第10章:压强和浮力(计算题)
1.(2021·江苏沭阳·八年级期末)如图所示为某饭店购买的送餐机器人,该机器人的质量为80kg。空载时它对水平地面的压强为1×105Pa;该机器人最多可负载20kg的重物,g取10N/kg。求:
(1)机器人所受的重力;
(2)图中机器人空载时的车轮与地面的接触面积;
(3)机器人满载时对地面的压强(设接触面积未变)。
2.(2021·江苏宝应·八年级期末) 为了尽可能避免病毒的交叉感染,多地警方利用如图所示的测温巡逻机器人辅助日常巡逻,该机器人的质量为120 kg,空载时车轮与地面的接触面积为7.5×10-3m2;该机器人最多可负载 40 kg的重物,匀速行驶时所受摩擦力为总重力的0.2倍。求:
(1)图中机器人空载时对水平地面的压强。
(2)机器人满载匀速行驶时所需的牵引力。
3.(2021·江苏无锡·八年级期末)小明购买了一只圆柱形平底玻璃杯,放在水平桌面上,玻璃杯的质量为0.6kg,底面积为40cm2,最多能装600g的水;(g取10N/kg)求:
(1)玻璃杯的重力;
(2)玻璃杯的容积;
(3)装满水时玻璃杯对桌面的压强。
4.(2021·江苏鼓楼·八年级期末)如图所示是解放牌运油车,这辆运油车空车质量为0.8×104kg,本次运输过程装满了20m 的汽油;汽车轮胎与地面的总接触面积为0.22m2;已知汽油的密度ρ汽油=0.7×10 kg/m ,试通过计算回答,这辆运油车满载时:
(1)所装载汽油的质量为多少?
(2)车和油总重力为多少?
(3)对地面的压强为多少?
5.(2021·江苏·梅岭中学教育集团运河中学八年级期末)在一些建筑工程中,一些司机为了降低营运成本,任意超载,给路面及交通安全带来极大的危害。按照我国汽车工业的行业标准,载货车辆对地面的压强应控制在7×105Pa以内。有一辆自重为3t的前后共10个轮子的货车,已知该车在某次实际营运中装砂石30t,每个车轮与地面的接触面积为300cm2。求:
(1)这辆货车对路面的压力是多少?
(2)这辆货车对路面的压强是多少?
(3)如果要求该车运行时不超过规定的行业标准,这辆货车最多装多少吨砂石?(设车轮与地面的接触面积不变,计算中g取10N/kg)
6.(2021·江苏仪征·八年级期末)6月26日是国际禁毒日,小明参加了本市“拒绝毒品,环湖徒步”宣传活动,小明的质量为50kg,双脚与地面的总接触面积为0.04m2。求:
(1)小明的体积约多少m3?(人的密度跟水差不多,取小明的密度为1.0×103kg/m3)
(2)小明所受的重力大小为多少N?
(3)小明双脚站立在水平地面时对地面的压强为多少Pa?
7.(2021·江苏镇江·八年级期末)如图所示是一辆“都市蚂蚁”概念车,这款概念车小巧实用,有利于缓解城市交通拥堵。下表是该款概念车的部分主要参数。该车在水平地面上匀速行驶时受到的阻力为其总重的0.2倍,g取10N/kg。
质量m/kg 360
轮胎与地面的总接触面积S/cm2 200
总体积V/m3 0.8
(1)求该车空载停在水平路面上时对水平面的压力。
(2)当两人坐上该车时,车对水平地面的压强为2.5×105Pa,求车上两人的总质量。
(3)若该车载人后总质量为450kg,当其在水平路面上匀速行驶;
①求此过程中该车受到的牵引力;
②若此载人概念车不慎落入水中,假设该车密闭较好一直未进水,求载人概念车在水中静止时受到的浮力。
8.(2021·江苏·泰兴市实验初级中学八年级期末)小明双脚站立在地面上时,对地面的压强时1.5×104Pa,已知小明的每只脚的大小为220cm2,(g取10N/kg)
(1)计算出小明的体重是多少?
(2)若小明背起质量为11kg的书包时,小明对地面的压强为多大?
9.(2021·江苏·宜兴外国语学校八年级期末)在海滩案发现场留下了罪犯清晰的站立时脚印,公安人员立即用蜡浇铸了如图所示的一只脚的鞋模,蜡鞋模的平均厚度为3cm、质量为675g,侦察人员又在脚印旁边放一个平底圆柱形容器,并向容器内缓慢加入小钢珠,使圆柱形容器陷入沙地里的深度也刚好为3cm,并测出平底圆柱容器的底面积为20cm2,容器和钢珠的总质量为3.4kg。(ρ蜡=0.9×103kg/m3)
(1)675g的蜡,它的体积为多少?
(2)圆柱形容器对沙滩的压强为多少?
(3)该罪犯的质量为多少kg。
10.(2021·江苏苏州·八年级期末)如图所示为一家用四轮小汽车,下表列出有关数据:
汽车的质量1.6t 100km耗油量10L
每个轮胎与地面的接触面积500cm2 汽油的密度0.71×103kg/m3
若汽车在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶了100km,受到的阻力为车重的0.1倍(g取10N/kg)。求:
(1)行驶时汽车产生的牵引力(只考虑车重);
(2)行驶100km消耗汽油的质量;
(3)该小汽车静止在水平地面上时对地面的压强(只考虑车重)。
11.(2021·江苏徐州·八年级期末)某沼泽地能承受的压强为1×104Pa,一位同学的体重为600N,两脚与地面之间的总接触面积为0.04m2,求:
(1)这位同学双脚站立时对地面的压强是多少?
(2)他与沼泽地的接触面积至少多大时,才不会陷入沼泽地?
