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文檔簡介

1、精編:中考物理專題復習浮沉條件應用(綜合計算)1一個底面積為2m2的圓柱狀容器,裝有適量的水,現(xiàn)在將一個體積為1m3、密度為0.8103kg/m3的物體A放入其中,最終物體A漂浮于水面上。則:(1)物體A所受到的浮力是多少?(2)如圖所示,若將畫斜線部分截取下來并取出(其體積為浸入水中體積的一半)則取出的那部分物體的質量是多少?(3)待剩余部分再次靜止后,容器底部受到壓強減小了多少?2質量為10kg的異形水槽,上口面積為0.3m2,底面積為0.4m2,放在水平臺面上,向槽g中加水至水深0.3m后水面與左肩相平,如圖甲所示(已知水=1.0103kg/m3,取10N/kg,水槽的側壁厚度不計),將

2、棱長為20cm的正方體物塊輕輕放入水中,當其靜止時(如圖乙),測出該物塊露出水面的高度為5cm,求:(1)該物塊的密度;(2)甲乙兩圖中,水對容器底部的壓強變化量;(3)用力F垂直向下作用在物塊的上表面,使物塊上表面與水面相平并保持靜止(如圖丙),此時力F的大小。3水族箱已成為現(xiàn)代居家的一個亮點,如圖是某圓柱形水族箱。請你結合包裝箱上的相關參數(shù)信息解決以下問題。(g10N/kg,水1103kg/m3)水族箱容積水族箱凈重水族箱底面積160L60kg1.2m2(1)工人師傅把未裝有水的水族箱勻速從一樓搬到10m高的家中,求工人師傅對水族箱做的1功;(2)未裝水的水族箱放置在水平地面時對地面的壓強

3、是多少;(3)將水族箱加滿水,需要注入多少質量的水;(4)若裝滿水后,水的深度為0.8m,求缸底受到水的壓強是多少;(5)若水族箱內(nèi)沉底裝飾物珊瑚的體積為0.01m3,求珊瑚受到的浮力為多少?4質量5kg、底面積0.05m2的薄長方體水缸放在水平桌面上;原長為0.35m的輕質彈簧下端固定在水缸內(nèi)底部,上端連接一個底面積0.01m2、高0.1m的圓柱體木塊,豎直放置,靜止時彈簧長度為0.3m。緩慢往水缸內(nèi)加水,當木塊一半體積在水面之上時,彈簧長度恰好為原長;停止加水,用豎直向下的外力壓木塊,彈簧長度為0.3m時保持木塊不動。已知水的密度=1.0103kg/m3,g取10N/kg,認為水缸內(nèi)橫截面

4、積與底面積相等,足夠高。求:(1)木塊的質量;(2)最后木塊不動時外力的大小;(3)最后木塊不動時水缸對桌面的壓強。5底面積為S1的圓柱形容器中裝有未知密度的液體。將一密度為的正方體金屬塊放入底面積為S2的長方體塑料盒中(塑料盒的厚度可忽略不計),塑料盒漂浮在液面上(液體不會溢出容器),其浸入液體的深度為h1,如圖(a)所示。若把金屬塊從塑料盒中取出,用細線系在塑料盒的下方,放入液體中,金屬塊不接觸容器,塑料盒浸入液體的深度為h2,如圖(b)所示。剪斷細線,金屬塊會沉到容器的底部,塑料盒漂浮在液面上,其浸入液體的深度為h3,如圖(c)所示。若塑料盒始終處于如圖所示的直立狀態(tài)而未發(fā)生傾斜,則:(

5、1)(b)圖液面的高度較(a)圖是上升還是下降了?(2)細線剪斷前、后液體對圓柱形容器底部的壓強變化了多少。26圖所示是天翔同學設計的一個利用圓柱形浮筒(橫截面積是310-3m2)來測量物體質量的裝置,浮筒的下端填充密度很大的沙粒,以確保浮筒能豎直漂浮于水面。當浮筒內(nèi)不放被測物體,浮筒靜止于水面,此時浮筒在水中的深度為5cm,與水面平齊的地方對應“0”刻度(圖甲)。(1)求浮筒的質量;(2)當在浮筒內(nèi)放入被測物體,發(fā)現(xiàn)浮筒在水中的深度為15cm(圖乙),則此時浮筒壁與水面平齊的地方對應的刻度是多少?7如圖所示,臺秤上放置一個裝有適量水的燒杯,已知燒杯和水的總質量為800g,杯的底面積為100c

6、m2。現(xiàn)將一個質量為2.7kg的實心物體鋁塊A用細線吊著,然后將其一半浸入燒杯的水中保持靜止(燒杯厚度不計,水未溢出)(鋁=2.710kgm,水=1.010kgm,水銀=13.610kgm,g取10N/kg)。求:(1)鋁塊A所受到的浮力為多大?(2)細線對鋁塊A的拉力為多大?燒杯對臺秤表面的壓強為多少?(3)當把細線剪斷后,將鋁塊A放入水銀中,它所受到的浮力為多大?8如圖甲所示,有一體積、質量忽略不計的彈簧,其兩端分別固定在容器底部和正方體形狀的物體上。已知物體的邊長為10cm,彈簧沒有發(fā)生形變時的長度為10cm,彈簧受到拉力作用后,伸長的長度L與拉力F的關系如圖乙所示。向容器中加水,直到物

7、體上表面與液面相平,此時水深24cm。(g=10N/kg)求:(1)把物體看成一個點,請在丙圖上畫出此時物體的受力分析。(2)物體受到水的浮力;(3)物體的密度。(4)打開出水孔,緩慢放水,當彈簧處于沒有發(fā)生形變的自然狀態(tài)時,關閉出水孔。求放水前后水對容器底部壓強的變化量。39如圖甲、乙所示,水平桌面上有兩個高為30cm的柱形容器,現(xiàn)將兩個完全相同的圓柱形金屬塊(重120N、高20cm、底面積100cm2)分別置于柱形容器底部。其中,乙圖的金屬塊與容器底部之間用少量蠟密封(不計蠟的質量)。取g=10N/kg。(1)計算甲圖中金屬塊對容器底部的壓強。(2)乙圖中,向容器內(nèi)加水至液面高度為10cm

