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文档简介
专题17压轴题:密度、压强、浮力的综合计算01题型突破 1TOC\o"1-3"\h\u题型突破一:怎样解漂浮、悬浮类模型 1题型突破二:怎样解注液、排液模型 4题型突破三:怎样解出液、入液模型 802素养提升 1203中考练场 23题型突破一:怎样解漂浮、悬浮类模型解答此类题型时,需要注意以下几点:(1)确定研究对象,并对物体进行受力分析;(2)判断物体的重力与浮力的关系(或物体密度与液体密度的关系),判断物体的沉浮状态;(3)利用阿基米德原理公式、密度或重力计算公式带入关系;(4)根据已知条件求出所求的物理量。【特别提示】物体的沉浮条件(注意:物体必须完全浸入液体中)上浮漂浮悬浮下沉ρ物<ρ液ρ物<ρ液ρ物=ρ液ρ物>ρ液G物<F浮G物=F浮G物=F浮G物>F浮【典例1】(2023·山东泰安·中考真题)某同学受“怀丙打捞铁牛”故事的启发,设计了如下“打捞”过程:如图甲,金属块A部分陷入淤泥内,轻质小船装有18N的沙石,细绳将金属块A和小船紧连,细绳对小船的拉力为2N,水面与船的上沿相平;将小船内所有沙石清除后,金属块A被拉出淤泥静止在水中,如图乙所示。已知金属块A的体积为,,g取,小船的质量忽略不计,细绳的质量和体积忽略不计。(1)甲图中,金属块A上表面距离水面50cm,求金属块A上表面受到的水的压强;(2)乙图中,小船有体积露出水面,求金属块A的密度。
【答案】(1);(2)【详解】解:(1)已知金属块A上表面距离水面50cm,即由可得,金属块A上表面受到的水的压强为(2)由题意知,小船装有18N沙石时,处于漂浮状态,小船的质量忽略不计,细绳的质量和体积忽略不计,则小船此时受到得浮力为由得,船排开水的体积为当沙石清除后,小船有体积露出水面,此时小船排开水的体积为根据得,此时船受到得浮力为由图乙可知,A完全浸没在水中,根据可得,金属A受到的浮力为金属块A被拉出淤泥静止在水中,则此时小船受到的浮力和金属球受到的浮力等于金属A的重力,则由得,金属球A得质量为根据密度公式可得,金属球A得密度为答:(1)甲图中,金属块A上表面距离水面50cm,求金属块A上表面受到的水的压强为(2)乙图中,小船有体积露出水面,求金属块A的密度为【变式1-1】(2024·安徽合肥·一模)如图甲所示的密闭容器,壁厚忽略不计。其底部是边长为的正方形,容器中装有高度为的水。将容器倒置并使其在水中竖直漂浮,如图乙所示,容器内外水面的高度差为。求:(水的密度为,g取)(1)容器在水中竖直漂浮受到浮力是多少?(2)该容器的质量是多少?【答案】(1)1.28N;(2)32g【详解】解:(1)容器排开水的体积容器所受的浮力容器和水的重力容器和水的质量水的质量容器的质量答:(1)容器在水中竖直漂浮受到浮力是1.28N;(2)该容器的质量是32g。【变式1-2】(2023·云南昆明·二模)将一底部贴有橡皮膜的物体放入装有水的柱形容器中,物体静止时有的体积浸入水中,容器中水深h1为15cm,如图甲所示。已知物体的质量为0.24kg,圆柱形容器底面积S为100cm2。现通过注射器向物体底部的橡皮膜内注满某种配制液体后,物体在水中的位置如图乙所示,此时容器中水深h2为18.6cm,整个过程容器中的水未溢出,橡皮膜未破裂(ρ水=1.0×103kg/m3)。求:(1)图甲中物体受到水的浮力;(2)图甲中圆柱形容器底部受到水的压力;(3)注入橡皮膜内液体的密度。
【答案】(1)2.4N;(2)15N;(3)1.8×103kg/m3【详解】解:(1)图甲中物体漂浮在水面上,物体受到水的浮力等于物块的重力,则物体受到水的浮力为F浮=G=mg=0.24kg×10N/kg=2.4N(2)图甲中圆柱形容器底部受到水的压强为p=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×15×10-2m=1500Pa圆柱形容器底部受到水的压力为F=pS=1500Pa×100×10-4m2=15N(3)甲图中物体排开水的体积为由于物体静止时有的体积浸入水中,所以物体的体积为乙图中,物体在水中增加的体积和橡皮膜内液体的体积为V排′=S(h2-h1)=100cm2×(18.6cm-15cm)=360cm3橡皮膜内液体的体积为乙图物体和橡皮膜内的液体悬浮,受到的浮力等于总重力,所以橡皮膜内液体和物体的总重力为G总=F浮′=ρ水g(V+V液)=1.0×103kg/m3×10N/kg×(4×10-4m3+2×10-4m3)=6N液体的重力为G液=G总-G=6N-2.4N=3.6N橡皮膜内液体的质量为橡皮膜内液体的密度为答:(1)图甲中物体受到水的浮力为2.4N;(2)图甲中圆柱形容器底部受到水的压力为15N;(3)注入橡皮膜内液体的密度为1.8×103kg/m3。题型突破二:怎样解注液、排液模型注液和排液模型类题型,需要注意以下几个方面:(1)注意容器上下部横截面积是否发生变化,若上下部横截面积不同,尤其要注意上下部注排水的量将发生很大的变化;(2)在注水和排水时,注意题中物体浸入液体中的深度的变化,从而导致物体的浮力的变化情况;【典例2】(2023·广西·中考真题)人工涂抹油漆难精准且气味难闻,于是某团队设计了“智能浸泡上漆器”,如图所示,上漆器由柱形硬质浮杆、力传感器、工作台、挡板等组成。浮杆的质量为0.2kg,底面积为;力传感器固定且与浮杆接触但无压力;工作台固定在上漆器底部,其上表面积为0.5m2,高为0.1m。将待上漆的质量分布均匀的柱体A放在工作台中央,将挡板固定在1m高处,开始注漆,当浮杆对力传感器的压力为14N时停止注漆,完成对柱体A的上漆。已知柱体A的质量为500kg,底面积为,高为0.8m,油漆密度为。g取10N/kg。求:(1)当漆面上升至0.1m时,油漆对上漆器底部的压强;(2)当漆面上升至0.4m时,柱体A对工作台的压强;(3)停止注漆时,柱体A被上漆的高度。
