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文档简介
备战2022年中考物理一轮复习专题讲义+强化训练(全国通用)
第9讲浮力中的压力压强
考点一两种压力的定性分析1
考点二两种压力的计算3
考点一两种压力的定性分析
1.如图所示,放置于水平桌面上的台秤,其中央有一个盛水平底柱形烧杯,现将弹簧测力计
下端吊着的实心铝块逐渐浸入,直至刚浸没于水中(不接触容器,无水溢出)在此过程中,
下列说法正确的是()
A.弹簧测力计的示数逐渐减小,台秤的示数不变
B.水对烧杯底部的压强变大,台秤的示数逐渐变小
C.水对杯底增加的压力等于铝块浮力的变化量
D.浮力逐渐变大,台秤对水平桌面的压强不变
2.甲、乙两个自重不计的薄壁圆柱形容器,盛有两种不同的液体,将两个相同的小球分别放
入液体中,小球静止时位置如图所示,此时液面相平。则()
-o
O
甲
A.甲中液体密度比乙中液体密度小
B.小球在甲中所受浮力比乙中所受浮力大
C.放入小球后液体对容器底部压强p甲大于p乙
D.放入小球后甲容器和乙容器对桌面的压力相等
3.如图,放在同一水平桌面上的甲、乙两个相同的容器内盛有不同液体,将完全相同的两个
物体分别放入两容器中,物体在甲容器中下沉到容器底,物体在乙容器中处于漂浮状态,
两容器中液面稳定时相平,则下列说法中正确的是()
A.甲容器的液体密度大于乙液体中的密度
B.放入固体后两个容器对桌面的压强相等
C.放入固体后甲容器底对桌面的压强增加量小于乙容器底对桌面压强的增加量
D.放入固体后液体对甲容器底的压强增加量小于液体对乙容器底压强的增加量
4.水平桌面上有甲、乙、丙三个完全相同的容器,装有不同的液体。现将三个完全相同的长
方体A、B、C分别放入容器的液体中,静止时的位置如图所示,此时三个容器中的液面
相平。则下列说法错误的是()
A.三个杯子中液体的密度p甲<p乙<p丙
B.放入物体前液体对容器底的压强p甲=pz,=p丙
C.放入物体后容器对桌面的压强p,<pZ<p'丙
D.放入物体后液体对容器底增加的压强Ap,=Apz,=Ap丙
5.水平桌面上两只完全相同的杯子里,分别盛有甲、乙两种不同液体。把两个完全相同的小
球分别放入甲、乙两种液体中,静止后,在甲液体中的小球沉底,在乙液体中的小球悬浮,
此时两个杯中的液面恰好相平。如图所示,下列说法中正确的是()
甲乙
A.甲液体的密度大于乙液体的密度
B.甲液体对杯底的压强等于乙液体对杯底的压强
C.甲液体中小球受到的浮力小于乙液体中小球受到的浮力
D.盛甲液体的杯子对桌面的压强等于盛乙液体的杯子对桌面的压强
6.如图所示,大烧杯中放入足量的水,放在水平桌面上,小烧杯(玻璃)漂浮在水面上,让
小烧杯倾斜进水后沉入水底,关于这一情景,下列分析正确的是()
A.小烧杯漂浮时其侧壁不受水的压力
B.小烧杯漂浮时受到的浮力大于它的重力
C.小烧杯漂浮时大烧杯对桌面的压力比小烧杯沉入底部静止时大烧杯对桌面的压力大
D.小烧杯浸没后大烧杯底部受到水的压强变小了
7.将一个小球先后放入甲、乙两个完全相同的溢水杯中,两个溢水杯中装满两种不同液体,
静止时小球的位置如图所示,其中A、B为两个一样的烧杯。下列说法正确的是()
A.小球在乙杯中不受到浮力
B.小球在乙杯中下沉过程中杯底受到液体的压强逐渐增大
C.A杯对桌面的压强大于B杯对桌面的压强
D.A杯中的液体密度小于B杯中的液体密度