8、,求金屬塊對容器底部的壓力。(取大氣壓強p0=1.0X105Pa)(3)若向甲圖中容器內(nèi)加水,畫出從開始加水至容器裝滿水的過程中金屬塊對容器底部壓力F隨容器中液面高度h變化的圖像(需標注相應的數(shù)據(jù))。10將一體積為100cm3的金屬塊,用細線提著浸沒在裝有水的圓柱形容器中,細線的拉力為2N,容器中水的深度從10cm上升到12cm。(容器重力和容器壁的厚度忽略不計,g10N/kg)(1)金屬塊受到的浮力;(2)金屬塊的密度。11如圖甲所示,在物體A上放有底面積為1102m2,質量為0.1kg的薄壁形容器,容器內(nèi)裝有深度為0.1m的某種液體時,液體對容器底部的壓強為1000Pa。現(xiàn)用輕質細長硬桿連

9、接長方體B,使其緩慢浸沒于液體中(液體始終未溢出)。硬桿把物體B壓在容器底部,且對B施加2N豎直向下的力時,容器對A的壓強比未放入物體B時變化了600Pa,A上表面的受力面積為8103m2.圖24乙是液體對容器底部的壓強p與物體B下表面浸入液體4中深度H的圖象。求:(1)容器中液體的密度;(2)B未浸入液體時,容器對A的壓力;(3)B浸沒在液體中時受到的浮力;(4)硬桿把物體B壓在容器底部,且對B施加2N豎直向下的力時,容器對B的支持力。12如圖甲所示,將邊長都為10cm的正方體物塊A和B用細線(質量忽略不計)連接在一起,放在水中,A和B恰好懸浮在水中某一位置,此時容器中水的深度為40cm,B

10、下表面距容器底6cm。當把細線輕輕剪斷后,物塊A上升,物塊B下沉,最后A漂浮在水面上靜止,且A露出水面的體積是它自身體積的2,B沉到容器底后靜止(物塊B與容器底不5會緊密接觸),如圖乙所示。(A和B都不吸水,水=1.0103kg/m3,g取10N/kg)求:(1)甲圖中物塊B下表面受到水的壓強;(2)物塊A的密度;(3)圖乙中物塊B對容器底部的壓強;(4)物塊B從圖甲位置下落到圖乙位置的過程中重力對物塊B做的功。13如圖所示,置于水平桌面上的容器,底面積為200cm2,未裝水時的質量為0.2kg。容器盛水后水面的高度為15cm,容器對桌面的壓強為1.1103Pa,已知水1.0103kg/m3,

11、g取10N/kg,忽略容器壁的厚度。求:(1)水對容器底的壓力、壓強;(2)容器中水的重力;(3)水對容器豎直向上的壓力。514港珠澳大橋的海底隧道由鋼筋混凝土做成的空心沉管連接而成,如圖所示。在建造隧道時,先將沉管兩端密封,如同一個巨大的長方體空心箱子,長、寬、高分別是180m、35m、10m,質量為6107kg。然后讓其漂浮在海面上,再用船將密封沉管拖到預定海面上,向其內(nèi)部灌水使之沉入海底。(海水的密度取1.0103kg/m3,g取10N/kg)求:(1)灌水前漂浮在海面上的密封沉管受到的浮力;(2)灌水前漂浮在海面上的密封沉管下表面受到的海水壓強;(3)當密封沉管剛好完全浸沒在海水中時管

12、內(nèi)注入的海水質量。15圖中圓柱形容器底面積為40cm2,圓柱形玻璃管(管壁厚度不計)一端封口,底面積為10cm2,高度為20cm。如圖甲所示,容器內(nèi)水深22.5cm,玻璃管漂浮在水面上,浸入水中的深度為10cm。如圖乙所示,用容器中的水裝滿玻璃管,把玻璃管倒扣在水中,玻璃管底部剛好與水面齊平。對玻璃管施加一個豎直向上的力F(力的大小不恒定),使其緩慢上升至底部距離液面的高度h10cm,如圖丙所示。已知水1.0103kg/m3,g取10N/kg。備注:整個過程容器中的水的質量不變。(1)求玻璃管的質量;(2)求圖丙中F的大小;(3)在豎直向上的力F作用下,玻璃管緩慢上升,玻璃管底部距離液面的高度

13、h變大,求水對容器底部的壓強p與h的函數(shù)關系式,并在圖丁中作出ph圖像。616潛水艇為增強國防力量,維護祖國安定發(fā)揮了重要作用。潛水艇截面如圖所示,通過向水艙中充水或從水艙向外排水來改變潛水艇的自重,從面使其下沉或上浮。我國某型號潛水艇的總體積為2103m3,水艙未充海水時潛水艇總重為1.26107N,最大下潛深度可達400m。海水密度取1.03103kg/m3。g取10N/kg。求:(1)最大下潛深度處的海水壓強;(2)潛水艇完全潛入海水中時受到的浮力;(3)潛水艇懸浮在海水中時,水艙中充入海水的質量。17在底面積為S的薄壁柱形大容器中注入少量的水,再將一高為h、內(nèi)底面積為S1。外底面積為S

14、2的薄底柱形小容器放入大容器中,小容器與大容器底剛好接觸且不擠壓,測得此時大容器中水深為h0(如圖所示);已知水的密度為水。小容器一直保持豎直狀態(tài),請解答下列問題:(1)畫出此時小容器受力示意圖;(2)求小容器放入大容器之前,大容器底受到的水的壓強;(3)向小容器中注滿水后,若使小容器對大容器底的壓力最小,求應再向大容器中至少注入的水的質量。18如圖所示,底面積為100cm2的長方形容器里盛滿水,將一個底部粗糙的金屬瓢放在容器中的水面上,水溢出一部分。將金屬瓢取出,水面下降了5cm,再將金屬瓢沉入水中,靜止在容器底部,液面又上升了2cm。(已知水的密度為水1.0103kg/m3,g取10N/k