【答案】(1);(2)4000Pa;(3)0.6m【详解】解:(1)当漆面上升至0.1m时,油漆对上漆器底部的压强为(2)当漆面上升至0.4m时,柱体A排开液体的体积为柱体A受到的浮力为对工作台的压力为F压=G-F浮1=mg-F浮=500kg×10N/kg-3000N=2000N柱体A对工作台的压强(3)当浮杆对力传感器的压力为14N时,由力的相互性,力传感器对浮杆的压力T大小为14N,方向竖直向下,浮杆还受到重力及液体产生的浮力的作用,根据力的平衡有F浮2=G浮杆+T=m浮杆g+T=0.2kg×10N/kg+14N=16N根据阿基米德原理,浮杆排开液体的体积为浮杆在液体中的深度为当柱体A浸入深度为0.6m时,柱体A排开油漆的体积此时柱体A受到的浮力此时柱体A受到的浮力恰好等于柱体A的重力,故静止时柱体A应漂浮,继续注漆时,柱体A仍漂浮,故停止注漆时,柱体A被上漆的高度为Δh=hA-(h-h2)=0.8m-(1m-0.8m)=0.6m答:(1)当漆面上升至0.1m时,油漆对上漆器底部的压强为;(2)当漆面上升至0.4m时,柱体A对工作台的压强4000Pa;(3)停止注漆时,柱体A被上漆的高度为0.6m。【变式2-1】(2021·山东聊城·二模)放在水平桌面上的圆柱形容器B高为20cm,底面积为0.03m2,容器中放一个质量为800g正方体A,边长为10cm,若一定质量的水沿着容器壁缓慢倒入容器B中,当木块A对容器B底的压强恰好为零时,求(g=10N/kg):(1)物体A此时受到水的浮力是多大?(2)此时容器B中水的高度为多少?(3)容器底受到水的压力是多大?(4)继续加水至18cm深时,水对正方体底部的压强是多大?【答案】(1)8N;(2)0.08m;(3)24N;(4)800Pa【详解】解:(1)正方体木块A的重力当木块A对容器B底的压强恰好为零时,A对容器底的压力为零,此时A受到的浮力(2)正方体木块A的底面积由得,A排开水的体积此时容器B中水的高度(3)容器底受到水的压强由可知,容器底受到水的压力(4)物体的体积物体的密度小于水的密度,继续加水至18cm深时,木块A处于漂浮状态,水对正方体底部的压力水对正方体底部的压强答:(1)物体A此时受到水的浮力是8N;(2)此时容器B中水的高度为0.08m;(3)容器底受到水的压力是24N;(4)继续加水至18cm深时,水对正方体底部的压强是800Pa。【变式2-2】(2023·广西贺州·一模)在水平桌面上放有一个足够高的薄壁柱形容器,如图甲所示,其底面积为100cm2。一个重为2.5N,底面积为40cm2,高为10cm的柱形玻璃杯A漂浮于水面上,容器底有一个密度为2×103kg/m3的实心金属块B(与容器底部不密合),用一根细线将B与玻璃杯A的下表面相连,细线未拉直,缓慢向容器中注水,细线所受拉力随时间变化的图像如图乙所示,最后A、B两物体在水中静止(细线不可伸长且质量与体积忽略不计),求:(1)注水前,玻璃杯A所受浮力;(2)请通过计算分析说明,物体AB最终在容器中所处的状态;(3)金属块B的重力;(4)从t1时刻到t2时刻,水对容器底的压强变化量为200Pa,则t₁时刻细线所受拉力F是多大。
【答案】(1)2.5N;(2)不管再如何加水,玻璃杯A和金属块B通过细线一起漂浮;(3)2.4N;(4)0.4N【详解】解:(1)玻璃杯A漂浮,根据物质浮沉条件可得,注水前,玻璃杯A所受浮力为(2)假设水面可以一直上升到与玻璃杯A的最上端相平,根据阿基米德原理可得,则A受到的浮力为由图乙可知,细线拉力达到1.2N就不再变化,即所以水面不可能上升到与杯口相平。也就说明,不管再如何加水,玻璃杯A和金属块B通过细线一起漂浮。(3)金属块B处于静止状态,受重力、浮力、拉力的作用,由题图可知,最大拉力为1.2N,由此可得由于金属块B完全浸没在水中,排开水的体积等于其自身体积,则有则金属块B的体积为金属块B所受的重力为(4)设从t1时刻到t2时刻,水的深度的变化量为Δh,根据p=ρgh和题意可得解得此时玻璃杯A排开水的体积的变化量为则玻璃杯A受到的浮力的变化量为由图乙可知,t1时刻到t2时刻,增大的拉力就等于增大的浮力。所以,t1时刻的拉力为答:(1)注水前,玻璃杯A所受浮力为2.5N;(2)不管再如何加水,玻璃杯A和金属块B通过细线一起漂浮;(3)金属块B的重力为2.4N;(4)则t₁时刻细线所受拉力F是0.4N。题型突破三:怎样解出液、入液模型解答此类题型时,需要注意以下几个方面:(1)物体出入液体时,浸入液体中的体积的变化情况,从而找出V排的变化情况,进而可以找出浮力的变化情况;(2)多利用阿基米德原理解答此类题型时,往往会与密度、重力公式相结合,联立方程求解。【典例3】(2023·四川巴中·中考真题)某兴趣小组在做浮力相关实验时,将力传感器固定在铁架台上,底面积为的实心均匀圆柱体A通过轻质细线与力传感器相连,力传感器的示数等于细线拉力的大小。底面积的柱形容器B放在水平升降台上,装有深的水,如图甲所示。从某时刻开始让升降台上升使A逐渐浸入水中,力传感器的示数F与升降台上升高度h的关系如图乙所示。不计细线的伸缩,A始终保持竖直,且不吸水,整个过程无水溢出。请回答下列问题:(1)求A的质量;(2)当升降台上升高度为时,A浸入水中深度为,求此时A受到的浮力;(3)求A的密度。