考点二两种压力的计算
8.如图所示,烧杯和水的总质量是1kg,烧杯与水平桌面的接触面积是200cm2,将一个质
量是700g、体积是lOOOcn?的立方体A用细线吊着,然后将其体积的一半浸入烧杯内的
水中。下列选项正确的是()(烧杯厚度忽略不计,杯内水没有溢出,g=10N/kg,p
水=LOX103kg/m3)
A.A受到的浮力为50N
B.水对A底部的压强为50Pa
C.烧杯对水平桌面的压强是750Pa
D.若剪断绳子,待A静止后,水对容器底部增大的压力为5N
9.如图所示,一个底面积为面积300cm2、足够高的圆柱形容器内装有足量的水,将一个重
为20N,高为10cm,底面积为100cm2的实心长方体A拴在绳子上,把A从接触液
面开始竖直向下缓慢下降4cm,此过程中容器对水平桌面的压力将(选填“变大”、
“变小”或“不变”),此时绳子对A的拉力大小是No
10.如图所示,将一个体积为1.0义10一3m3的木块用细线系在底面积为400cm2的圆柱形容器
的底部。当容器中倒入足够的水使木块被浸没时,细线上的拉力大小为4N,(取g=10N/kg)
求:
(1)木块浸没在水中受到的浮力?
(2)该木块的密度是多大?
(3)剪断细线,木块再次处于静止后,容器底部所受水的压强减小了多少Pa?
11.如图甲所示,水平面上有一个质量为50g,底面积为5X1(T2皿2的圆柱形薄壁容器,容
器中装有质量为500g的水,现将一个质量分布均匀、体积为5.0Xl()5m3的物块(不吸
水)放入容器中,物块漂浮在水面上,物块浸入水中的体积为4.0X1(T5m3.(g取iON/kg,
水的密度p水=L0X103kg/m3)
(1)求物块受到的浮力大小;
(2)求物块的密度;
(3)用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中(水未溢出),如图乙,求此时水对容
器底的压强。
12.如图甲所示是小张探究浮力产生原因的实验装置。它是由容器A和B构成的连通器,A
的底面积为250cm2,B的底面积为200cm2,B容器底的中间部分有一个面积为64cm2的
方形孔。现将边长为10cm的正方体木块放在B容器中,且木块与容器底的方形孔密合覆
盖,然后向B容器缓慢注入13cm深的水(如图乙所示),发现木块没有上浮,静止在B
容器底部。求:
(1)图乙中木块上表面受到水的压强;
(2)为使木块上浮,小张向A容器内注水,当水位到达22.5cm(如图16丙所示),木块
对B容器底部压力刚好为零。求木块的密度;
(3)当木块上浮至静止时,水对容器A底部的压强。
13.如图所示,一个底面积为40dm2的平底圆柱状容器,装有适量的水,现在将一个体积为
20dm3、密度均匀且为OfXlCPkg/n?的柱形物体A放入其中,静止时物体A漂浮于水面
上。求:
(1)物体A所受到的浮力;
(2)若将浸入水中体积的2(图中画斜线部分)截下并取出,计算截下部分的质量;
3
(3)待剩余部分再次静止后,容器底部受到水的压强变化量。
14.水平桌面上放有一圆柱形溢水杯,它的重为3N、底面积为300cm2、溢水口距杯底20cm,
内装水的深度为18cm。将一体积为lOOOcn?、密度为0.9g/cm3的正方体木块缓慢放入水
中,不计溢水杯厚度,求:
(1)木块的质量?
(2)木块放入前,水对溢水杯底的压强?
(3)木块放入水中静止后,水对溢水杯底的压强?