12.(2021·江苏赣榆·八年级期末)电动自行车以其快捷、环保、轻便的优势,正成为人们日常绿色出行的交通工具;如图甲为某型号电动自行车,它的主要技术参数如表所示;若质量为75kg的人骑着该车在水平路面上匀速行驶,行驶时每个轮胎与地面的接触面积为0.005m2;(g取10N/kg)求:
整车质量 25kg
最大载重 100kg
最高车速 ≤30km/h
电动机 额定电压48V
额定功率400W
(1)人骑着该车在水平路面上行驶时对水平路面的压力;
(2)行驶过程中电动自行车对地面的压强;
(3)骑行电动自行车必须戴头盔,如图乙所示,请你从物理学角度谈谈骑电动自行车为什么要戴头盔。
13.(2021·江苏广陵·八年级期末)PVC塑胶板因其板质轻、防潮耐腐蚀的特点广泛应用于建筑装修领域。某活动小组同学选取了一块“50mm×50mm×4mm”(长×宽×高)的正方形样品进行研究,用天平测出它的质量为6g。求:(g取10N/kg)
(1)样品的重力;
(2)塑胶板的密度;
(3)平铺的塑胶板对地面的压强。
14.(2021·江苏梁溪·八年级期末)现代家具越来越重视“人体工程学”的设计,如图(a)所示的电脑椅,当人向后靠时就比端坐在椅子上要舒服,如图(b)、(c)所示。下表中数据为重 600N 的人使用电脑椅时(脚着地)的一些参数。求:
(1)椅子所受的重力。
(2)计算人端坐在椅子上时对座垫的压强,说明人“后靠”时比“端坐”时舒服的原因(根据计算回答)。
(3)人端坐在椅子上时轮子与水平地面总的受力面积。
椅子的质量 11kg
人端坐在椅子上时的受力面积 8×10-2m2
人端坐在椅子上时对坐垫的压力 384N
人向后靠时对坐垫的压强 2000Pa
人端坐时椅轮对水平地面的压强 2.47×105Pa
15.(2021·江苏·扬州中学教育集团树人学校八年级期末)如图所示,将实心正方体木块轻轻地放入已侧倾放置且水已满的大烧杯内,待木块静止时,从杯中溢出 75g 水。该木块质地均匀,边长为 5cm,木块吸收的水忽略不计,求:
(1)木块排开水的体积?
(2)木块的密度?
(3)放入水中前,木块对水平桌面的压强?
16.(2021·江苏兴化·八年级期末)深空探测是当前世界航天发展的前沿,小雨同学对太空中的星球比较感兴趣。他从网上查得:甲、乙两个星球表面上物体的重力G与其质量m的关系如图所示,从图中信息可知:
(1)甲星球表面上物体的重力G甲与其质量m甲的比值g甲是多大?
(2)若某深空探测器质量为50kg,它静止在乙星球水平地面上时与地面的接触面积为0.5m2,则它对乙星球表面的压强为多大?
17.(2021·江苏玄武·八年级期末)如图所示,一辆洒水车空车质量为3t,水罐容积为,装满水后,车轮与地面的总接触面积为。求:
(1)装满水时水的质量______;
(2)装满水时洒水车对地面的压强______;
(3)装满水时洒水车在水平地面上匀速行驶,若所受阻力为总重力的0.3倍,此时该车的牵引力是______N。
18.(2021·江苏建邺·八年级期末)中国的火星探测器天问一号及其火星车于2021年5月15日成功登陆火星,已知此火星车的质量为270kg,火星车有四个轮子,每个轮子与地面的接触面积为。另火星上的物体重力与质量的比值只有地球上g的五分之二(已知地球上的)。求:
(1)此火星车在火星上的重力;
(2)此火星车在火星上行驶时,对火星水平表面的压强。
19.(2021·江苏南京·八年级期末)将平底薄壁直圆筒状的空杯,放在饮料机的水平杯座上接饮料,杯座受到的压力F随杯中饮料的高度h变化的图像如图所示o已知杯高H=10cm,杯底面积S =30cm2;饮料机出口流速为v=40cm3/s;g 取10N/kg。
(1)空杯的重力是______N;
(2)饮料的密度为多大?( )
(3)设杯底与杯座的接触面积也为S = 30cm2,饮料持续流入空杯5s后关闭开关,求此时杯对杯座的压强为多大?( )
20.(2021·江苏工业园区·八年级期末)在新型冠状病毒疫情的隔离区,机器人可以提供全自主“免接触式”服务,降低病毒 交叉感染风险;如图是一款送餐机器人,若该机器人的质量为18kg,底部的滚轮与水平地面的总接触面积为100cm2 (g=10N/kg)。求:
(1)机器人受到的重力;
(2)机器人对水平地面的压强。
21.(2021·江苏东海·八年级期末)2021年5月15日,中国“祝融号”火星车在火星乌托邦平原南部预选着陡区看陆,“祝融号”火星车的高度 1.85m,质量达到240 kg,火星车车轮与地面的接触总面积为 300 cm2,设计寿命为3个火星月,相当于约92个地球日。“祝融号”火星车每3个地球日才走一步,大概是10米左右的距离,它将在火星表面开展地表成分、物质类型分布、地质结构以及火星气象环境等探测工作,己知火星上的 g=3.71N/kg,求:
(1)设计寿命内祝融号火星车能巡视的距离;
(2)在火星上祝融号火星车的重力;
(3)静止时祝融号火星车对火星表面产生的压强。
22.(2021·江苏盐城·八年级期末)盐城服务网络平台提供“共享汽车”服务。如图所示是“共享汽车”中的某品牌纯电动汽车,汽车质量为960kg,每个轮胎与面的接触面积为0.02m2,汽车轮胎能承受的最大压强为2.5×105Pa、g取10N/kg。求:
(1)汽车的重力;
(2)一辆空车静止在水平地面上时,汽车对地面的压强;
(3)汽车允许乘坐人员和携带货物的总质量。
23.(2021·江苏高邮·八年级期末)中国的火星探测器天问一号及其火星车祝融号己经登陆火星,己知此火星车的质量为270 kg,从公布的图片中我们可以看到此火星车有6个轮子,每个轮子与地面的接触面积为200 cm2。另外通过前期的研究我们还知道:火星上的物体重力与质量的比值只有地球上g的五分之二(己知地球上的g=10N/kg)。探测器在水平火星表面匀速行驶时受到的阻力是重力的0.2倍,求:
(1)探测器在火星上受到的重力。
(2)探测器对火星表面的压强。
(3)探测器在水平火星表面匀速行驶时的牵引力。
24.(2021·江苏泗阳·八年级期末)随着低碳出行的倡导,骑行越来越受到人们的喜爱,在山地自行车比赛中,质量为62kg的某运动员参加了小组选拔赛,下表是山地自行车的相关数据,该运动员在某路段匀速骑行,在此路段所受阻力为总重力的0.02倍(g取10N/kg)。求:
(1)碳纤维车架的密度;
(2)运动员匀速骑行时受到的阻力;
(3)运动员骑行过程中对地面的压强。
车架材料 碳纤维
碳纤维车架体积/cm3 2500
碳纤维车架质量/kg 3.5
整车总质量/kg 8.0
车轮与地面接触面积/cm2 8.0
25.(2021·江苏苏州·八年级期末)为了倡导绿色出行,我市投放了大量的共享自行车。小明的质量为,车的重力为,小明在水平路面上骑车时两个轮胎与地面接触总面积为。()求:
(1)小明的重力;
(2)小明骑车在水平路面上做匀速直线运动时,车所受阻力为总重的0.02倍,则该过程中车受的牵引力为多少牛顿?