【答案】(1)1.2kg;(2)2N;(3)1.5×103kg/m3【详解】解:(1)当物体未浸入水中时传感器的示数即为A的重力,所以A的质量为(2)当时,物体排开液体的体积为此时A受到的浮力为(3)当浸没时,排开液体的体积为液体上升的高度为物体的高度为物体的体积为A的密度为答:(1)A的质量为1.2kg;(2)当升降台上升高度为时,A浸入水中深度为,此时A受到的浮力为2N;(3)A的密度为1.5×103kg/m3。【变式3-1】(2024·山东青岛·一模)如图所示,薄壁柱形容器底面积为200cm2,高40cm,质量为2kg,放置在水平桌面上,里面装有20cm深的水。木块A受的重力为24N,底面积为100cm2,高40cm,一轻质细杆与木块A中央固定在一起,将木块A从A底面刚好与水面接触开始向下移动,直至木块A浸入水中深度为自身高度的,求:(1)木块的密度;(2)细杆对木块力的大小;(3)木块A浸入水中深度为自身高度的时,容器对水平地面的压强。【答案】(1)0.6×103kg/m3;(2)6N;(3)4500Pa【详解】解:(1)木块的底面积为S=100cm2=0.01m2木块的高度为40cm=0.4m木块的密度为(2)木块A浸入水中深度为自身高度的,此时木块A浸入水中深度为则排开水的体积是0.3m×0.01m2=0.003m3受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.003m3=30N此时的木块受到三个力的作用:竖直向上的浮力、竖直向下的重力和细杆产生的力,故细杆产生的力为F=F浮﹣G=30N﹣24N=6N(3)容器的重力为G容=m容g=2kg×10N/kg=20N容器的底面积为S′=200cm2=0.02m2水的深度为h水=20cm=0.2m水的重力为G水=ρ水gV水=ρ水gS′h水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m2×0.2m=40N容器对地面的总压力为F'=G容+G水+(G木+F)=20N+40N+(24N+6N)=90N容器对水平地面的压强为答:(1)木块的密度为0.6×103kg/m3;(2)细杆对木块力的大小为6N;(3)木块A浸入水中深度为自身高度的时,容器对水平地面的压强为4500Pa。【变式3-2】(2023·云南保山·二模)小红用传感器设计了如图甲所示的力学装置,竖直细杆B的下端通过力传感器固定在柱形容器的底部,它的上端与不吸水的实心正方体A固定(不计细杆B及连接处的质量和体积),现缓慢地向容器中加水,力传感器的示数大小F随水深h变化的图象如图乙所示(ρ水=1.0×103kg/m3)。求:(1)正方体A所受重力大小;(2)当容器内水的深度为13cm时,正方体A受到的浮力大小;(3)当容器内水的深度为8cm时,力传感器的示数大小为F,继续向容器中加水,当力传感器的示数大小变为0.5F时,水对容器底部的压强是多少?【答案】(1)6N;(2)10N;(3)850Pa或950Pa【详解】解:(1)由图乙可知,当h0=0时,力传感器的示数为F2=6N,此时正方体没有受到浮力,不计细杆B及连接处的质量,则细杆B对力传感器的压力等于正方体的重力G0=6N(2)由图乙可知,当h1=3cm时,物体A的下表面恰好与水面接触;当容器内水的深度h2=13cm时,已经超过了F=0时水的深度,由力的平衡条件可得,此时正方体A受到的浮力F浮=G+F=6N+4N=10N(3)由图乙可知,当h1=3cm时物体A的下表面恰好与水面接触,则正方体A的边长l=13cm-3cm=10cm容器内水的深度h3=8cm时,正方体A浸入水的深度h浸2=h3-h1=8cm-3cm=5cm=0.05m排开水的体积V排′=L2h浸2=(0.1m)2×0.05m=5×10-4m3正方体A受到的浮力F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-4m3=5N力传感器的示数F=G-F浮′=6N-5N=1N继续向容器中加水,当力传感器第一次受到的力F′=0.5F=0.5×1N=0.5N且水的深度较小时、细杆的向上的作用力处于平衡状态,所以由正方体受到的合力为零可得F浮″=G-F′=6N-0.5N=5.5N由F浮=ρ液gV排=ρ液gSAh浸可得,此时正方体浸入水中的深度则此时容器内水的深度h4=h1+h浸3=3cm+5.5cm=8.5cm=0.085m则此时水对容器底的压强p'=ρ液gh4=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.085m=850Pa继续向容器中加水,当力传感器第二次受到的力F1′=5F=0.5×1N=0.5N且水的深度较小大时、细杆的向下的作用力处于平衡状态,所以由正方体受到的合力为零可得F浮1''=G+F1′=6N+0.5N=6.5N由F浮=ρ液gV排=ρ液gSAh浸可得,此时正方体浸入水中的深度则此时容器内水的深度h5=h1+h浸3′=3cm+6.5cm=9.5cm=0.095m则此时水对容器底的压强p1'=ρ液gh5=1.0×103kg/m2×10N/kg×0.095m=950Pa答:(1)正方体A所受重力大小为6N;(2)当容器内水的深度为13cm时,正方体A受到的浮力大小为10N;(3)当容器内水的深度为6cm时,力传感器的示数大小为F,当力传感器的示数大小变为5F,压强为850Pa或950Pa。1.(2024·云南昆明·模拟预测)如图甲所示,实心立方体放入柱形容器后,向容器内倒入液体A(立方体与底部不密合,液体始终未溢出),立方体受到的浮力F浮与容器内液体深度h的图像如图乙实线所示。更换另一种液体B重复上述过程,F浮与h的图像如图乙虚线所示。求:(1)立方体在液体A中静止后的状态(有必要的文字说明);(2)立方体的重力;(3)倒入液体B的深度为12cm时,液体对容器底部的压强。【答案】(1)漂浮;(2)8N;(3)840Pa【详解】解:(1)由图乙可知,当容器内液体A的深度h≥8cm时,正方体物块受到的浮力为8N不再发生变化,当容器内液体B的深度h≥10cm时,正方体物块受到的浮力为7N不再发生变化;若物块在两液体中最终都沉底,则物块受到浮力刚达到最大时两液体的深度应该相等,由前面的分析可知这种情况不可能;若物块在两液体中最终都漂浮,则由漂浮条件可知,物块在两种液体中最终受到的浮力大小相等(均等于物块的重力),由前面的分析可知这种情况不可能,则物块在两液体中最终只能是“一漂一沉”;因8cm<10cm,所以可知物块在A液体中最终处于漂浮状态。