15、g)7求:(1)金屬瓢的密度是多少kg/m3;(2)金屬瓢漂浮在水面和沉入水底,水對容器底部的壓強變化了多少;(3)金屬瓢靜止在容器底部時,容器對金屬瓢的支持力是多少。19如圖所示,杠桿MON在水平位置保持靜止,A、B是實心柱形物體,他們受到的重力分別是GA=12N,GB=9N,B的底面積SB=50cm2,B放到柱形容器中,柱形容器中裝有水,此時水的深度h1=10cm,容器的底面積S容=200cm2,B物體底面離容器底的距離h0=4cm,已知MO:ON2:3,水=1.0103kg/m3。求:(1)水對容器底的壓強;(2)水對B物體的浮力;(3)A物體對水平地面的壓力;(4)若打開開關K緩慢放水

16、,當A物體對水平地面壓力剛好為零時,容器中所放出水的質量。20如圖甲所示,柱形薄壁容器的底面積為500cm2,內(nèi)裝深度大于10cm的某種液體。物體C是一個體積為1000cm3的均勻正方體,質量為600g,在液體中靜止時,有25體積露出液面。另有A、B兩個實心長方體,其中A的重力為2N:B的重力為5.4N,體積為200(cm3,底面積為50cm2。g10N/kg)求:(1)物體C受到的重力是多少?(2)液體的密度是多少?(3)把A單獨放在物體C上表面中心位置,物體C靜止時如圖乙所示。放置物體A前后,容器底受到液體壓強的變化量是多少?(此過程中液體沒有溢出)(4)把B單獨放在物體C上表面中心位置,

17、當物體C靜止時,物體B對物體C的壓強是多少?821相同的柱形容器甲、乙置于水平桌面上,甲中盛有水,乙中盛有酒精。現(xiàn)將A、B兩個大小完全相同的實心小球分別放入兩容器的液體中,靜止后如圖所示,B小球一半體積浸在酒精中。(小球密度分別為A、B,酒精的密度為0.8103千克/米3)。(1)若甲容器內(nèi)原裝有深度為0.2米的水,求:原來水對甲容器底的壓強p水;(2)若小球B的體積為110-3米3,求:小球B受到的浮力F浮;(3)若把兩個小球對調放入對方容器內(nèi)(無液體溢出),對調前后液體對容器底部壓強的變化量分別為p甲和p乙。求:對調前后液體對容器底部壓強的變化量的比值p甲p乙。22如圖甲所示,把邊長為10

18、cm的正方體木塊放入深度為0.3m裝滿水的杯中,靜止時有25體積露出水面,然后在其上表面放一塊底面積為2.0105m2的小柱體,如圖乙所示,靜止時方木塊剛好能全部浸沒水中,g取10N/kg。求:(1)甲圖中木塊受到的浮力?(2)木塊的密度?(3)甲乙兩圖中水對杯底的壓強各是多少?23一個底面直徑為2R,底面積為S的薄壁圓柱形容器放在水平地面上,容器內(nèi)裝有一定量的水。(1)若容器內(nèi)水的質量為2kg,求水的體積。9(2)求距離水面0.1m深處的液體內(nèi)部壓強。(3)若在水中浸入一個正方體,正方體沉底后,液體深度變?yōu)閔,液體對容器底部的壓強的增加量為p,為使p達到最大,求該正方體的邊長及液體對容器底部

19、的壓強增加量p。(結果用水、S、R、h等字母表示)24如圖所示,均勻長方體A、B上表面中心分別用細線連接,固定懸掛在長1.2m的輕質杠桿CF兩端。長方體物塊A的密度為2103kg/m3、底面積為10cm2,其下方有一高1.2m的圓柱形薄壁容器,A的下表面距容器底部0.2m,上表面與容器口相平。現(xiàn)將杠桿放置在支架DE上,當容器不裝水時,E點對杠桿的支持力恰好為0;當容器裝滿水時,D點對杠桿的支持力恰好為0。已知物塊B的重力GB=10N,g1.0103kg/m3,10N/kg。水(1)求DE的長度;(2)撤去D,杠桿以E為支點,A的下表面接觸容器底,求容器未裝水時,物塊A對容器底部的壓強pA;(3

20、)撤去E,杠桿以D為支點,將物塊B的懸掛點在DF之間移動,且懸掛點離D點的距離為l,為使杠桿CF始終在水平位置保持平衡,須向容器中加減水。求加減水過程中,水對容器底部的壓強p與l之間的函數(shù)關系式,并說明l的最小值。25我國自主研制、全球最大的兩棲大飛機AG600飛機能夠像船一樣在水面滑行、起飛降落。它的用途很多,最主要的是森林滅火、水上救援、物資運輸、海洋探測等。該飛機正常飛行總質量為53.5噸(內(nèi)部載有我國自主研制的“海斗號”無人潛水器,最大下潛深度可達10767m,如圖乙所示)、機體總長36.9米,翼展達到38.8米,4臺發(fā)動機,單臺輸出功率為320kW(海水的密度為1103kg/m3)。

21、(1)AG600在水上降落后所受的最大浮力為多少N;(2)AG600在水面沿直線勻速滑行400km用時3750s,則滑行時飛機所受阻力為多少N;10(3)飛機狀態(tài)如甲圖所示若從AG600中釋放“海斗號”入水進行科研探測,潛水器不接觸水底,一根繩子兩端分別連著AG600和“海斗號”,靜止后繩子拉力為8103N,將海斗號可視為密度為5103kg/m3的實心物體,則“海斗號”入水前后AG600減小的浮力為多少N。26小雅用電子秤、薄壁柱形容器、A、B兩物塊(A疊放在B的正上方但不緊貼)設計了一個水位計,已知A為邊長為10cm的正方體,B為底面積為400cm2的圓柱體,且A的密度是B的9倍。小雅用這個