备战2022年中考物理一轮复习专题讲义+强化训练(全国通用)
第9讲浮力中的压力压强
考点一两种压力的定性分析......................................................6
考点二两种压力的计算..........................................................11
考点一两种压力的定性分析
1.如图所示,放置于水平桌面上的台秤,其中央有一个盛水平底柱形烧杯,现将弹簧测力
计下端吊着的实心铝块逐渐浸入,直至刚浸没于水中(不接触容器,无水溢出)在此过
程中,下列说法正确的是()
A.弹簧测力计的示数逐渐减小,台秤的示数不变
B.水对烧杯底部的压强变大,台秤的示数逐渐变小
C.水对杯底增加的压力等于铝块浮力的变化量
D.浮力逐渐变大,台秤对水平桌面的压强不变
【解答】解:
(1)对铝块进行受力分析:铝块受竖直向下的重力、竖直向上弹簧测力计的拉力和浮力,
由力的平衡条件得:G铝=F+F浮,
则弹簧测力计的示数(即拉力):F=G铝-F浮,
在铝块完全浸没前,V排逐渐增大,F浮逐渐增大,弹簧测力计的示数F逐渐减小;
对烧杯及水进行受力分析:烧杯及水受竖直向下的重力,铝块向下的压力FjsnF浮,台
秤的支持力FN,
由力的平衡条件可得,台秤的支持力:FN=G+F压,
在铝块完全浸没前,V排逐渐增大,FJE=F浮逐渐增大,FN逐渐变大,则台秤所受压力增
大,台秤的示数增大,故AB错误;
(2)在该过程中无水溢出烧杯,则水的深度变大,根据p=pgh可知:烧杯底部受到的
压强增大;
(3)实心铝块逐渐浸入水中,直至刚浸没于水中,浮力逐渐增加,因为力的作用是相互
的,物体对水的压力逐渐增加,所以水对杯底的压力变化量等于铝块浮力的变化量,故
C正确;
(4)浮力逐渐增加,因为力的作用是相互的,物体对水的压力逐渐增加,所以水对杯底
的压力逐渐增加,烧杯对台秤的压力逐渐增加,台秤对水平桌面的压力也增加,根据p
=工知,台秤对水平桌面的压强增加,故D错误。
S
故选:Co
2.甲、乙两个自重不计的薄壁圆柱形容器,盛有两种不同的液体,将两个相同的小球分别
放入液体中,小球静止时位置如图所示,此时液面相平。则()
A.甲中液体密度比乙中液体密度小
B.小球在甲中所受浮力比乙中所受浮力大
C.放入小球后液体对容器底部压强p甲大于p乙
D.放入小球后甲容器和乙容器对桌面的压力相等
【解答】解:A、物体在甲中漂浮,则p甲〉p物,在乙中悬浮,则p乙=p物,因此p甲〉
P乙,故A错误;
B、小球在甲中漂浮,贝1JF浮甲=G;在乙中悬浮,贝!JF浮乙=G,因此F浮甲=F浮乙,故B
错误;
C、根据图示可知,放入小球后,两液面相平,所以深度相同,由p=pgh可知,甲液体
的密度大,甲液体对容器底的压强大,故C正确;
D、由于S甲〉S乙,由F=pS可得,液体甲对容器底的压力大于容器乙对容器底的压力,
因甲、乙两个自重不计的薄壁圆柱形容器,则甲乙液体的重力分别等于容器底部受到压
力的大小,故G甲〉6乙;
当放入小球后甲容器和乙容器对桌面的压力等于液体的重力和小球重力之和,则F甲〉F
乙,故D错误。
故选:Co
3.如图,放在同一水平桌面上的甲、乙两个相同的容器内盛有不同液体,将完全相同的两
个物体分别放入两容器中,物体在甲容器中下沉到容器底,物体在乙容器中处于漂浮状
态,两容器中液面稳定时相平,则下列说法中正确的是()
A.甲容器的液体密度大于乙液体中的密度
B.放入固体后两个容器对桌面的压强相等
C.放入固体后甲容器底对桌面的压强增加量小于乙容器底对桌面压强的增加量
D.放入固体后液体对甲容器底的压强增加量小于液体对乙容器底压强的增加量
【解答】解:A、因为物块在甲容器下沉,
所以,pep<p物,
因为物块在乙容器的漂浮,
所以,PZ.>P物,
所以,两种液体的密度:p甲<p乙,故A错误;