(3)求此时自行车对地面的压强。
26.(2021·江苏洪泽·八年级期末)一块钢板的厚为10mm,宽为1500mm,长为 4000mm。卡车自重m车=3.5t。卡车装载 10 块钢板,在水平的公路上以72km/h的速度匀速直线行驶,车轮与地面的接触面积为 0.2m2,车轮受地面的摩擦力是重力的0.2倍。ρ铁=7.9×103 kg/m3,g=10N/kg。求:
(1)一块钢板的质量;
(2)一块钢板所受的重力;
(3)卡车对地面的压强;
(4)卡车前进的牵引力(使小车前进的动力)。
27.(2021·江苏句容·八年级期末)如图所示是一种新型的电动车——双轮自平衡电动车,它是利用一种动态平衡原理来控制前进、后退以及停止的高科技产品,深受年轻人的青睐。车子自身质量为20kg,该车车轮与地面的接触总面积为50cm2求:
(1)电动车的重力;
(2)一质量为60kg的人在水平路面上驾驶它时,电动车对地面的压强;
(3)若阻力是总重的0.1倍,60kg的人匀速骑行时的牵引力大小。
28.(2021·江苏海州·八年级期末)某沼泽地能承受的压强为3×104 Pa,一位同学的体重是500N,他找来一块重为100N的木板铺在沼泽地上,再站立上去,g=10N/kg。问:木板与沼泽地的接触面积至少为多大才不会陷入沼泽地?
29.(2021·江苏赣榆·八年级期末)电动自行车以其快捷、环保、轻便的优势,正成为人们日常绿色出行的交通工具。如图甲为某型号电动自行车,它的主要技术参数如下表所示。若质量为75kg的人骑着该车在水平路面上匀速行驶,行驶时每个轮胎与地面的接触面积为0.005m2。(g取10N/kg)求:
(1)人骑着该车在水平路面上行驶时对水平路面的压力;
(2)行驶过程中电动自行车对地面的压强;
(3)骑行电动自行车必须戴头盔,如图乙所示,请你从物理学角度谈谈骑电动自行车为什么要戴头盔。
整车质量 25kg
最大载重 100kg
最高车速
电动机 额定电压48V
额定功率400W
30.(2021·江苏·南京郑和外国语学校八年级期末)为了倡导绿色出行,城区投放了大量的公共自行车,质量为 60kg 的小明骑着公共自行车出行,在水平路面上匀速骑行,所受摩擦力是重力的 0.02 倍。已知车的质量为 20kg, 每个轮胎与地面接触面积为 100cm2,求:
(1)自行车受到的摩擦力;
(2)骑行时,自行车对路面的压强为多大
31.(2021·江苏·苏州市立达中学校八年级期末)一个体重为500N的同学骑自行车上学,在水平路面上以5m/s的速度匀速行驶有关数据如表所示。求:
自行车净重
轮胎与地面接触总面积
轮胎可承受最大压强
(1)在行驶过程中,车对地面的压力;
(2)在行驶过程中,车对地面的压强;
(3)在行驶过程中,该自行车的最大载重。(g取10N/kg)
32.(2021·江苏江都·八年级期末)消防员趴在淤泥地上,受困者伏在其背部用力即可从淤泥里成功脱离,这与压强的知识有关,如图模拟受困者双脚站立时的场景,他对水平地面的压强为15000Pa;如图模拟消防员趴在淤泥地上的场景,当受困者完全伏在消防员背上后,消防员与水平地面的接触面积为 ,受困者与消防员的质量分别为60kg和50kg,g取。
(1)求受困者所受的重力;
(2)求如图中受困者双脚与地面的接触面积;
(3)当受困者完全伏在如图中消防员背上后,求消防员对地面的压强。
33.(2021·江苏灌云·八年级期末)小明将要上高中了,他爸爸给他买了一辆自行车,自行车的相关数据见下表:
车架材料 车架材料体积/ cm2 车架质量/kg 整车质量/kg
碳纤维 2500 4.5 10
(1)碳纤维的密度是多少?
(2)若小明的体重为500N,当小明在水平路面上水平向前骑行时,轮胎与地面的总接触面积为25cm2,则骑行时自行车对路面的压强是多少?(g=10N/kg)
34.(2021·江苏·沭阳县修远中学八年级期末)如图所示,容器重4.2N,放在水平桌面上,容器上部是边长5cm的立方体,下部是边长10cm的正方体,若向容器内注入1.1kg水。(取g=10N/kg)求:
(1)这个装着水的容器对桌面的压力多大?
(2)容器底部所受水的压强多大?