22、裝置進行了如下的測試:往容器中加水到如圖甲所示的位置,此時物體A受到的浮力為F1,B的底面受到水的壓強為p1,然后打開容器底部的閥門開始緩慢放水直至水全部放完,小雅根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出了電子秤的示數(shù)和液面下降高度的關系圖象如圖乙,整個過程中B對容器底部的最大壓強為p2。已知p1:p2=2017。求:(1)當電子秤的示數(shù)為28kg時,電子秤受到的壓力;(2)容器的底面積;(3)F1的大小;(4)物體B的密度。27盛有適量水的薄壁容器放在水平桌面上,正方體A和長方體B之間用一根無彈性細線連在一起,掛在動滑輪下,A物體邊長為10cm,B物體高為9cm,動滑輪重6N。開始時A的上表面剛好與水平面相平,打開

23、容器下方的閥門,以250g/min的速度均勻放水,繩子自t由端拉力F的大小隨時間變化的圖象如圖所示,8min時,A、B之間的細線被拉斷,求:(g取10N/kg,水的密度為1103kg/m3)(1)開始時物體A浸沒在水中時,物體A的下表面受到水的壓強;(2)物體A的重力;(3)從0到8min水對容器底的壓強的變化量;(4)物體B的密度。1128六一兒童節(jié),同學送給小明一個透明密閉容器做的禮物。容器中盛有兩種分層的液體,一只小熊懸浮在兩種液體的交界處。熱愛物理的小明同學找來一個正方體木塊A、一個電子臺秤、刻度尺、底面積為200cm2的薄壁容器等對兩種液體進行了以下探究:將密閉容器頂部打開,將液體全

24、部倒入容器中,并將容器放在臺秤上,記下容器和液體的總質量;用刻度尺測出A木塊邊長為10cm,并用一根不計質量和體積的細桿固定在A的頂部正中央,再將木塊放入容器中,如圖所示,此時桿的作用力為0。放入物體A后,臺秤的讀數(shù)增加了1080g,此時,甲液體的深度為10cm,乙液體的深度為6cm,A浸入乙液體的深度為4cm;將A提升,使A全部浸入甲液體中,發(fā)現(xiàn)臺秤讀數(shù)減小280g,求:(1)物體A的重力;(2)物體A的密度;(3)使A全部浸入甲液體中時,液體對容器底的壓強;(4)將物體A上下移動,在保證物體A浸沒的情況下,A處在最高點和最低點時桿的作用力之比(A與容器可接觸但不擠壓)。29如圖所示,甲、乙

25、兩輕質圓柱形容器放置在水平地面上,甲中盛有水,甲容器的底面積為1102米2且比乙容器的底面積大,乙中盛某液體,且兩液體的體積相等。將一體積為1.0103米3小球放入甲容器內(nèi),待其靜止后如圖所示,此時甲、乙兩容器底部受到的液體壓強大小相等。求:(1)小球放入甲容器后,容器的底部受到水的壓強增加量p水。12(2)未放小球時,甲、乙兩容器底部液體壓強的大小之差。(3)如果將小球從甲容器中取出并放入乙容器液體中,待小球靜止后(無液體溢出)試比較此過程中兩容器底部受到液體壓強的變化量p甲和p乙的大小。(要求寫出分析過程)30如圖,底面積為150cm2的圓柱薄壁容器放置在水平地面上,底面積為100cm2的

26、輕質圓柱薄壁塑料瓶內(nèi)裝有若干小石塊,質量為800g的鐵塊沉在容器底部(沒有緊密接觸),塑料瓶和鐵塊通過細繩相連,細繩剛好拉直。為了拉起鐵塊,需要把瓶內(nèi)的部分小石塊投入水中。求鐵塊剛好被拉起時:(已知石=3g/cm3、鐵=8g/cm3)。求:(1)鐵塊的重力;(2)繩子對鐵塊的拉力至少為多少;(3)至少需要把多少克的小石頭投入水中。V0.8m3g1.0103kg/m310N/kg答案1(1)物體A的質量mV0.8103kg/m31m3800kgAAA物體A漂浮于水面上,物體A所受到的浮力FGmg800kg10N/kg8000N浮A(2)由F浮水gV排得F8000N浮排水取出的那部分物體的體積11

27、VV0.8m30.4m32排2取出的那部分物體的質量13pFmGmV0.8103kg/m30.4m3320kgA(3)取出的那部分物體的重力Gmg320kg10N/kg3200N容器底部減小的壓強G3200N1600PaSS2m2答:(1)物體A所受到的浮力是8000N;(2)取出的那部分物體的質量是320kg;(3)容器底部受到壓強減小了1600Pa。2(1)物塊的體積V0.008m3物塊排開水的體積VV20cm20cm(20cm5cm)6000cm30.006m3排浸物塊受到的浮力FgV1.0103kg/m310N/kg6103m360N浮水排因為物塊漂浮,所以物塊的重力GF60N浮物塊的

28、質量60N6kgg10N/kg物塊的密度(2)甲、乙兩圖比較,水深變化m6kg0.75103kg/m3V0.008m3hV排S上0.006m30.02m0.3m2水對容器底部的壓強變化量pgh1.0103kg/m310N/kg0.02m200Pa水(3)要讓物塊全部沒入水中,需要增大排開水的體積VVV0.008m30.006m30.002m3排排物塊受到增大的浮力14pFFgV1.0103kg/m310N/kg0.002m320N浮水排要讓物塊全部沒入水中,需豎直向下對物塊施加的力FF20N浮答:(1)該物塊的密度為0.75103kg/m3;(2)甲乙兩圖中,水對容器底部的壓強變化量為200P

29、a;(3)用力F垂直向下作用在物塊的上表面,使物塊上表面與水面相平并保持靜止,此時力F的大小為20N。3解:(1)水族箱質量m60kg,則其重力為Gmg60kg?10N/kg=600N工人師傅對包裝箱所做的功WGh600N?10m=6000J(2)未裝水的水族箱放置在水平地面時對地面的壓力FG600N對地面的壓強600N=500PaS1.2m2(3)已知水族箱容積V160L160dm30.16m3由=mV可得,水的質量mV1.0?103kg/m3?0.16m3=160kg水VV0.01m3(4)缸底受到水的壓強pgh1.0?103kg/m3?10N/kg?0.8m=8?103Pa水(5)裝飾物