B、C、放入固体后两个容器对桌面的压强相等是错误的,由物体沉底和漂浮,可以判断
出液体密度关系是甲的小于乙的,没放物体前,液体体积是甲的小于乙的,所以可以判
断液体质量关系是甲的小于乙的,所以总重关系是甲的小于乙的,所以对桌面压强关系,
应该是甲小于乙;但是甲乙放入的是两个完全相同的物体,所以甲对桌面的压强增加量
等于乙对桌面的压强增加量,故B、C错误;
D、增加的压强等于浮力除以容器底面积,甲中浮力较小,放入固体后液体对甲容器底的
压强增加量小于液体对乙容器底压强的增加量,故D正确。
故选:Do
4.水平桌面上有甲、乙、丙三个完全相同的容器,装有不同的液体。现将三个完全相同的
长方体A、B、C分别放入容器的液体中,静止时的位置如图所示,此时三个容器中的液
面相平。则下列说法错误的是()
A.三个杯子中液体的密度p甲<p乙<p丙
B.放入物体前液体对容器底的压强p甲=p乙=p丙
C.放入物体后容器对桌面的压强p'甲<pZ<p,丙
D.放入物体后液体对容器底增加的压强Ap甲=Z\pz,=Ap丙
【解答】解:A、由于A悬浮,故「甲=「物;B漂浮,故pz,>p物;丙漂浮,故p丙>p
物;且VB排>Vc排,由F浮=p?®V排g可知:p丙>「乙;故密度关系是:p甲<p乙<p丙,
故A正确;
B、已知放物体之后,三个容器的液面相平,由于VA排〉VB排〉Vc排,则放物体之前V甲
〈V乙VV丙,由于容器相同,则h甲Vh乙Vh丙,且p甲Vp乙Vp丙,由p=pgh可知,p
甲Vp乙<p丙,故B错误;
C、放物体之前V甲VV乙VV丙,由于P甲Vp乙Vp丙,根据G=mg=pVg可知:G甲VG
乙VG丙,
因为甲、乙、丙三个完全相同的容器,三个长方体的质量和体积都相同,根据F=G液+G
物+G容器可知:F甲<F乙<F丙,因为底面积相同,故由p=E得,放入物体后容器对桌面
S
的压强p'甲<pZ<p'丙,故C正确;
D、因为底面积相同,放入物体后液体漂浮或悬浮(不溢出),故增加的压力等于排开液
体的重力,都等于物体的重力,则放入物体后液体对容器底增加的压强△pT=4pL=4
p丙,故D正确。
故选:Bo
5.水平桌面上两只完全相同的杯子里,分别盛有甲、乙两种不同液体。把两个完全相同的
小球分别放入甲、乙两种液体中,静止后,在甲液体中的小球沉底,在乙液体中的小球
悬浮,此时两个杯中的液面恰好相平。如图所示,下列说法中正确的是()
甲乙
A.甲液体的密度大于乙液体的密度
B.甲液体对杯底的压强等于乙液体对杯底的压强
C.甲液体中小球受到的浮力小于乙液体中小球受到的浮力
D.盛甲液体的杯子对桌面的压强等于盛乙液体的杯子对桌面的压强
【解答】解:A、小球在甲液体中沉底,小球的密度大于甲液体的密度,小球在乙液体中
悬浮,小球的密度等于乙液体的密度,所以甲液体的密度小于乙液体的密度,故A错误;
B、两个杯中的液面恰好相平,甲液体的密度小于乙液体的密度,由p=pgh可知,甲液
体对杯底的压强小于乙液体对杯底的压强,故B错误;
C、小球在甲液体中沉底,小球受到的浮力小于小球的重力,小球在乙液体中悬浮,小球
受到的浮力等于小球的重力,所以甲液体中小球受到的浮力小于乙液体中小球受到的浮
力,故C正确;
D、由图可知,杯子中液体的体积相同,甲液体的密度小于乙液体的密度,由m=pV可
知甲液体的质量小于乙液体的质量,两个小球的质量相等,杯子的质量相等,所以杯子、
甲液体和小球的总质量小于杯子、乙液体和小球的总质量,由6=11^可知杯子、甲液体
和小球的总重力小于杯子、乙液体和小球的总重力,盛甲液体的杯子对桌面的压力小于
盛乙液体的杯子对桌面的压力,两个杯子的底面积相等,由p=《■可知盛甲液体的杯子对
桌面的压强小于盛乙液体的杯子对桌面的压强,故D错误。
故选:Co
6.如图所示,大烧杯中放入足量的水,放在水平桌面上,小烧杯(玻璃)漂浮在水面上,