(2)物块在A液体中处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知,物块受到的重力等于浮力,即(3)由图乙可知,当容器内液体B的深度h≥10cm时,正方体物块受到的浮力7N不再发生变化,由F浮B=7N<G可知,物块在液体B中沉底,液体B的密度为倒入液体B的深度为12cm=0.12m时,液体对容器底部的压强答:(1)立方体在液体A中静止后的状态为漂浮;(2)立方体的重力为8N;(3)倒入液体B的深度为12cm时,液体对容器底部的压强为840Pa。2.(2022·黑龙江齐齐哈尔·二模)水槽的底面积,装有6cm深的水,将其置于水平面上。有一重力是6N,底面积、高的圆柱体。如图所示,用弹簧测力计将其由水面位置缓慢放入水槽中,当其刚好接触水槽底部时,弹簧测力计的示数为。(两接触面之间的水忽略不计,且水没有溢出)求:(1)圆柱体刚好接触水槽底部时,受到的浮力是多少?(2)整个过程中,圆柱体的重力做功是多少?(3)圆柱体静止后,撤走弹簧测力计,与放入圆柱体前相比,水槽对水平面的压强增加多少?(4)圆柱体静止后,水对槽底的压强是多少?【答案】(1);(2);(3)750Pa;(4)1000P【详解】解:(1)圆柱体刚好接触水槽底部时,受到的浮力(2)圆柱体下降的距离圆柱体重力做功(3)水槽对水平面压力增加量受力面积水槽对水平面压强增加量(4)由可得圆柱体排开水的体积圆柱体浸入水中的深度此时,圆柱体没入水中深度小于圆柱体的高度,圆柱体没有浸没水中,水槽中水的深度水对水槽底部的压强答:(1)圆柱体刚好接触水槽底部时,受到的浮力是;(2)整个过程中,圆柱体的重力做功是;(3)圆柱体静止后,撤走弹簧测力计,与放入圆柱体前相比,水槽对水平面的压强增加750Pa;(4)圆柱体静止后,水对槽底的压强是1000Pa。3.如图甲所示,有一体积、质量忽略不计的弹簧,其两端分别固定在容器底部和正方体物体A上。已知物体A的边长为10cm,弹簧没有发生形变时的长度为8cm,弹簧受到拉力作用后,伸长的长度△L与拉力F的关系如图乙所示。向容器中加水,直到物体A上表面与液面相平,此时水深20cm。求:(1)物体A上表面与液面相平时,容器底部受到水的压强;(2)物体A上表面与液面相平时,物体A受到水的浮力;(3)物体A的密度。【答案】(1)2000Pa;(2)10N;(3)0.8×103kg/m3【详解】解:(1)物体A上表面与液而相平时,水深则容器底部受到水的压强(2)物体A上表面与液面相平时,物体A排开水的体积物体A受到水的浮力(3)由图甲可知,当物体上表面上液面齐平时,物体上表面距容器底的距离为20cm,则弹簧伸长的长度由图乙可知,此时弹簧对物体的拉力为因物块受到竖直向上的浮力和竖直向下重力、弹簧拉力作用处于平衡状态,所以由物块受到的合力为零可得则物块的重力由可得,物块A的质量物体A的密度答:(1)物体A上表面与液面相平时,容器底部受到水的压强为2000Pa;(2)物体A上表面与液面相平时,物体A受到水的浮力为10N;(3)物体A的密度为0.8×103kg/m3。4.(2023·福建福州·二模)如图所示,在重为6N,高为20cm,底面积为300cm2的薄壁圆柱形容器底部,贴有一个底面为边长为0.1m正方形的压力传感器(厚度和质量均不计)。将一个边长为0.1m的实心正方体物块放在传感器上,然后缓慢地向容器内倒入某种液体,物块对传感器的压力F与倒入液体的深度h的关系如下表所示。求:h/m00.010.020.030.04F/N64.83.62.41.2(1)空的容器对水平桌面的压强;(2)当h=2cm时,物块受到的浮力;(3)液体的密度。【答案】(1)200Pa;(2)2.4N;(3)1.2×103kg/m3【详解】解:(1)空的容器对水平桌面的压力为容器底面积为空的容器对水平桌面的压强为(2)由题意可知,当h=2cm时,即0.02m时,物体对底面的压力为3.6N,则浮力为(3)正方体的底面积为当h=2cm时,正方体排开液体的体积,即浸在液体中的体积为液体密度为答:(1)空的容器对水平桌面的压强为200Pa;(2)当h=2cm时,物块受到的浮力是2.4N;(3)液体的密度为1.2×103kg/m3。5.(2023·四川成都·一模)如图所示,将底面积为100cm2的圆柱体放在水平桌面上。当把底面积为80cm2、质量为200g的柱形物体A放在圆柱体的正上方时,圆柱体对桌面压强的变化量为,桌面上还有一个底面积为200cm2、高12cm,内装有某液体的圆柱形容器(容器壁厚和质量均忽略不计),容器中液体深为10cm。当用外力将物体A刚好浸没在液体中时,液体对容器底部压强的变化量为。已知,物体A的密度为0.5×103kg/m3(g取10N/kg,忽略物体吸附液体等次要因素)。求:(1)物体A的高度;(2)容器中液体的密度;(3)若在物体A上放一体积为1×10﹣4m3重物,使得物体A和重物刚好浸没在液体中且保持静止(物体A没有接触到容器底部),求此时桌面受到容器的压强。【答案】(1)0.05m;(2)0.8×103kg/m3;(3)960Pa【详解】解:(1)物体A的体积物体A的高度(2)圆柱体对桌面增大的压力圆柱体对桌面压强的变化量由知道,液体对容器底压强的变化量放入物体A后液面升高的高度由p=ρ液gh知道,液体密度(3)若在物体A上放一体积为1×10﹣4m3重物,则物体A和重物的总体积当物体A和重物刚好浸没在液体中且保持静止时,液体上升的高度原来容器中液体深为10cm,则现在水深h′=10cm+2.5cm=12.5cm>12cm故有液体溢出,溢出液体的体积为V排=200cm2×(12.5cm﹣12cm)=100cm3=1×10﹣4m3则溢出液体的重力为G排液=ρ液gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3=0.8N重物和物体A的总重力GA+G重物=F浮=ρ液gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣4m3=4N容器中液体的重力G液=mg=ρ液gV=ρ液gS容器h=0.8×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣2m2×0.1m=16N容器对桌面的压力为F=GA+G重物+G液﹣G排液=4N+16N﹣0.8N=19.2N桌面受到容器的压强答:(1)物体A的高度为0.05m;(2)容器中液体的密度0.8×103kg/m3;(3)桌面受到容器的压强为960Pa。