35.(2021·江苏灌云·八年级期末)如图所示,是小明同学测量某种液体密度的过程,请你根据实验数据,(g取10N/kg)求:
(1)小石块在水中受到的浮力。
(2)小石块的体积。
(3)小石块在某液体中受到的浮力。
(4)该液体的密度。
36.(2021·江苏苏州·八年级期末)如图甲所示,弹簧测力计下面挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降(其底面始终与水面平行),使其逐渐浸入水中,乙图是整个过程中,弹簧测力计示数F随圆柱体下降距离h的变化关系图像(ρ水=1.0×10 kg/m ,g=10N/kg)。求:
(1)圆柱体浸没时受到的浮力;
(2)圆柱体的体积:
(3)圆柱体的横截面积。
37.(2021·江苏兴化·八年级期末)小明准备用空矿泉水瓶做一个“救生衣”已知小明的质量是 50kg,身体平均密度约等于水的密度,为确保安全至少他的头部要露出水面,头部的体积约占身体总体积的 1/10.(不计空矿泉水瓶的质量和塑料的体积)
(1)求小明头部的体积.
(2)请你帮小明计算一下,制作“救生衣”需要多少个图示的空矿泉水瓶.
38.(2021·江苏·苏州市立达中学校八年级期末)如图甲所示,石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中。如图乙所示是钢绳拉力随时间t变化的图象,若不计水的阻力,求:(g=10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
(1)石料全部没入水中时受到的浮力是多少?
(2)石料的体积是多少?
(3)石料的密度是多少?
39.(2021·江苏沭阳·八年级期末)如图所示,实心正方体木块质地均匀,棱长为5cm。将该木块轻轻地放入侧倾放置且水已满的大烧杯内,待木块静止时,从杯中溢出100g水,g取10N/kg。求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块排开水的体积;
(3)木块的密度。
40.(2021·江苏仪征·八年级期末)竹筏漂流是许多地区的旅游项目之一,现有一竹筏,质量为64kg,体积为0.8m 。求:
(1)不载人时,竹筏漂浮于水面上受到的浮力为多大?
(2)为安全起见,竹筏最多能有一半体积浸入水中,求该竹筏最大载重为多少kg?
41.(2021·江苏·射阳县初级中学八年级期末)小明将一质量为0.6kg的正方体物块放置在水平桌面中央,物块的边长为0.1m(g取10N/kg)。求:
(1)物块的重力;
(2)物块对水平桌面的压强;
(3)将该物块投入水中静止时,物块受到的浮力。
42.(2021·江苏靖江·八年级期末)在“想想做做”教学活动中,老师组织学生开展了用橡皮泥进行“造船”比赛活动。要求每个学生用一块质量为60g、密度为1.5×103kg/m3的橡皮泥造一艘小船,然后把图钉或者螺母、沙粒等当做“货物”装进去,看谁的小船装载的“货物”最多,最后是小华同学造的小船以装载了100g的“货物”获胜,如图所示。求:(g取10N/kg)
(1)这块橡皮泥直接放入水中所受到的浮力。
(2)小华“造”的小船装载100g货物时受到的浮力。
(3)根据上面的计算,说一说用钢铁造的船能浮在水面上的道理。
43.(2021·江苏镇江·八年级期末)边长为10cm的正方体物块A放入圆柱形容器底部,如图1所示,缓慢向容器内注入液体1(液体未溢出),测量容器内液体的深度h,分别计算出该物块对应受到的浮力F浮,并绘制了图1中的实线图像。(g取10N/kg)
(1)物块的重力为 _______N。
(2)求液体1的密度。_________
(3)求当h=6cm时物块对容器底部的压力。_________
(4)换用另一种液体重复上述实验,并在图2中绘制出浮力F随注入容器内的液体深度h的图像(如图2中虚线所示)。则图2中h0为 ______(填选项前的字母),其理由是 ______。
A.h0=10cm
B.8cm<h0<10cm
C.h0>10cm
44.(2021·江苏溧阳·八年级期末)在南极考察中使用的海洋破冰船,针对不同的冰层有不同的破冰方法。其中一种破冰方法是接触冰面前,船全速航行,船体大部分冲上冰面,就可以把冰压碎(海水的密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。
(1)当破冰船航行于海面时,它的排水体积约为2700m3,求船自身的重力;
(2)在一次破冰行动中,当船体冲到冰面上时,船的排水体积减小为900m3,船与冰层的接触面积为8m2,求此时船对冰层的压强。
45.(2021·江苏溧阳·八年级期末)密度为0.8×103kg/m3、质量为0.8kg的正方体木块,漂浮在水面上静止(如图甲所示)。当把密度为4.0×103kg/m3、底面积与木块相同的薄金属块轻轻放在正方体木块上时,木块刚好浸没在水中(如图乙所示)。水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)图甲中木块浸在水中的体积;
(2)金属块的质量;
(3)金属块对木块的压强。
46.(2021·江苏·南师附中新城初中八年级期末)边长为10cm 的立方体物块放入圆柱形容器底部,如图甲所示.逐渐向容器内倒入水(水未溢出),测量容器内水的深度h,分别计算出该物块对应受到的浮力F浮,并绘制了如图乙(实线)所示的图像。
(1)当容器中水的深度为8cm时,物块排开水的体积是多少m3?
(2)当容器中水的深度h=6cm时,容器底部对物块的支持力是多大?
(3)换用一种密度为0.6×103kg/m3液体重复上述实验,请在图丙中绘制出浮力F体深度h的图像。(不仅画图,还要写出分析过程)
47.(2021·江苏东海·八年级期末)如图所示,底面积为25 cm2圆柱形容器内盛有水,将一个体积为1×10-4 m3、重力为0.6N的实心小球用一根细线固定在水中,已知 ρ水=1.0×103 kg/m3,g=10N/kg,求:
(1)小球浸没在水中时受到的浮力;
(2)细线对小球的拉力;
(3)剪断细线后,容器内水面上升还是下降,变化的高度是多少。
48.(2021·江苏姜堰·八年级期末)一木块(不吸水),轻放量筒中(如图),水面由图甲中所示上升到图乙所示,再用针将木块压入水中,水面又上升到图丙所示。求:
(1)图乙中木块静止时受到的浮力
(2)木块的质量是多少kg
(2)木块的密度为多少kg/m3
49.(2021·江苏太仓·八年级期末)如图所示,一边长为,密度为的正方体木块,将它用细线系于某容器的水中,()。求:
(1)木块所受的浮力;
(2)细线的拉力;
(3)剪断细线后,木块静止时排开水的体积。
50.(2021·江苏海州·八年级期末)小华利用透明水槽、细线、刻度尺、一个边长为10cm不吸水的正方体物块和足量的水等器材,测出了物块和鹅卵石的密度,其测量方法如下:
A.如图甲所示,小华将物块放入水平桌面上的水槽中,静止时用刻度尺测出物块露出水面的高度为5cm;
B.如图乙所示,将鹅卵石放在物块上,静止时用刻度尺测出物块露出水面的高度为1.4cm;
C.如图丙所示,用细线将鹅卵石系在物块下方,然后放入水中,静止时用刻度尺测出物块露出水面的高度为2.9 cm。
请根据以上测量数据,计算:(g=10N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
(1)正方体物块的密度;
(2)鹅卵石的密度。
51.(2021·江苏邗江·八年级期末)如图甲所示,将一个1.8kg质量分布均匀的长方体物块水平放置在水平桌面上,物块的长0.2m,宽0.1m,高0.1m,求:
(1)图甲中,物块水平放置时对桌面的压强是多少Pa?