让小烧杯倾斜进水后沉入水底,关于这一情景,下列分析正确的是()
A.小烧杯漂浮时其侧壁不受水的压力
B.小烧杯漂浮时受到的浮力大于它的重力
C.小烧杯漂浮时大烧杯对桌面的压力比小烧杯沉入底部静止时大烧杯对桌面的压力大
D.小烧杯浸没后大烧杯底部受到水的压强变小了
【解答】解:
A、因为液体向各个方向都有压强,所以该烧杯漂浮时浸入水中的侧壁部分也受水的压力,
故A错误;
B、小烧杯漂浮时,根据漂浮条件可知,其受到的浮力等于它的重力,故B错误;
C、小烧杯沉入水底后重力不变,则大烧杯对桌面的压力不变,故C错误;
D、小烧杯浸没后,所受的浮力变小,排开水的体积减小,则水面下降,根据p=pgh可
知,容器底受到水的压强变小,故D正确。
故选:D。
7.将一个小球先后放入甲、乙两个完全相同的溢水杯中,两个溢水杯中装满两种不同液体,
静止时小球的位置如图所示,其中A、B为两个一样的烧杯。下列说法正确的是()
A.小球在乙杯中不受到浮力
B.小球在乙杯中下沉过程中杯底受到液体的压强逐渐增大
C.A杯对桌面的压强大于B杯对桌面的压强
D.A杯中的液体密度小于B杯中的液体密度
【解答】解:
A、小球先后放入甲、乙两个盛满不同液体的溢水杯中,根据阿基米德原理:物体所受浮
力的大小与排开液体的重力相等,小球在乙杯中受到浮力,故A错误;
B、小球在乙杯中下沉过程中液体的深度不变,故由p=pgh得,杯底受到液体的压强不
变,故B错误;
C、由图知,甲剩余液体的体积大于乙剩余液体的体积,且p¥>p乙,则根据G=mg=pVg
可知:甲容器中剩余液体重力大于乙容器中剩余液体重力;而容器对桌面的压力等于容
器、液体、小球的总重力,所以甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,由于容
器相同则底面积相同,所以,根据E可知,甲杯对桌面的压强大于乙杯对桌面的压强,
S
故C正确;
D、小球在甲杯漂浮,则:p甲>p球,小球在乙杯中沉底,则:p乙<p球,两种液体的密
度:P甲>「乙,故D错误。
故选:Co
考点二两种压力的计算
8.如图所示,烧杯和水的总质量是1kg,烧杯与水平桌面的接触面积是200cm2,将一个质
量是700g、体积是lOOOcn?的立方体A用细线吊着,然后将其体积的一半浸入烧杯内的
水中。下列选项正确的是()(烧杯厚度忽略不计,杯内水没有溢出,g=10N/kg,p
水=1.0Xl()3kg/m3)
A.A受到的浮力为50N
B.水对A底部的压强为50Pa
C.烧杯对水平桌面的压强是750Pa
D.若剪断绳子,待A静止后,水对容器底部增大的压力为5N
【解答】解:
33
A、物体A的一半浸入水中时受到的浮力:F?¥=p*gV=1.0X10kg/mXlON/kgX1X
2
1000X10-6m3=5N,故A错误;
B、由V=a'可得,物体A的边长:a=^y=^/lQOOcm3=10cm=0,lm,
A的底部到水面的高度:h=.lx0.1m=0.05m,
2
水对A底部的压强:p=p水gh=LOXICpkg/m^X10N/kgX0.05m=500Pa,故B错误;
C、烧杯对水平桌面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杯和水+F浮=IkgX10N/kg+5N=15N,
烧杯对水平桌面的压强:p=£=--------典一=750Pa,故C正确;
S200X10-41n2
D、A的重力:GA=mAg=7OOX10-3kgX10N/kg=7N,
物体A的全部浸入水中时受到的浮力:F;¥=p水gV排=1.0X103kg/m3xi0N/kgX1000)<
106m3=10N>7N,所以A将漂浮,物体A受到浮力等于重力,即7N,
则物体A受到浮力的变化量::Z\F浮=7N-5N=2N,