6.有两个不吸液体的圆柱体A和B,已知A的质量为1.32kg,密度为1.1×103kg/m3,高为12cm,B的底面积为120cm2.将A竖直放入薄壁柱形容器中,向容器中缓慢加入液体直至加满,A最终漂浮,液体体积与深度的关系如图所示。再用细线将A竖直向上提升2cm时,细线的拉力为3.6N(圆柱体A始终处于竖直状态),求:(1)A的重力;(2)将A竖直放置在B的上方,A对B的压强;(3)液体的密度。【答案】(1)13.2N;(2)1320Pa;(3)1.2×103kg/m3【详解】解:(1)A的重力GA=mAg=1.32kg×10N/kg=13.2N(2)由可得,A的体积A的底面积
由SA<SB可知,A与B的接触面积S=SA=100cm2=10﹣2m2因物体对水平面的压力和自身的重力相等,所以,A对B的压强
(3)由图像可知,当容器内液体的深度为h0时,物体A恰好漂浮,因液体的体积不变,所以有(S容﹣SA)h0=4V0,S容(1.5h0﹣h0)=7V0﹣4V0联立等式可得S容=3SA=3×100cm2=300cm2设液体加满容器时液体的体积为V液,物体A浸入液体的深度为h浸,则S容×1.5h0=V液+SAh浸①用细线将A竖直向上提升h=2cm=0.02m时,设液面下降的高度为Δh,则S容×(1.5h0﹣Δh)=V液+SA(h浸﹣h﹣Δh)②由①②可得
物体A漂浮时有GA=F浮=ρ液gV排=ρ液gSAh浸③用细线将A竖直向上提升h=2cm时,细线的拉力为3.6N,则ΔF=GA﹣F浮′=ρ液gSAh浸﹣ρ液gSA(h浸﹣h﹣Δh)=ρ液gSA(h+Δh)液体的密度
答:(1)A的重力为13.2N;(2)将A竖直放置在B的上方,A对B的压强为1320Pa;(3)液体的密度为1.2×103kg/m3。7.(2022·广西南宁·三模)如图甲所示水平地面上有一个底面积为500cm2的装满水的薄壁容器,容器底部的排水装置E关闭,容器顶部盖着木板A,A下面粘连着正方体B,AB之间有一力传感器,可以显示AB之间作用力的大小,B与正方体D之间通过一根原长为10cm的轻质弹簧C相连。当打开装置E后,开始以100cm3/s恒定速率排水,传感器的示数随时间的变化如图乙所示。已知正方体D质量为0.5kg,B的重力是120N,弹簧受到的拉力与伸长量之间的关系如图丙所示。(所有物体均不吸水,不计一切摩擦力,整个过程弹簧轴线方向始终沿竖直方向且两端都连接牢固,弹簧始终在弹性限度内)求:(1)物体D的重力;(2)图甲中弹簧的长度;(3)物体B的密度;(4)从t2=45s到t₃时刻,液体对容器底部压强的变化量。【答案】(1);(2);(3);(4)【详解】解:(1)正方体D的重力为(2)由图乙知,在时,水位从B的下表面到D的上表面,水位下降的高度为此时弹簧的长度,根据得图甲中弹簧的长度为(3)由图知水位下降的高度就是B的高度,此时排出水的体积为此时有,即解得B的体积为B的密度为(4)由(1)知甲图中弹簧的长度为。弹簧的缩短量为由图丙知弹力。图甲中,以为研究对象,其受到重力、浮力、弹簧对其的弹力三个力而处于静止,则有由得正方体的体积为:则的边长为由图知在时刻传感器的示数为此时正好完全露出水面。物体对弹簧的拉力等于物体的重力,即由图丙知此时弹簧的伸长量为,弹簧的总长度为所以从到时刻,水位下降的高度为液体对容器底部压强的变化量为答:(1)物体的重力为;(2)图甲中弹簧的长度为;(3)物体B的密度为;(4)从到时刻,液体对容器底部压强的变化量为。8.有一体积、质量忽略不计的弹簧,其原长为10cm,把弹簧下端固定在容器底部,容器底面积200cm2,上端固定在边长为10cm的正方体木块上,向容器中加水直到木块上表面与液面相平,如图甲所示,此时水深为24cm。弹簧受到拉力作用时,弹簧伸长的长度ΔL与所受拉力F的关系如图乙所示。(ρ水=1.0×103kg/m3)求:(1)水深为24cm时容器底部受到水的压强;(2)木块受到水的浮力;(3)木块的密度;(4)打开出水孔,缓慢放水,当弹簧处于没有发生形变的自然状态时,关闭出水孔,此时放出水的质量。【答案】(1)2.4×103Pa;(2)10N;(3)0.6×103kg/m3;(4)1.2kg【详解】解:(1)容器底部受到水的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.24m=2.4×103Pa(2)因为木块上表面与水面相平,所以木块浸没在水中,木块排开水的体积等于木块的体积,木块受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1m)3=10N(3)由于弹簧原长10cm,木块边长10cm,水深24cm,所以弹簧伸长ΔL=h水深﹣L弹簧﹣L木块=24cm﹣10cm﹣10cm=4cm由图乙可知,当弹簧伸长4cm时,弹簧对木块的拉力F=4N,此时木块受到重力、浮力和弹簧对木块的拉力三个力作用,且木块处于静止状态,所以F浮=G木块+F拉力木块的重力G木块=F浮﹣F拉力=10N﹣4N=6N木块的质量木块的密度(4)放水前,水的体积V水=V总﹣V木块=S容器h﹣V木块=200cm2×24cm﹣(10cm)3=3800cm3由当弹簧处于没有发生形变的自然状态时,木块受到的浮力等于木块的重力,木块受到的浮力F浮′=G木块=6N木块排开水的体积此时木块浸入水中的深度此时水的深度等于弹簧原长与木块浸入水中的深度之和,即水的深度h水=10cm+6cm=16cm=0.16m水的体积V水′=V总′﹣V排′=S容器h水﹣V排′=200×10﹣4m2×0.16m﹣6×10﹣4m3=26×10﹣4m3=2600cm3放出的水的体积V放水=V水﹣V水′=3800cm3﹣2600cm3=1200cm3放出的水的质量m=ρ水V放水=1.0g/cm3×1200cm3=1200g=1.2kg答:(1)容器底部受到水的压强是2.4×103Pa;(2)木块受到的浮力是10N;(3)木块的密度是0.6×103kg/m3;(4)放出的水的质量是1.2kg。