(2)图乙中,把物块竖直放置于足够大的容器内,然后倒入水,直至水深0.3m,物块静止时受到水的浮力是多少N?
52.(2021·江苏泗阳·八年级期末)如图所示,将边长为10cm密度为0.6g/cm3的实心正方体木块,轻轻地放入已侧倾放置且液体已满的大烧杯内,待木块静止时,从杯中溢出750mL液体。该木块质地均匀,木块吸收的液体忽略不计(g取10N/kg),求:
(1)木块露出液面的体积;
(2)木块受到的浮力;
(3)液体的密度。
53.(2021·江苏崇川·八年级期末)如图所示,薄壁圆柱形容器A和正方体B置于水平地面上,容器A足够高,底面积为0. 03m2,盛有0.2m深的水;正方体B质量为2kg,边长为10cm。(g取10N/kg)
(1)求容器A中水的重力;
(2)求图中正方体B对水平地面的压强;
(3)将正方体B轻轻投入容器A的水中,求正方体B静止时所受的浮力。
54.(2021·江苏广陵·八年级期末)如图所示,容器中装有水,水中有一个木块被细线系着,已知水重200N,水深为0.5m,木块的体积为4dm3,木块的密度为 0.6×103kg/m3,试求:
(1)木块受到的浮力是多大?
(2)细线对物体的拉力是多大?
(3)若细线断了,最终木块静止时,所受的浮力为多大?
55.(2021·江苏淮安·八年级期末)在“抗洪抢险”中,几位同学找到了一张总体积为 的质量分布均匀的长方体塑料泡沫床垫,将其放入水中,床垫有 的体积浸入水中,若取,求:
(1)此时床垫受到的浮力有多大?
(2)床垫的密度是多少?
(3)若被救的人的平均质量为,要保证安全,该床垫上一次最多能载多少人?
56.(2021·江苏淮阴·八年级期末)一个质量为0.8kg,边长为0.1m的正方体物块,放置在水平地面上,g取10N/kg。
(1)求物块重力的大小;
(2)求物块对地面的压强;
(3)若将物块放入水中,求物块静止时排开水的体积。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.(1)800N;(2)0.008m2;(3)1.25×105Pa
【详解】
解:(1)机器人的重力
G人=m人g=80kg×10N/kg=800N
(2)空载时它对水平地面的压力
F=G人=800N
机器人空载时的车轮与地面的接触面积为
(3)机器人满载时对地面的压力
F′=G总=m总g=(80kg+20kg)×10N/kg=1000N
机器人满载时对地面的压强
答:(1)机器人所受的重力为800N;
(2)图中机器人空载时的车轮与地面的接触面积为0.008m2;
(3)机器人满载时对地面的压强为1.25×105Pa。
2.(1)1.6×105 Pa;(2)320 N
【分析】
【详解】
解:(1)机器人空载时所受的重力
G=mg=120kg×10N/kg=1200N
机器人空载时对水平地面的压强
(3)机器人满载时时的重力
G总=(m+m物)g=(120kg+40kg) ×10N/kg=1600N
匀速行驶时所受摩擦力为
f=0.2 G总=0.2×1600N=320N
由二力平衡的条件,机器人匀速行驶时所需的牵引力
F牵= f=320N
答:(1) 图中机器人空载时对水平地面的压强1.6×105Pa;
(2)机器人满载匀速行驶时所需的牵引力320N。
3.(1)6N;(2)600mL;(3)3000Pa
【分析】
【详解】
解:(1)由题意可知,玻璃杯的质量为0.6kg,故玻璃杯的重力为
G=mg=0.6kg×10N/kg=6N
(2)因玻璃杯最多能装600g的水,其容积等于水的体积,故可知玻璃杯的容积为
(3)由受力分析可知,玻璃杯对桌面的压力为玻璃杯的重力与水的重力之和,由题意可知,玻璃杯中水的重力为
G水=m水g=0.6kg×10N/kg=6N
装满水时玻璃杯对桌面的压力为
F=G+G水=6N+6N=12N
装满水时玻璃杯对桌面的压强为
答:(1)玻璃杯的重力为6N;
(2)玻璃杯的容积为600mL;
(3)装满水时玻璃杯对桌面的压强为3103Pa。
4.(1)1.4×104kg;(2)2.2×105N;(3)1×106Pa
【分析】
【详解】
解:(1)
由可得,所装载汽油的质量
m汽油=ρ汽油V汽油=0.7×10 kg/m ×20m =1.4×104kg
(2)车和油总重力
G总=m总g=(m汽油+m车)g=(1.4×104kg+0.8×104kg)×10N/kg=2.2×105N
(3)这辆运油车满载时对地面的压力
F=G总=2.2×105N
对地面的压强
1×106Pa
答:(1)所装载汽油的质量为1.4×104kg;
(2)车和油总重力为2.2×105N;
(3)对地面的压强为1×106Pa。
5.(1)3.3×105N;(2)1.1×106Pa;(3)18t
【分析】
【详解】
解:(1)砂石质量
m石=30t=30000kg
汽车自身质量
m车=3t=3000kg
货车对地面的压力
F车=G=(m石+m车)g=(30000kg+3000kg)×10N/kg=3.3×105N
(2)地面受力面积
S=300×10-4m2×10=0.3m2
货车对地面的压强
p==1.1×106Pa
(3)按行业标准对地压力
F标=p标S=7×105Pa×0.3m2=2.1×105N
因为
F标=G标=m标g
所以,按行业标准该车最大总质量
m标==2.1×104kg
所以可载货物质量
m货=m标﹣m车=2.1×104kg﹣3000kg=18000kg=18t
答:(1)这辆货车对路面的压力是3.3×105N;
(2)这辆货车对路面的压强是1.1×106Pa;
(3)如果要求该车运行时不超过规定的行业标准,这辆货车最多装18t吨砂石。
6.(1)0.05m3;(2)500N;(3)1.25×104Pa