由于力作用是相互的,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=4F浮=2N,故D错误。
故选:Co
9.如图所示,一个底面积为面积300cm2、足够高的圆柱形容器内装有足量的水,将一个
重为20N,高为10cm,底面积为100cm2的实心长方体A拴在绳子上,把A从接触
液面开始竖直向下缓慢下降4cm,此过程中容器对水平桌面的压力将变大(选填“变
大”、“变小”或“不变”),此时绳子对A的拉力大小是14N。
【解答】解:
(1)A浸入水中,桌面受到的压力等于容器、水、A的总重力减去手的拉力,
因为从接触液面开始竖直向下缓慢下降4cm,A受到的浮力增大,则此过程中手的拉力
减小,
所以容器对水平桌面的压力增大;
(2)已知圆柱体容器的底面积S容=300cm2,A的底面积SA=100cm2,
A从接触液面开始竖直向下缓慢下降h=4cm,
设水面上升的高度为△!!,
则有:SAh=(S容-SA)Ah,
即:100cm2X4cm=(300cm2-100cm2)Ah,
解得:△h=2cm;
此时圆柱体下表面的深度:h'=h+Ah=4cm+2cm=6cm=0.06m,
A排开水的体积:
Vj#=SAh'=100cm2X6cm=600cm3=6X104m3,
A受到的浮力:
F浮=p水V排g=1X103kg/m3X6X10-4m3X10N/kg=6N,
此时绳子对A的拉力:
F拉=6人-F浮=20N-6N=14N0
故答案为:变大;14。
10.如图所示,将一个体积为1.0XI。-3m3的木块用细线系在底面积为400cm2的圆柱形容
器的底部。当容器中倒入足够的水使木块被浸没时,细线上的拉力大小为4N,(取g=
10N/kg)求:
(1)木块浸没在水中受到的浮力?
(2)该木块的密度是多大?
(3)剪断细线,木块再次处于静止后,容器底部所受水的压强减小了多少Pa?
【解答】解:(1)木块浸没在水中时受到的浮力:
F浮=p液gV排=1.0X103kg/m3X10N/kgX1.0X103m3=10N;
(2)物体受竖直向下的重力、细线的拉力和竖直向上的浮力,所以重力G=F浮-F=10N
-4N=6N;
木块的质量m=G=6N=0.6kg,
g10N/kg
木块的密度p=^=——国图空----=0.6X103kg/m3,
Vl.ox10-3m3
(3)由于漂浮,所以F浮'=G=6N,
由F浮=p液gV排得:
V排==-------------------------=6X10-4m3,
1.OX103kg/m3X10N/kg
则丫露=丫-V排=1.OX1(T3m3-6X104m3=4X104m3;
木块露出水面处于静止后,水面下降的高度:4X104,1oom
S容器400X10m2
则容器底部所受水的压强减小了:
△p=p»gAh=1.0X103kg/m3X10N/kgX0.01m=100Pa»
答:(1)木块浸没在水中受到的浮力为ION。
(2)该木块的密度是0.6X103kg/m3。
(3)木块再次处于静止后,容器底部所受水的压强减小了lOOPa。
11.如图甲所示,水平面上有一个质量为50g,底面积为5XHT2m2的圆柱形薄壁容器,容
器中装有质量为500g的水,现将一个质量分布均匀、体积为5.0X10fn?的物块(不吸
水)放入容器中,物块漂浮在水面上,物块浸入水中的体积为4.0Xl(f5m3.(g取i0N/kg,
水的密度p水=1.0Xl()3kg/m3)
(1)求物块受到的浮力大小;
(2)求物块的密度;
(3)用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中(水未溢出),如图乙,求此时水对
容器底的压强。
【解答】解:(1)已知V排=4.0X10」5m3,
则F浮=p水gV排=1.0X103kg/m3X10N/kgX4X105m3=0.4N。