9.一圆柱形容器内盛有一定量的水,且水深为20cm,如图a所示。现将一质量为800g的密封空心铁盒A放入水中,空心铁盒有一半体积浮出水面,如图b所示。当铁盒上放一个小磁块B时,铁盒恰好没入水中,如图c所示。当把它们倒置水中,A有的体积露出水面,如图d所示(g=10N/kg)。试求:(1)放入A前,水对容器底的压强。(2)铁盒A的体积。(3)小磁块B的密度。【答案】(1)2×103Pa;(2)1.6×10﹣3m3;(3)5×103kg/m3【详解】解:(1)放入A前,水对容器底的压强(2)设铁盒A的体积为VA,A放入水中,有一半浮出水面,由物体的漂浮条件可得F浮=GA,即﹣﹣﹣﹣﹣①则(3)设B的质量为mB,体积为VB,当铁盒上放一个小磁块B时,铁盒恰好没入水中,把AB看作一个整体,整体处于漂浮状态,所以即﹣﹣﹣﹣﹣﹣②倒置在水中,整体仍处于漂浮状态,所以即﹣﹣﹣﹣﹣③联立①②解得联立②③解得所以小磁块B的密度答:(1)放入A前,水对容器底的压强为2×103Pa。(2)铁盒A的体积为1.6×10-3m3。(3)小磁块B的密度为5×103kg/m3。1.(2023·北京·中考真题)某科技小组的同学想制作一个简易浮力秤来测质量。他们剪掉空塑料瓶的瓶底,旋紧瓶盖,在瓶盖上系一块质量适当的石块,然后将其倒置在水桶里,当瓶中不放被测物体静止时,在瓶上与水面相平位置标记为零刻度线,再在瓶身上均匀标记其他刻度线,左侧标记的是长度值,若在刻度线右侧标上相应的质量值,即可做成一个简易浮力秤,如图所示。已知零刻度线以上瓶身粗细均匀,其横截面积为50cm2,不放被测物体时浮力秤的总质量为170g,水的密度为1.0g/cm3,g取10N/kg。(1)画出图中浮力秤的受力示意图。(2)求图中所示状态浮力秤受到的浮力。(3)求浮力秤上2cm刻度线对应的质量值。
【答案】(1)见解析;(2)1.7N;(3)100g【详解】(1)浮力秤静止时漂浮,浮力秤所受的重力等于所受的浮力,浮力秤受力示意图见图:
(2)浮力秤漂浮,依据平衡条件可知(3)浮力秤浸到2cm刻度线漂浮时,秤内被测物的质量为m测,依据平衡条件不放入被测物时F浮=G排放入被测物时可知依据阿基米德原理,可知答:(1)见解析;(2)图中所示状态浮力秤受到的浮力为1.7N;(3)浮力秤上2cm刻度线对应的质量值为100g。2.(2023·山东济宁·中考真题)小明在探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验时,将一底面积为4的圆柱体浸入水中,改变其浸入水中的体积,观察弹簧测力计示数的变化,如图所示。图甲中,圆柱体有体积浸入水中,弹簧测力计的示数为1.1N;图乙中,圆柱体有体积浸入水中,弹簧测力计的示数为0.9N。取,求:(1)圆柱体全部浸入水中时受到的浮力;(2)图乙中,圆柱体底部受到水的压强。
【答案】(1);(2)【详解】解:(1)由题意可知,两次实验中测力计示数的变化量即是排开水体积变化量所对应的浮力,设圆柱体体积为V,则根据有关系如下解得,则圆柱体全部浸入水中时受到的浮力为(2)如图乙所示,圆柱体有体积浸入水中时,圆柱体底部距离水面的高度为则此时圆柱体底部受到水的压强为答:(1)圆柱体全部浸入水中时受到的浮力为;(2)图乙中,圆柱体底部受到水的压强为。3.(2023·山东滨州·中考真题)“且夫水之积也不厚,则其负大舟也无力。覆杯水于坳堂之上,则芥为之舟;置杯焉则胶,水浅而舟大也。”出自战国庄子的《逍遥游》。从文中大舟与水的关系,我们可以得到这样的启示:求大学问,干大事业,必须打下坚实、深厚的基础。但从物理的角度,“水之积也不厚,则其负大舟也无力。”是指水的深度还是水的质量呢?即物体能否在水中漂浮(所受浮力的大小),究竟与水的深度有关还是与水的质量有关呢?为了探究这一问题,某兴趣小组用烧杯、水、圆柱形木块、刻度尺等器材,进行了如下探究,如图所示。将两个完全相同的底面积为8cm2,高为10cm的圆柱形木块,分别放入底面积为10cm2和12cm2的甲、乙两个容器中,分别向两个容器中加水,观察和记录每个容器每次加水的深度和木块的状态,实验数据及现象记录如下表。实验中,容器足够高,无水溢出,不考虑木块吸水,,g=10N/kg。根据实验现象和实验数据,求:实验次数容器中水深(h/cm)和木块的状态甲容器甲容器中木块乙容器乙容器中木块14cm不能浮起4cm不能浮起25cm不能浮起5cm不能浮起36cm刚好浮起6cm刚好浮起47cm浮起7cm浮起(1)甲容器中木块刚好浮起时,水对容器底部的压强;(2)木块的密度;(3)木块刚好浮起时,甲、乙容器分别加入水的质量。并由计算结果和实验现象判断:木块能否浮起,取决于容器中水的深度还是水的质量?(4)实验完成,把木块从甲容器拿出,甲容器对桌面压强的变化量。