30、珊瑚排開水的體積排珊瑚受到的浮力F=gV=1.0?103kg/m3?10N/kg?0.01m3=100N浮水排4(1)設木塊底面積為S1,高為h1,體積為V1,質量為m1,重為G1,木塊只有一半體積15pF在水面之上時彈簧不受力,此時木塊所受浮力等于自重,木塊受到水的浮力為F1,則由題意可知S1=0.01m2,h1=0.1mV1=S1h1=0.01m20.1m=110-3m3G1=m1gF1=0.5gV1=0.51.0103kg/m310N/kg110-3m3=5NF1=G1聯(lián)立解得m1=0.5kg(2)最后木塊不動時,木塊完全浸入水中,設木塊受到浮力為F2,彈簧彈力為F彈,外力的大小為F,則

31、F彈=G1F2=gV1=1.0103kg/m310N/kg110-3m3=10NG1+F=F彈+F2聯(lián)立解得F=F2=10N(3)設彈簧原長為L0,水缸內(nèi)橫截面積為S,當木塊一半體積在水面之上時,水缸內(nèi)水深為h,水的體積為V2,水的質量為m2,則L0=0.35m,S=0.05m2h=L0+0.5h1=0.35m+0.50.1m=0.4mV2=Sh-0.5V1=0.05m20.4m-0.5110-3m3=1.9510-2m3m2=V2=1.0103kg/m31.9510-2m3=19.5kg水缸質量為m=5kg,設水缸對桌面的壓力為F壓,壓強為p,則F壓=(m1+m2+m)g+F=(0.5kg+

32、19.5kg+5kg)10N/kg+10N=260N260N5.2103PaS0.05m25(1)(a)圖中金屬塊和塑料盒處于漂浮狀態(tài),(b)圖中金屬塊和塑料盒處于漂浮狀態(tài),浮力等于重力,重力不變,浮力不變,由阿基米德原理可以排開液體的體積相同,液面的高度不變。(2)設正方體體積為V1,設液體密度為0,則正方體重力和盒子重力之和等于盒子所受浮力16gV1+G盒=0gS2h1同理連上細線后正方體在液體中也受到浮力,則gV1+G盒=0gS2h2+0gV1在剪斷細線后盒子所受浮力等于重力,則G盒=0gS2h3設容器只裝液體時高度為h,則水體積S1h,剪斷細線前容器水的高度為總體積(液體的體積、正方體

33、體積、盒子排開水的體積)除以底面積,即為ShShV1221S1此時容器底壓強為p1=g(ShShV)01221S1同理可得剪斷細線后壓強p2=g(ShShV)01231S1減少的壓強p=gS(hh)0221S1由式進行數(shù)學運算可以得到p0=(hh)12hh13hh代入式得p答:(1)(b)圖液面的高度較(a)圖不變。gShhhh22312S113。Shh(2)細線剪斷前、后液體對圓柱形容器底部的壓強變化了gShhhh22312113mG6(1)由于浮筒漂浮,則浮筒排開水的體積為VSh3103m25102m1.5104m3排浮筒的重力為GFgV1.0103kg/m310N/kg1.5104m31

34、.5N浮水排浮筒的質量為1.5N0.15kgg10N/kg17mG0.3kgg10N/kg(2)當浸沒深度是15cm時,則排開水的體積為VSh3103m215102m4.5104m3排總的重力為GFgV1.0103kg/m310N/kg4.5104m34.5N浮水排增加的重力為GGG4.5N1.5N3N物體的質量為3N物此時浮筒與水面平齊的地方對應的刻度是0.3kg答:(1)求浮筒的質量為0.15kg;(2)當在浮筒內(nèi)放入被測物體,發(fā)現(xiàn)浮筒在水中的深度為15cm(圖乙),則此時浮筒壁與水面平齊的地方對應的刻度是0.3kg。7解:(1)鋁塊的體積Vm鋁=2.7kg=110-3m32.7103kg

35、/m3鋁塊A所受到的浮力F=gV=1.0103kg/m310N/kg浮水排(2)鋁塊的重力12110-3m3=5NG=mg=2.7kg10N/kg=27細線對鋁塊A的拉力F=G-F=27N-5N=22N浮燒杯對臺秤的壓力等于燒杯和水的重力、物體A對水向下的作用力之和,即F=G壓杯和水+F浮=m杯水g+F浮=0.8kg10N/kg+5N=13N燒杯對臺秤的壓強p=F13N壓S10010-4m2=1300Pa(3)當把細線剪斷后,將鋁塊A放入水銀中,鋁塊的密度小于水銀的密度,鋁塊處于漂浮狀態(tài),鋁塊受到的浮力F浮1=G=27N8(1)物體在水中受到浮力,彈簧拉力以及重力三個力,如圖所示:18(2)物

36、塊剛好完全浸沒在水中,則VV(0.1m)3110-3m3排物物體所受的浮力F=gV=1.0103kg/m310N/kg110-3m3=10N浮水排(3)由圖甲可知,當物體上表面上液面齊平時,物體上表面距容器底的距離為h24cm,彈簧伸長的長度L24cm10cm10cm4cm由圖乙可知,此時彈簧對物體的拉力為F拉4N,木塊的重力G=F-F=10N-4N=6N物浮拉物體的密度V=m物=物物G6N物Vg(0.1m)310N/kg物=0.6103kg/m3V=F=610-4m3g1103kg/m310N/kgS0.1m0.1m(4)當彈簧處于沒有發(fā)生形變的自然狀態(tài)時,L彈簧10cm,此時物體受的浮力F