【分析】
【详解】
解:(1)由密度公式可得小明的体积
(2)小明所受的重力
G=mg=50kg×10N/kg=500N
(3)因物体对水平面的压力和自身的重力相等,所以,小明双脚站立在水平地面时对地面的压强
答:(1)小明的体积约为0.05m3;
(2)小明所受的重力为500N;
(3)小明双脚站立在水平地面时对地面的压强为1.25×104Pa。
7.(1)3600N;(2)140kg;(3)①900N;②4500N
【分析】
【详解】
解:(1)该车空载停在水平路面上时对水平面的压力
(2)当两人坐上该车时,车对水平地面的压强为2.5×105Pa,根据可知车对水平地面的压力
则人和车的总重力
车上两人的总重力
车上两人的总质量
(3)①若该车载人后总质量为450kg,则总重力
当其在水平路面上匀速行驶时,处于平衡状态,所受牵引力
②若此载人概念车不慎落入水中,假设该车密闭较好一直未进水,若载人概念车在水中浸没时排开水得体积为
受到的浮力
> G总
所以,载人车会漂浮在水面,浮力等于重力等于4500N。
答:(1)该车空载停在水平路面上时对水平面的压力为3600N;
(2)车上两人的总质量为140kg;
(3)①此过程中该车受到的牵引力为900N;
②载人概念车在水中静止时受到的浮力为4500N。
8.(1)660N;(2)1.75×104Pa
【分析】
【详解】
解:(1)小明与地面的接触面积
根据可知小明双脚站立在地面上时,对地面的压力
小明的体重
(2)书包的重力
小明背起质量为11kg的书包时,小明对于地面的压力
小明对于地面的压强
答:(1)小明的体重是660N;
(2)若小明背起质量为11kg的书包时,小明对于地面的压强为1.75×104Pa。
9.(1)750cm3;(2)1.7×104Pa;(3)85kg
【分析】
【详解】
(1)根据题意知道,ρ蜡=0.9×103kg/m3=0.9g/cm3,由知道,675g的蜡的体积
(2)容器和钢珠对沙滩的压力
F=G总=m总g=3.4kg×10N/kg=34N
圆柱形容器对沙滩的压强
(3)蜡鞋模的底面积
由 知道,该罪犯对沙滩的压力
F′=p×2S′=1.7×104Pa×2×2.5×10﹣2m2=850N
故该罪犯的重力
G=F′=850N
由G=mg知道,该罪犯的质量
答:(1)675g的蜡,它的体积为750cm3;
(2)圆柱形容器对沙滩的压强为1.7×104Pa;
(3)该罪犯的质量为85kg。
10.(1)1.6×103N;(2)7.1kg;(3)8×104Pa
【分析】
【详解】
解:(1)汽车的重力
G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N
汽车在平直公路上匀速行驶,受到的牵引力和阻力为一对平衡力,则汽车受到的牵引力
F牵=f=0.1G=0.1×1.6×104N=1.6×103N
(2)根据密度公式可知行驶100km消耗汽油的质量
m汽油=ρ汽油V=0.71×103kg/m3×10×10-3m3=7.1kg
(3)轮胎与地面的总接触面积
S=4×500cm2=2000cm2=0.2m2
该小汽车静止在水平地面上时对地面的压力
F=G=1.6×104N
该小汽车静止在水平地面上时对地面的压强
p==8×104Pa
答:(1)行驶时汽车产生的牵引力为1.6×103N;
(2)行驶100km消耗汽油的质量为7.1kg;
(3)该小汽车静止在水平地面上时对地面的压强为8×104Pa。
11.(1)1.5×104Pa;(2)0.06m2
【分析】
【详解】
(1)这位同学双脚站立时对地面的压力
F=G=600N
这位同学双脚站立时对地面的压强
(2)该沼泽地能承受的压强为1×104Pa,则根据可知,他与沼泽地的接触面积至少为
答:(1)这位同学双脚站立时对地面的压强是1.5×104Pa。
(2)他与沼泽地的接触面积至少0.06m2时,才不会陷入沼泽地。
12.(1)1000N;(2)1×105Pa;(3)见解析
【分析】
【详解】
解:(1)人和车的总重力
G=mg=(75kg+25kg)×10N/kg=1000N
人骑着该车在水平路面上行驶时对水平路面的压力
F=G=1000N
(2)受力面积
S=0.005m2×2=0.01m2
骑行时电动车对地面的压强
p==1×105Pa
(3)骑行电动车戴头盔,当不幸发生车祸碰撞时,增大受力面积,在压力一定时可以减小压强,保护头部。
答:(1)人骑着该车在水平路面上行驶时对水平路面的压力为1000N;
(2)行驶过程中电动自行车对地面的压强为1×105Pa;
(3)骑行电动车戴头盔,当不幸发生车祸碰撞时,增大受力面积,在压力一定时可以减小压强,保护头部。
13.(1)6×10-2 N;(2)0.6×103 kg/m3;(3)24Pa
【详解】
解:(1)样品的重力
G=mg=6×10-3kg×10N/kg=6×10-2N
(2)样品的体积
V=abc=50mm×50mm×4mm=10000mm3=1×10-5m3
塑胶板的密度
(3)塑胶板的底面积
S=ab=50mm×50mm=2500mm2=2.5×10-3m2
平铺的塑胶板对地面的压强
答:(1)样品的重力为6×10-2N;
(2)塑胶板的密度为0.6×103 kg/m3;
(3)平铺的塑胶板对地面的压强为24Pa。
14.(1)110N;(2)见解析;(3)2×10-3m2
【分析】
【详解】
解:(1)由表格数据可知,椅子的质量为11kg,则椅子所受的重力
G椅子=m椅子g=11kg×10N/kg=110N
(2)由表格数据可知,人端坐在椅子上时的受力面积S=8×10-2m2,对座垫的压力F=384N,则人端坐在椅子上时对座垫的压强