【答案】(1);(2);(3)木块能否浮起,取决于容器中水的深度;(4)【详解】解:(1)由题意知木块刚好浮起时,甲容器水深6cm,根据可得,水对容器底部的压强为(2)在甲容器水深6cm时,物块刚好浮起,此时木块排开水的体积等于浸入水的体积为此时木块受到得浮力等于其自身重力,根据可得根据可得木块质量为已知木块底面积为8cm2,高为10cm,可得其体积为又得,木块的密度为(3)由题意知,甲容器水深6cm时,物块刚好浮起时,水的体积为同理,乙容器中,水的体积为根据密度公式可得,甲中水的质量为同理可得,乙中水的质量为可知,容器甲和乙中,木块刚好浮起时,加入水的质量不相等,可以判断,木块能否浮起,取决于容器中水的深度。(4)由题意知,木块从甲容器拿出,容器中水得体积减少,其减少的体积就是木块浮起时,浸入水的体积,即可得,拿出木块后,容器水的液面变化量为根据得,甲容器对桌面压强的变化量为答:(1)甲容器中木块刚好浮起时,水对容器底部的压强为。(2)木块的密度为。(3)木块刚好浮起时,甲、乙容器分别加入水的质量。并由计算结果和实验现象判断:木块能否浮起,取决于容器中水的深度。(4)实验完成,把木块从甲容器拿出,甲容器对桌面压强的变化量为。4.(2023·云南·中考真题)如图所示,将重为3N,底面积为装有水的薄壁(不计厚度)柱形溢水杯放置在水平的压力传感器上,此时压力传感器的示数为30N,用轻质细线悬挂一重20N、高15cm、底面积为不吸水的圆柱体。初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为4cm,现提住细线缓慢下移,使圆柱体逐渐浸入水中,当圆柱体下降7cm时,水面达到溢水口,已知,求(1)圆柱体未浸入水中时,溢水杯对压力传感器的压强;(2)圆柱体未浸入水中时,溢水杯中水的质量;(3)圆柱体刚好浸没时,细线对圆柱体的拉力;(4)圆柱体从初始位置到刚好浸没,水对溢水杯底部压强的变化量。【答案】(1);(2);(3)11N;(4)200Pa【详解】解:(1)根据题意可知,圆柱体未浸入水中时,压力传感器的示数为30N,由可得,溢水杯对压力传感器的压强为(2)圆柱体未浸入水中时,压力传感器的示数为30N,由于传感器受到的压力等于水的重力加上溢水杯的重力,即有而溢水杯的重力为1N,则水的重力为又,故溢水杯中水的质量为(3)圆柱体刚好浸没时,排开水的体积等于圆柱体自身的体积,即根据可得,圆柱体刚好浸没时,受到的浮力为细线对圆柱体的拉力为(4)因为初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为4cm。现提住细线缓慢下移,使圆柱体逐渐浸入水中,当圆柱体下降7cm时,水面达到溢水口,则圆柱体从接触水面到水面上升到溢水口过程中下降的高度为h下=7cm-4cm=3cm设此过程中水面上升的高度为∆h,则水面上升到溢水口时圆柱体浸入水中的深度为h浸=h下+∆h=3cm+∆h根据V排的两种计算方法可得V排=S杯∆h=S物h浸=S物×(3cm+∆h)代入数据可得为150cm2×∆h=60cm2×(3cm+∆h)解得∆h=2cm;此时圆柱体浸入水中的深度为h浸=h下+∆h=3cm+2cm=5cm<H物=15cm当圆柱体继续下降直至刚好浸没过程中,虽然有水溢出,但溢水杯内水的深度不变,所以圆柱体从初始位置到刚好浸没,溢水杯内水面上升的高度为∆h=2cm=0.02m则整个过程中水对溢水杯底部压强的变化量为∆p=p水g∆h=1.0×l03kg/m3×l0N/kg×0.02m=200Pa答:(1)圆柱体未浸入水中时,溢水杯对压力传感器的压强为;(2)圆柱体未浸入水中时,溢水杯中水的质量为2.7kg;(3)圆柱体刚好浸没时,细线对圆柱体的拉力为11N;(4)圆柱体从初始位置到刚好浸没,水对溢水杯底部压强的变化量为200Pa。5.(2023·安徽·中考真题)“浮沉子”最早是由科学家笛卡尔设计的。小华用大塑料瓶(大瓶)和开口小玻璃瓶(小瓶)制作了图1所示的“浮沉子”;装有适量水的小瓶开口朝下漂浮在大瓶内的水面上,拧紧大瓶的瓶盖使其密封,两瓶内均有少量空气。将小瓶视为圆柱形容器,底面积为S,忽略其壁厚(即忽略小瓶自身的体积)。当小瓶漂浮时,简化的模型如图2所示,小瓶内空气柱的高度为h。手握大瓶施加适当的压力,使小瓶下沉并恰好悬浮在图3所示的位置。将倒置的小瓶和小瓶内的空气看成一个整体A,A的质量为m,水的密度为,g为已知量,求:(1)图2中A所受浮力的大小;(2)图2中A排开水的体积;(3)图2和图3中小瓶内空气的密度之比。
【答案】(1)mg;(2);(3)【详解】解:(1)图2中A处于漂浮状态,受到的浮力等于自身重力F浮=G=mg(2)根据阿基米德原理可得,A排开水的体积(3)忽略小瓶壁厚,图2中小瓶内空气的体积V空气2=Sh图3中小瓶悬浮,忽略小瓶自身的体积,则瓶内空气的体积等于A排开水的体积,由于A受到的浮力仍等于其重力,大小不变,因此图3中A排开水的体积仍为,图3中小瓶内空气的体积小瓶内空气的质量不变,根据得到图2和图3中小瓶内空气的密度之比答:(1)图2中A所受浮力的大小为mg;(2)图2中A排开水的体积为;(3)图2和图3中小瓶内空气的密度之比为。6.(2023·四川南充·中考真题)某人始终双脚站在地上,用滑轮组从水池底匀速提起实心圆柱体A,如示意图甲。A从离开池底到刚要离开水面的过程中,其底面受到水的压强与时间关系PA-t如图乙。A从刚离开池底到拉出水面并继续向上运动的过程中,人对地面的压强与时间关系P人-t如图丙。A未露出水面之前装置的机械效率为η1;A离开水面后装置的机械效率为η2。已知人的质量为60kg,人双脚站地时,与地面的接触面积为500cm2,A的底面积为200cm2,η1∶η2=15∶16,ρ水=1.0×103kg/m3。不计摩擦和绳重及水的阻力,g=10N/kg,A不吸且不溶于水,A底部与池底不密合,忽略液面高度变化,图甲中①②③④段绳均竖直。(1)求池水深度和A的上升速度;(2)求A的高度和未露出水面受到的浮力;(3)求A未露出水面前人对绳的拉力和A全部露出水面后人对绳的拉力;(4)求动滑轮的重力。