37、=G=6N浮物6N浮排水可得h=V排6104m3=0.06m浸此時水的深度h=L彈簧+h浸=0.1m+0.06m=0.16m放水前后水對容器底部壓強的變化量p=p-p=g(h-h)=1.0103kg/m310N/kg(0.24m-0.16m)=800Pa水答:(1)如上圖所示;(2)物體受到水的浮力是10N;(3)物體的密度是0.6103kg/m3;(4)放水前后水對容器底部壓強的變化量是800Pa。9(1)甲圖中金屬塊對容器底部的壓力等于金屬塊的重力19pFFG120N金屬塊的底面積S100cm20.01m2由pF得,金屬塊對容器底部的壓強S120N1.2104PaS0.01m2(2)乙底部

38、用蠟密封,加入水后,乙不受浮力,對乙受力分析,容器對乙的支持力等于乙的重力加上大氣壓力,大氣壓力F大氣金屬塊對容器底部的壓力pS1.0105Pa0.01m21000N0FGF壓乙大氣120N1000N1120NF120N20N100N(3)沒有加水時,對容器底部的壓力等于120N;向甲容器中加水,在水的深度從0升高到20cm的過程中,排開水的體積增大,由阿基米德原理可知,物體受到的浮力逐漸變大,金屬塊對容器底部的壓力逐漸變小,物體剛好浸沒時,由阿基米德原理可知,金屬塊受到的浮力FgV1.0103kg/m310N/kg0.2m0.01m220N浮液排此時金屬塊對容器底部的壓力壓至容器裝滿水的過程

39、中,金屬塊受到的浮力不變,金屬塊對容器底部大的壓力仍為100N,故從開始加水至容器裝滿水的過程中金屬塊對容器底部壓力F隨容器中液面高度h變化的圖像如圖所示。(2)由FG-F得GFF1N+2N3N10解:(1)金屬塊所受浮力F=gV1103kg/m310N/kg10010m1N浮液排浮浮2033gh110kg/m10N/kg0.05mG63gV10N/kg10010mpS=FPF由GmggV得3N3103kg/m3金11(1)沒有放物體B時,其液體對容器底部的壓強為1000Pa,則根據(jù)液體壓強的公式pgh可知,液體的密度為1000Pa=1103kg/m3gh10N/kg0.1m(2)B未浸入液體

40、時,液體的質量為mVsh1103kg/m31102m20.1m1kgB未浸入液體時,容器對A的壓力FG=(mm)g=(1kg+0.1kg)10N/kg=11N總液容(3)由乙圖可知,當H=5cm時,即物體B的下表面對浸入液體中5cm,此時液體對容器底部的壓強p=1300Pa,液體對容器底部的壓強增大了p=1300Pa-1000Pa=300Pa那么液體對容器底部的壓力增大了FpS300Pa110-2m2=3N容由于放入了B物體,液體對容器底部的壓力增大了3N,即物體B對液體的壓力為3N,那么液體對B的浮力為3N,根據(jù)浮力公式FgV=gSh=3N浮排B則物體B的底面積為3N浮=610-3m2B如圖

41、所示,當H=7.5cm時,液體對容器底的壓強不變,即浮力的大小不變,即物體B完全浸沒,那么當物體B完全浸沒的時候,物體B所受的浮力為FgV=gSh=1103kg/m310N/kg610-3m20.075m=4.5N浮排B(4)沒有放B物體時,容器對A的壓強為11N=1375Pa3S810m2.則當對B施加2N豎直向下的力時,物體B浸入液體中,壓強變大,容器對A的壓強為P1375Pa+600Pa=1975Pa當對B施加2N豎直向下的力時,容器對A的壓力為21FPS=1975Pa8103m2.=15.8N容器對A的壓力增大了F15.8N-11N=4.8N則物體B的重力和豎直向下的壓力之和為4.8N

42、,故B的重力的大小為G4.8N-2N=2.8NB對B受力分析,B受到了向下的重力,桿對B向下的2N的壓力,還受到了支持力和浮力,故杯底對物體B的支持力為F4.8N-4.5N=0.3N12(1)甲圖中物塊B下表面水的深度hhh40cm6cm34cm0.34mB物塊B下表面受到水的壓強pgh1.0103kg/m310N/kg0.34m3.4103Pa水(2)乙圖中A物體漂浮在水面上,由題意可得GFA浮,故A排開水的體積為它自身的,則結合重力公式A露出水面的體積是它自身體積的和阿基米德原理可得2355水5VgAA3VgA55解得331.0103kg/m30.6103kg/m3A水(3)A的體積V10

43、cm31000cm31103m3AA的重力GmgVg0.6103kg/m31103m310N/kg6NAAAA甲圖中對A、B受力分析,可得GGFg2VAB浮水6NG1.0103kg/m310N/kg21103m3B22解得GB=14N,圖乙中物塊B對容器底部的壓力FGFBB浮14N1103kg/m31103m310N/kg4NpF圖乙中物塊B對容器底部的壓強4N400PaS0.01m2(4)物體B下落的高度h為0.06m,則重力對物塊B做的功W=GBh=14N0.06m=0.84J13解:(1)容器盛水后,水對容器底部的壓強pgh1.0103kg/m310N/kg0.15m1.5103Pa1水

44、1由pF可得水對容器底部的壓力SFpS1.5103Pa200104m230N11(2)容器盛水后容器對桌面的壓強p21.1103Pa容器對桌面的壓力4F2p2S1.1103Pa20010m222N容器的重力G容m容g0.2kg10N/kg2N因為容器對桌面的壓力等于容器和水的重力之和,即FGG2容水所以水的重力GFG22N2N20N水2容(3)由于物體間力的作用是相互的,容器對水的支持力等于水對容器底部的壓力,即FF30N支持1因為水受到容器豎直向上的支持力、豎直向下的重力、容器對水豎直向下的壓力處于靜止狀態(tài),所以,容器對水豎直向下的壓力FFG30N20N10N壓支持水由于物體間力的作用是相互

