3
【答案】(1)20N;(2)lxlOPa:(3)4pgV0+3mga
【详解】解:(1)乙对容器底部的压力
F乙=G^=叫1g=2kgx10N/kg=20N
(2)向容器中倒入。二米深的水,水对容器底部的压强
〃水=P水g"=1x103kg/m3x10N/kgx0.1m=lxIO3Pa
(3)①当A液体倒入容器后,容器内液体的深度
n
V+L
0Ip_100^100〃?
4-3xl0"m2厂+6P
此时液体对容器底部的压强
。液A=幺847=2个加(,—1OOK+—100m,)=—200"pgK100帆g
3op33
②同理,当B液体倒入容器后,容器内液体的深度
V+也
02/?_100V;100〃z
4"3xl0"m2-―厂+3P
此时液体对容器底部的压强
7__100K100fn、2OOpgV200mg
P液B=PBg%=2pg(—+—)=—"o+—
35p33
③同理,当c液体倒入容器后,容器内液体的深度
V+网
04p_100K)100加
他一3x1012—一厂+4.
第22页共47页
此时液体对容器底部的压强
,3,100%100。、4000g%
P液c=0cSK=4/?g(—+——)=―-~-+1OOmg
34/73
比较①②③液体对容器底部的压强可知
P液液B>P液A
倒入液体C时,液体对容器底部的压强最大,最大压力
7最大=0液cS=(40*.%+l0°〃?g)x3xl(T2n?=^pgV0+3mg
答:(1)乙对容器底部的压力是20N;
(2)水对容器底部的压强是lxlCPPa;
(3)倒入液体C时,液体对容器底部的压力尸液最大,最大压力是4Pg%+3〃2g。
13.水平桌面上有一底面积为5x10-2米2轻质薄壁圆柱形容器,容器内装有水。底面积为1x10-2米2的厚壁
柱形杯内装满体积为2x10-3米3的水,竖直放入容器中触底,静止后如图(a)所示。求:
①杯中水的质量加水;
②接着将杯中的水全部倒入容器内,再把空杯子竖直放入容器中仍触底,如图(b)所示。
(a)判断薄壁容器对水平桌面的压强变化情况,并说明理由;
(b)薄壁容器底部受到水的压强变化量如水。
【答案】①2kg;②(a)薄壁容器对水平桌面的压强不变,理由见解析;(b)490Pa
【详解】解:①杯中水的质量
用水=。水腺=1.0xl03kg/m3x2xl0-3m3=2kg
②(a)薄壁容器对水平桌面的压强不变。因为整个过程中,轻质容器中的水未溢出,水的重力不变,厚壁
柱形杯的重力不变,由
%=%+G杯
可知薄壁容器对水平桌面的压力不变,受力面积不变,据。=£,则薄壁容器对水平桌面的压强不变。
第23页共47页
(b)薄壁容器内水的深度变化量
,,%_2x103m3
△力水一一zzzz"-0.05m
水S容器-S杯5xlO-2m-lxlO-2m-
则薄壁容器底部受到水的压强变化量
像水=「水gMk=1-0x103kg/m3x9.8N/kgx0.05m=490Pa
答:①杯中水的质量机次为2kg;
(2)(a)薄壁容器对水平桌面的压强不变;
(b)薄壁容器底部受到水的压强变化量Ap为490Pa。
14.如图所示,将高为0.6米的薄壁圆柱形容器和均匀圆柱体乙置于水平地面上。容器内液体甲和圆柱体乙
的密度、底面积、高度的数据如下表。求:
密度(千克/米3)底面积(米2)深度/高度(米)
液体甲1X1032X1020.5
圆柱体乙5x1031X10-20.4
(1)甲液体对容器底部的压强p*;
(2)圆柱体乙对水平地面的压力Pz;
(3)将圆柱体乙浸没在液体甲中,液体甲对容器底部的压强p'和
【答案】(1)4900帕;(2)196牛;(3)5.88x103帕
【详解】(1)由液体压强公式得
pf=p单gh甲=1x103千克/米3x9.8牛/千克x0.5米=4900帕
(2)由平衡条件得
FZ=Gz—mzg—pzVzg=5xl03千克/米3*■10-2米2x04米x9.8牛/千克=196牛
(3)将圆柱体乙浸没在液体甲中,液体上升的高度为
Klxl0-2m2x0.4m
A/z=Z=------------——=0.2m
S甲2x10-20r
第24页共47页
则新的液体深度为
比平=0.5米+0.2米=0.7米>0.6米
甲液体会溢出。则液体甲对容器底部的压强
p'f=p/g"甲=lxlC)3千克/米3x9.8牛/千克x0.6米=5.88x103帕
15.如图所示,甲、乙两个均匀正方体放在水平地面上,已知甲的密度为1000千克/米3,边
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