【答案】(1)4m,0.2m/s;(2)1m,200N;(3)400N,500N;(4)200N【详解】解:(1)由图乙可知,物体A在池底时,其底面受到水的压强pA=4×104Pa,根据p=ρgh得,池水深度忽略液面高度变化,A上升的高度h=4m,时间t=20s,所以A的上升速度(2)由图丙可知,15~20s时,A从刚接触水面到拉出水面,上升的高度即为物体A的高度hA=vt′=0.2m/s×5s=1mA的底面积SA=200cm2=0.02m2A的体积VA=SAhA=0.02m2×1m=0.02m3A未露出水面受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gVA=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N(3)由图丙可知,A未露出水面时,人对地面的压强p人=0.4×104Pa,人与地面的接触面积S人=500cm2=0.05m2根据得,人对地面的压力F人=p人S人=0.4×104Pa×0.05m2=200N人的重力G人=m人g=60kg×10N/kg=600NA未露出水面前人对绳的拉力F拉=G人-F人=600N-200N=400N由图丙可知,A全部露出水面后人对地面的压强p人′=0.2×104Pa,根据得,人对地面的压力F人′=p人′S人=0.2×104Pa×0.05m2=100NA全部露出水面后人对绳的拉力F拉′=G人-F人′=600N-100N=500N(4)A未露出水面前,机械效率A全部露出水面后,机械效率因为η1∶η2=15∶16,所以GA=800N。A未露出水面前,由得G动=2F拉-GA+F浮=2×400N-800N+200N=200N答:(1)池水深度是4m,A的上升速度是0.2m/s;(2)A的高度是1m,未露出水面受到的浮力是200N;(3)A未露出水面前人对绳的拉力是400N,A全部露出水面后人对绳的拉力是500N;(4)动滑轮的重力是200N。7.(2022·山东青岛·中考真题)某兴趣小组制作了一只平底小船,重力为1.2N,放在水平桌面上,与桌面的接触面积为。(1)求小船对水平桌面的压强;(2)如图甲所示,把小船放入盛有适量水的长方体水槽中,漂浮在水面上。在小船中放入金属块后,小船仍漂浮在水面上,排开水的体积增加了。求金属块的质量(g=10N/kg,);(3)小组成员通过探究发现,可以利用图甲装置的液面升降来测量物体的质量和体积,从而求出物体的密度。实际测量过程中,发现水面升降不明显,于是想出了一个将水面升降放大的方法:如图乙所示,使一束激光与水平面成角斜射到水面,反射光照射在水平标尺上的A点;当水面上升时,光点A移动了距离l,推理可知二者关系为,改变角可调节放大倍数;实际测量时,保持入射光不变,标记光点A的位置。将待测物体放入小船中,小船仍漂浮,光点A移动的距离记为;将物体从小船中取出,使其浸没于水中,光点A移动的距离记为。请你推导出物体密度的表达式(水的密度用表示)。【答案】(1)120Pa;(2)0.2kg;(3)【详解】解:(1)小船对水平桌面的压力小船对水平桌面的压强(2)由浮沉条件和阿基米德原理得,金属块的重力由得,金属块的质量(3)依题意得,将待测物体放入小船中,液面升高由浮沉条件和阿基米德原理得将物体从小船中取出,使其浸没于水中,液面升高物体的体积为物体密度为答:(1)小船对水平桌面的压强120Pa;(2)金属块的质量0.2kg;(3)物体密度为。8.(2022·四川巴中·中考真题)小红用菜盆盛水清洗樱桃时,将一个塑料水果盘漂浮在菜盆里的水面上盛放樱桃,当她把水里的樱桃捞起来放入果盘后,发现菜盆里的水位有所变化。为一探究竟,她用一个水槽、一个长方体空盒A、一个正方体金属块B设计了如图的实验来研究。已知水槽的底面积为200cm2,空盒A底面积为100cm2,金属块B边长为5cm。她先把金属块B放入水槽中沉底,当空盒A漂浮在水面上时,盒底浸入水中1cm深。整个实验中,水槽里的水未溢出。(ρB=7.0×103kg/m3)(1)空盒A漂浮在水面上时,求盒底部受到水的压强大小;(2)求空盒A漂浮在水面上时所受浮力的大小;(3)小红把金属块B从水中捞起后放进盒A并漂浮在水面上时,求盒A受到的浮力的大小;(金属块B上附着的水忽略不计)(4)第(3)问中水槽里的水位与之前相比会上升还是下降?请算出水槽里水位变化的高度。【答案】(1)100Pa;(2)1N;(3)9.75N;(4)上升,3.75cm【详解】解:(1)由题意可知,A盒盒底所处的深度为1cm,即0.01m,由可知,盒底部受到水的压强(2)由题意可知,空盒A底面积为100cm2,即0.01m2入水中1cm深,即0.01m,故空盒A排开水的体积由可知,空盒A漂浮在水面上时所受浮力(3)由题意可知,金属块B的重力小红把金属块B从水中捞起后放进盒A并漂浮在水面上时,盒A受到的浮力的大小与盒A和金属块B的重力大小之和相等,即(4)金属块B在水中时受到的浮力把金属块B从水中捞起后放进盒A中时,将A、B视为一个整体,此时该整体所受的浮力变化量该整体排开水的体积的变化量故水槽里水位变化的高度水槽里的水位与之前相比会上升。答:(1)空盒A漂浮在水面上时,盒底部受到水的压强为100Pa;(2)空盒A漂浮在水面上时所受浮力为1N;(3)水槽里的水位与之前相比会上升,水槽里水位变化的高度为3.75cm。9.(2022·四川攀枝花·中考真题)用轻质细线将石块与木块连接后放入水中,静止时木块有的体积浸入水中,如图甲所示。若将石块移到木块上方,静止时木块刚好全部浸入水中,如图乙所示。若将石块移开,静止时木块有的体积露出水面,如图丙所示。已知水的密度为,求:(1)木块的密度;(2)石块的密度。【答案】(1)0.6×103kg/m3;(2)2×103kg/m3【详解】解:(1)在图丙中,木块处于漂浮状态,由漂浮条件得到G木=F浮由G=mg和F浮=ρ液gV排得到,木块的密度(2)在图甲中,木块和石块整体处于漂浮状态,由漂浮条件得到G石+G木=F浮总
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