45、的,所以水對容器豎直向上的壓力等于容器對水豎直向下的壓力,即10N。2314(1)灌水前漂浮在海面上的密封沉管受到的浮力FGmg6107kg10N/kg=6108N浮(2)因浸沒在水中的物體受到的浮力等于上下表面的壓力差,所以,沉管下表面受到海水的壓力FF6108N下浮沉管下表面的面積S180m35m=6300m2下表面受到的海水壓強F6108Np=95238.1PaS6300m2(3)沉管剛好浸沒海水中時,排開海水的體積VV180m35m10m=63000m排受到的浮力FgV1.0103kg/m310N/kg63000m3=6.3108N浮排沉管恰好懸浮時,沉管內(nèi)注入海水的質量最小,由FGG

46、G浮總管水可得,注入海水的重力GFG6.3108N-6108N=3108N水浮管注入海水的質量=3106kgm水G3107N水g10N/kg答:(1)灌水前漂浮在海面上的密封沉管受到的浮力是6108N;(2)灌水前漂浮在海面上的密封沉管下表面受到的海水壓強是95238.1Pa;(3)當密封沉管剛好完全浸沒在海水中時管內(nèi)注入的海水質量是3106kg。15解:(1)圖甲中,玻璃管浸入水中的深度為h10cm=0.1m1玻璃管的底面積為S10cm2=110-3m2管排開水的體積為24排1Sh1103m20.1m1104m3浮11NmGSV管1此時玻璃管所受浮力為FgV1103kg/m310N/kg11

47、0-4m3=1N浮1水排1玻璃管漂浮時GF所以玻璃管的質量為1N=0.1kgg10N/kg(2)圖丙中,不計管壁厚度的玻璃管中裝滿了水,玻璃管在水中部分所受浮力等于水中部分管內(nèi)水的重力,所以圖丙中的拉力FGGgShG1103kg/m310N/kg110-3m20.1m+1N=2N水水管(3)圖乙中,玻璃管底部剛好與水面齊平,此時水面高度hh20cm=0.2m乙管由于容器的底面積S40cm2=4?10-3m2器所以水的體積VSh410-3m20.2m=810-4m3水器乙當玻璃管底部距離液面的高度為h時,玻璃管中水面以上的水的體積為VSh3管容器中水面高度為hV水V33器水對容器底部的壓強為SS

48、pghgV水V3水3水器gV水S管h水器帶入數(shù)據(jù)得p(25Pa/cm)?h2000Pa選擇合適的數(shù)據(jù)描點作圖,圖像如下:2516(1)最大下潛深度處的海水壓強p海水gh1.03103kg/m310N/kg400m4.12106Pa(2)潛水艇完全潛入海水中時,排開海水的體積VV2103m3排艇潛水艇完全潛入海水中時受到的浮力F浮海水gV1.03103kg/m310N/kg2103m32.06107N排(3)潛水艇懸浮在海水中時,受力平衡,浮力等于重力,即FG浮海水G艇G海水FG2.06107N1.26107N8106N浮艇則水艙中充入海水的質量海水Gm海水g8106N8105kg10N/kg1

49、7(1)小容器受到重力和水的浮力,小容器與大容器底剛好接觸且不擠壓,它們之間沒有力的作用,如圖所示:(2)由圖可知,大容器中水的體積=V水Sh0-S2h0小容器放入大容器之前,水的深度SShShh=V水020S26S小容器放入大容器之前,大容器底受到的水的壓強p=gh=gSh0S2h0水水(3)原來小容器放入大容器中,小容器與大容器底剛好接觸且不擠壓,處于漂浮狀態(tài)G小容=F浮=水gS2h0向小容器中注滿水后,小容器內(nèi)水的重力G小容水=水gS1h向小容器中注滿水后,若使小容器對大容器底的壓力最小,小容器處于漂浮時,壓力最小,所以F浮總=G總=G小容+G小容水=水gS2h0+水gS1h排開水的體積

50、V=排F浮總水=水gS2h0水gS1h水=S2h0+S1h此時水的深度h1=V排S2ShSh201S2Sh1=h0-S2再向大容器中至少注入水的體積V注=(S-S2)(h1-h0)=(S-S2)再向大容器中至少注入水的質量Sh1S2m注=水V注=水(S-S2)S1h218(1)金屬瓢漂浮時排開水的體積V排Sh1100cm25cm500cm3510-4m3金屬瓢受到的浮力FgV1.0103kg/m310N/kg510-4m35N浮水排因金屬瓢漂浮時受到的浮力和自身的重力相等,所以,金屬瓢的重力GF5N浮金屬瓢的質量10N/kg0.5kgmG5NgVVSh2100cm22cm200cm3210-4

51、m3因金屬瓢沉底時排開水的體積和自身的體積相等,所以,金屬瓢的體積排金屬瓢的密度27m0.5kgV210-4m32.5103kg/m3(2)金屬瓢漂浮在水面和沉入水底時,容器內(nèi)水深度下降的高度h3h1h35cm2cm3cm0.03m水對容器底部的壓強變化了p水gh31.0103kg/m310N/kg0.03m300Pa(3)金屬瓢靜止在容器底部時,受到的浮力FgV1.0103kg/m310N/kg2104m32N浮水排對金屬瓢受力分析可知,受到豎直向上的支持力和浮力、豎直向下的重力作用,由金屬瓢受到的合力為零可得F支持+F浮GF支持GF浮5N2N3N19(1)水對容器底的壓強pgh1.0103

52、kg/m310N/kg0.1m1000Pa水水1(2)B排開水的體積VS排Bh1h50cm210cm4cm300cm33104m30FONMON2水對B物體的浮力FgV1.0103kg/m310N/kg3104m33N浮水排(3)杠桿N端受到的拉力FGF9N3N6NNB浮由杠桿的平衡條件可得FONFMONM則3F6N9NMA物體對水平地面的壓力FGF12N9N3NAAM(4)當A物體對水平地面壓力剛好為零時FG12NMA28則N端受到的拉力FMOONM32F12N=8NN水對B物體的浮力FGF9N8N1N浮BN排開水的體積VFg排浮水1N1.0103kg/m310N/kg1104m3則排開水體