因为人端坐在椅子上时对座垫的压强4800Pa大于人后靠时对座垫的压强2000Pa,所以,人“后靠”时比“端坐”时舒服。
(3)人端坐在椅子上时椅子对水平地面的压力
F′=F+G椅子=384N+110N=494N
人端坐在椅子上时椅子对水平地面的压强p′=2.47×105Pa,人端坐在椅子上时轮子与水平地面总的受力面积
S′=
答:(1)椅子所受的重力为110N;
(2)见解析;
(3)人端坐在椅子上时轮子与水平地面总的受力面积为2×10-3m2。
15.(1)75cm3;(2)0.6g/cm3;(3)300Pa
【分析】
【详解】
(1)根据题意知道,木块排开水的质量是75g,由知道,木块排开水的体积
(2)木块漂浮在水面上,则
G木=F浮=G排=mg=0.075kg×10N/kg=0.75N
木块的质量
木块的体积
V'=a3=(5cm)3=125cm3
木块的密度
(3)木块对水平桌面的压力
F压=G木=0.75N
木块对水平桌面的压力
答:(1)木块排开水的体积是75cm3;
(2)木块的密度是0.6g/cm3;
(3)放入水中前,木块对水平桌面的压强是300Pa。
16.(1)15N/kg;(2)500Pa
【分析】
【详解】
解:
(1)由图可知,甲星球上,物体质量为8kg时,重力G甲为120N,所以G甲与其质量m甲的比值为
(2)由图可知,乙星球上,物体质量为10kg时,重力G乙为50N,所以G乙与其质量m乙的比值
探测器静止在乙星球水平地面上时,有
所以探测器对乙星球表面的压强
答:(1)甲星球表面上物体的重力G甲与其质量m甲的比值g甲是15N/kg;
(2)某深空探测器对乙星球表面的压强为500Pa。
17.
【分析】
【详解】
解:(1)[1]根据题干信息,已知装满水时水的体积为
根据水的密度,所以装满水时水的质量为
(2)[2]装满水时,总质量为
所受到的重力为
洒水车对地面的压强为
(3)[3]由题干信息可知,洒水车所受到的阻力为总重力的0.3倍,所以洒水车受到的阻力为
因为洒水车匀速行驶,所以牵引力等于重力,即
答:(1)装满水时水的质量为;
(2)装满水时洒水车对地面的压强为;
(3)装满水匀速行驶时,洒水车的牵引力为。
18.(1)1080N;(2)
【分析】
【详解】
解:(1)因为火星上的物体重力与质量的比值只有地球上g的五分之二,所以在火星上
所以在火星上火星车受到的重力为
(2)火星车与地面的总接触面积为
火星车对火星表面的压强为
答:(1)火星车在火星上的重力为1080N;
(2)火星车对火星水平表面的压强为。
19. 0.9 1.2×103kg/m3 1.1×103Pa
【分析】
【详解】
解:(1)从图中可以看出,当杯中饮料的高度
时,杯座受到的压力
空杯放在饮料机的水平座上,所以空杯的重力等于此时杯座受到的压力0.9N。
(2)饮料的重力
饮料的质量
杯中饮料的体积
饮料的密度
(3)5s内流入空杯中饮料的体积
5s内流入空杯中饮料的
此时饮料对杯底的压力
此时杯对杯座的压强
答:(1)空杯的重力是0.9N;
(2)饮料的密度为1.2×103kg/m3;
(3)设杯底与杯座的接触面积也为S = 30 cm2,饮料持续流入空杯5 s后关闭开关,此时杯对杯座的压强为1.1×103Pa。
20.(1)180N;(2)1.8×104Pa
【详解】
解:(1)机器人受到的重力为
G=mg=18kg×10N/kg=180N
(2)机器人对水平地面的压强为
p=1.8×104Pa
答:(1)机器人受到的重力为180N;
(2)机器人对水平地面的压强为1.8×104Pa。
21.(1)306.7m;(2)890.4N;(3)
【分析】
【详解】
解:(1)设计寿命内祝融号火星车能走的步数
设计寿命内祝融号火星车能巡视的距离
(2)在火星上祝融号火星车的重力
(3)静止时祝融号火星车对火星表面产生的压强
答: (1)设计寿命内祝融号火星车能巡视的距离为306.7m;
(2)在火星上祝融号火星车的重力为890.4N;
(3)静止时祝融号火星车对火星表面产生的压强为29680Pa。
22.(1)9600N;(2)1.2105Pa;(3)1040kg
【分析】
【详解】
解:(1)汽车质量为960kg,则汽车的重力为
G=mg=960kg10N/kg=9600N
(2)空车静止在水平地面上时,对地面的压强为
p1.2105Pa
(3)根据p得,汽车对路面的最大压力
Fmax=pmaxS=2.5105Pa40.02m2=2104N
汽车的最大总重力
Gmax=Fmax=2104N
由G=mg得满载时车的质量为
mmax2103kg
则允许乘坐人员和携带货物的总质量为
m载mmax-m车2103kg-960kg=1040kg
答:(1)汽车的重力为9600N;
(2)汽车对地面的压强为1.2105Pa;
(3)汽车允许乘坐人员和携带货物的总质量为1040kg。
23.(1)1080N;(2)9×103Pa;(3)216N
【分析】
【详解】
解:(1)己知地球上的g=10N/kg,火星上的物体重力与质量的比值只有地球上g的五分之二
质量是物体的一种属性,不随位置的改变而改变,故探测器在火星上受到的重力
(2)火星车有6个轮子,每个轮子与地面的接触面积为200 cm2,则受力面积
探测器对火星表面的压力大小等于其重力大小,探测器对火星表面的压强
(3)探测器在水平火星表面匀速行驶时受到的阻力是重力的0.2倍,则阻力
根据二力平衡的条件,探测器在水平火星表面匀速行驶时的牵引力
答:(1)探测器在火星上受到的重力为;
(2)探测器对火星表面的压强为;
(3)探测器在水平火星表面匀速行驶时的牵引力为。
24.(1)1.4g/cm3;(2)14N;(3)
【分析】
【详解】