(2)由于物块漂浮在水面上,则物块的重力G=F浮=0.4N,
则质量m=-=―1-1-=0.04kg;
g10N/kg
物块的密度p=^=—104kg——=0.8X103kg/m3;
V5.0X10-5m3
(3)由p=2L得水的体积为丫水=里匚=-----"孥------=5X104m3,
VP水1.oxl()3kg/1n3
物块使其恰好完全浸没在水中,水和物块的总体积V=V水+V物=5X10-4m3+5X10-5m3
=5.5X104m3
-43
则水的深度为h=Y=5・5乂10_K!_=o.Ollm,
S5.0X10-2m2
所以水对容器底的压强:
p=pgh=1.0X103kg/m3X10N/kgX0.01lm=1lOPa。
答:(1)物块受到的浮力大小为0.4N;
(2)物块的密度为0.8Xl()3kg/m3;
(3)此时水对容器底的压强110Pa„
12.如图甲所示是小张探究浮力产生原因的实验装置。它是由容器A和B构成的连通器,
A的底面积为250cm2,B的底面积为200cm2,B容器底的中间部分有一个面积为64cm2
的方形孔。现将边长为10cm的正方体木块放在B容器中,且木块与容器底的方形孔密
合覆盖,然后向B容器缓慢注入13cm深的水(如图乙所示),发现木块没有上浮,静止
在B容器底部。求:
(1)图乙中木块上表面受到水的压强;
(2)为使木块上浮,小张向A容器内注水,当水位到达22.5cm(如图16丙所示),木
块对B容器底部压力刚好为零。求木块的密度;
(3)当木块上浮至静止时,水对容器A底部的压强。
【解答】解:
(1)木块上表面所处的深度为:h±=13cm-10cm=3cm=0.03m,
33
受到水对它产生的向下的压强为p向下=p水gh±=1.0X10kg/mX10N/kgX0.03m=
300Pa;
(2)由图丙可知:孔在A容器中的深度h=22.5cm-10cm=12.5cm=0.125m,
则A容器中的水对木块向上的压力F向上=p向上S孔=p;Kgh孔S孔=1.0X103kg/m3X1ON/kg
X0.125mX64X10-4m2=8N,
木块受到的B容器中水产生的向下的压力为F向下=p向下S木=300PaX(0.1m)2=3N,
由于木块对B容器底部压力刚好为零,贝U:F向上=F向下+G木,
所以,6木=5向上-F向下=8N-3N=5N;
木块体积V木=(10cm)3=1000cm3=lX103m3,
根据G=mg=pVg可知:
p木=—―=--------------------=0.5X103kg/m3;
V木glX10-3m3X10N/kg
(3)当木块上浮至静止时,由于木块处于漂浮状态,则F浮=6木=5?^,
根据F^psjgV排得:
V排==-------------------------=5X104m3=500cm3,
1.0X103kg/m3XlQN/kg
容器中的水体积为:丫水=5人11人-SB(hA-△h)+(SBhB-丫木)=250«112*22.5。11-200«112
X(22.5cm-10cm)+(200cm2X13cm-1000cm3)=4725cm3,
A容器中水的深度为h=-水+丫排=4/25cm&SyOcJ=20.9cm=0.209m,
SA250cm2
p=p水gh=1.0X103kg/m3X1ON/kgX0.209m=2090Pa。
答:(1)图乙中木块上表面受到水的压强为300Pa;
(2)木块的密度为0.5Xl()3kg/m3;
(3)当木块上浮至静止时,水对容器A底部的压强为2090Pa。
13.如图所示,一个底面积为40dm2的平底圆柱状容器,装有适量的水,现在将一个体积
为20dm3、密度均匀且为0.6X103kg/m3的柱形物体A放入其中,静止时物体A漂浮于
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