53、積的變化量V3104m31104m32104m3排容器內(nèi)水下降的深度hV排SB2104m30.04m4cm50104m2容器中放出水的體積VSS水容Bh(200cm250cm2)4cm640cm3V=VC-2VC=3VC=31000cm3=600cm3555由m可得,容器中所放出水的質量Veqoac(,m)V1.0g/cm3640cm3640g0.64kg水水水答:(1)水對容器底的壓強是1000Pa;(2)水對B物體的浮力是3N;(3)A物體對水平地面的壓力是3N;(4)若打開開關K緩慢放水,當A物體對水平地面壓力剛好為零時,容器中所放出水的質量是0.64kg。20(1)物體C的重力GC=m

54、Cg=0.6kg10N/kg=6N(2)物體C在液體中靜止時,有2體積露出液面,處于漂浮狀態(tài),物體C受到的浮力5F浮=GC=6N物體C排開液體的體積排由阿基米德原理得到液體的密度29=F浮gV排6N=1103kg/m310N/kg60010-6m3V=F=810-4m3=800cm3g1103kg/m310N/kg(3)把A單獨放在物體C上表面中心位置,物體C靜止時,AC整體處于漂浮,C受到的浮力F=GG=2N+6N=8N浮AC物體C排開液體的體積8N浮排液面升高的高度排hV-V800cm3-600cm3排S500cm2=0.4cmV=F=11.410-4m3=1140cm3g1103kg/m

55、310N/kg容器底受到液體壓強的變化量p=gh=1103kg/m310N/kg0.410-2m=40Pa(4)把B單獨放在物體C上表面中心位置,當物體C靜止時,BC整體處于漂浮狀態(tài),C受到的浮力F=GG=5.4N+6N=11.4N浮BC物體C排開液體的體積11.4N浮排物體C的體積VC=1000cm3由于VV排C物體B浸入水中的體積VB排=V-V=1140cm3-1000cm3=140cm3排C物體B受到的浮力F浮B=gVB排=1103kg/m310N/kg14010-6m3=1.4N物體B對C的壓力FB=GB-F浮B=5.4N-1.4N=4N物體B對物體C的壓強30pFBSB4N5010-

56、4m2=800Pa21解:(1)原來水對甲容器底的壓強pgh1103kg/m39.8N/kg0.2m=1960Pa(2)B小球一半體積浸在酒精中,受到的浮力2F=浮酒精gV=0.8103kg/m39.8N/kg1排110-3m3=3.92N(3)兩個小球的體積相同,小球A在水中懸浮,排開水的體積等于小球A的體積,小球B在酒精中漂浮,對調后,水的密度大于酒精的密度,小球B在水中漂浮,所以G=F浮酒精=F浮水G=gV酒排酒=水gV排水2g1V=gV酒水排水=0.8g/cmV=VV排水1g/cm331225對調后,甲容器中水的體積變化量V=VV=V-V甲排水=V-2355對調后,水的密度大于酒精的密

57、度,小球A在酒精中下沉,乙容器中酒精的體積變化量V=V-V乙液體對容器底部壓力變化量之比排酒=V-1V=1V221103kg/m3V51F甲=F乙F浮甲=F浮乙gV水甲=gV酒乙330.8103kg/m3V22兩個柱形容器容器的底面積相同,由p=F可知對調前后液體對容器底部壓強的變化量的比s值p甲=p乙F甲=F乙32V1V(0.1m)3=610-4m35木522解:(1)由題意可知,甲圖中木塊排開水的體積23排甲圖中木塊受到的浮力F浮甲gV1.0103kg/m310N/kg610-4m3=6N水排(2)因木塊漂浮,受到的浮力和自身的重力相等,所以,木塊受到的浮力31F浮甲Gmg木木則木塊的質量

58、mFg10N/kg木浮甲6N=0.6kgV=m2103m3木塊的密度m木0.6kg=0.6103kg/m3V(0.1m)3木(3)由于杯內(nèi)裝滿水,所以圖甲、圖乙中水的深度均為0.3m,則甲乙兩圖中水對容器底的壓強pgh1.0103kg/m310N/kg0.3m=3000Pa水23(1)水的質量是2kg,由=m可得水的體積V2kg1.0103kg/m3(2)距離水面0.1m深處的液體內(nèi)部壓強pgh1.0103kg/m39.8N/kg0.1m980Pa水水(3)根據(jù)pgh可知,為使P達到最大,物體排開水的體積應最大,所以正方體的邊長最大;由于薄壁圓柱形容器的底面直徑為2R,如圖1所示,根據(jù)勾股定理

59、可知,正方體的邊長最大為R;正方體沉底后,若處于浸沒狀態(tài)(圖2的左圖),即Rh,由于物體對液體的壓力和液體對物體的浮力是一對相互作用力,所以液體對容器底部的壓力增加量FFgVgVgR31浮1水排水物水所以1p1FgR3水SS32浮2gVghR2正方體沉底后,若物體沒有浸沒(圖2的右圖),即Rh,則液體對容器底部的壓力增加量FF2水排水則2p2FghR2水SSSSp水gR31,若Rh,p水ghR2。224(1)長方體物塊A的高度為hA=1.2m-0.2m=1m長方體物塊A的體積為VA=SAhA=1010-4m21m=110-3m3長方體物塊A的重力為GA=mAg=AVAg=2103kg/m311

60、0-3m310N/kg=20N當容器不裝水時,E點對杠桿的支持力恰好為0,此時杠桿以D為支點,由杠桿的平衡條件有GACD=GBDF由題知CD+DF=1.2m由式代入數(shù)據(jù)解得:CD=0.4m,DF=0.8m當容器裝滿水時,長方體物塊A剛好被浸沒,此時A受到的浮力為F浮=水gV排=水gVA=1.0103kg/m310N/kg110-3m3=10N物塊A對C端的拉力為FA=GA-F浮=20N-10N=10N當容器裝滿水時,D點對杠桿的支持力恰好為0,此時杠桿以E為支點,由杠桿的平衡條件有FACE=GBEF由題知CE+EF=1.2m由式代入數(shù)據(jù)解得:CE=EF=0.6m所以DE的長度為33DE=CE-

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