解:(1)碳纤维车架的密度
(2)运动员匀速骑行时与车的总重力
运动员匀速骑行时受到的阻力
(3)运动员在水平面上骑行,运动员对地面的压力
运动员骑行过程中对地面的压强
答:(1)碳纤维车架的密度为1.4g/cm3;
(2)运动员匀速骑行时受到的阻力为14N;
(3)运动员骑行过程中对地面的压强为。
25.(1);(2);(3)
【分析】
【详解】
解:(1)小明的重力
(2)小车匀速,故小车在水平方向上受到的牵引力和摩擦力是平衡力,该过程中车受的牵引力为
(3)此时自行车对地面的压强
答:(1)小明的重力为500N;
(2)车受的牵引力为为12N;
(3)自行车对地面的压强。
26.(1)474kg;(2)4740N;(3)4.12×105Pa;(4)16480N
【详解】
解:(1)一块钢板的体积为
V=10mm×1500mm×4000mm=6×107mm3=0.06m3
则一块钢板的质量为
m=ρ铁V=7.9×103 kg/m3×0.06m3=474kg
(2)一块钢板所受的重力为
G=mg=474kg×10N/kg=4740N
(3)卡车对地面的压力为
F=G总=m总g=(474kg×10+3.5×103kg)×10N/kg=82400N
则卡车对地面的压强为
p=4.12×105Pa
(4)因卡车匀速前进,则卡车前进的牵引力为
F牵=f=0.2G总=0.2×82400N=16480N
答:(1)一块钢板的质量为474kg;
(2)一块钢板所受的重力为4740N;
(3)卡车对地面的压强为4.12×105Pa;
(4)卡车前进的牵引力为16480N。
27.(1)200N;(2);(3)80N
【分析】
【详解】
解:(1)电动车的重力
G=mg=20kg10N/kg=200N
即电动车的重力是200N。
(2)人和车的总重力
G总=m总g=(60kg+20k g)10N/kg=800N
电动车对地面的压力等于人和车的总重力
F= G总=800N
电动车对地面的压强
即电动车对地面的压强是。
(3)由题意知,阻力
匀速骑行时的牵引力大小等于阻力,即牵引力为80N。
答:(1)电动车的重力为200N;
(2)一质量为60kg的人在水平路面上驾驶它时,电动车对地面的压强为;
(3)60kg的人匀速骑行时的牵引力大小为80N。
28.
【分析】
【详解】
解:对地面压力为
F=G总=500N+100N=600N
接触面积至少为
答:木板与沼泽地的接触面积至少为。
29.(1)1000N;(2)1×105Pa;(3)见解析
【分析】
【详解】
解:(1)人骑着电动自行车在水平路面上匀速行驶时
F压=G总
所以,电动自行车对地面的压力
F压=G总=m总g=(m车+m人)g=(25kg+75kg)×10N/kg=1000N
(2)受力面积
S=0.005m2×2=0.01m2
车对地面的压强
p==1×105Pa
(3)骑行电动自行车戴头盔,当发生车祸碰撞时,增大受力面积,减小压强,保护头部。
答:(1)人骑着该车在水平路面上行驶时对水平路面的压力是1000N;
(2)行驶过程中电动自行车对地面的压强是1×105Pa;
(3)见解析。
30.(1)16N;(2)4×104Pa
【分析】
【详解】
解:(1)自行车和人的重力
自行车受到的摩擦力
(2)小明骑单车在水平地面上,单车对地面的压力
单车与路面的总接触面积约为
他骑行时共享单车对路面的压强是
答:(1)自行车受到的摩擦力为16N;
(2)骑行时,自行车对路面的压强为4×104Pa。
31.(1)700N;(2);(3)800N
【分析】
【详解】
(1)车对地面的压力等于车和人的总重力
(2)车对地面的压强为
(3)轮胎能承受最大压力为
则自行车最大载重为
答:(1)车对地面压力为700N;
(2)车对地面压强为;
(3)该自行车的最大载重为800N。
32.(1)600N;(2);(3)
【分析】
【详解】
解:(1)受困者所受的重力
(2)受困者对地面的压力为
根据可知,受困者双脚与地面的接触面积为
(3)消防员对地面的压力
消防员对地面的压强
答:(1)受困者所受的重力是600N;
(2)受困者双脚与地面的接触面积是0.04m2;
(3)当受困者完全伏在如图中消防员背上后,消防员对地面的压强是2200Pa。
【点睛】
重点是压强公式及其变形公式的应用,注意压力人的重,不可将人的质量直接代入公式计算,有些同学质量和重力容易混淆,要加强理解。
33.1.8×103kg/ m3 ;2.4×105Pa
【详解】
(1)碳纤维的密度为
(2)自行车受到的重力为
G车=m车g=10kg×10N/kg=100N
骑行过程中地面受到的压力为
F=G=G人+G车=500N+100N=600N
骑行时自行车对路面的压强是
答:(1)碳纤维的密度为1.8×103kg/m3;
(2)骑行时自行车对路面的压强是2.4×105Pa
34.(1)15.2N;(2)1400Pa
【分析】
【详解】
解:(1)注入容器中的水的重力
G水=mg=1.1kg×10N/kg=11N
装了水后,容器对桌面的压力
F=G容器+G水=4.2N+11N=15.2N
(2)容器中水的体积
容器下部正方体的体积
V1=0.1×0.1×0.1m3=0.001m3
容器上部正方体所装的水的体积
V2=V水-V1=1.1×10-3m3-0.001m3=10-4m3
容器上部正方体中水的深度
容器中,水的总深度
h=h1+h2=0.1m+0.04m=0.14m
容器底部所受水的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.14m=1400Pa
答:(1)这个装着水的容器对桌面的压力为15.2N;
(2)容器底部所受水的压强为1400Pa。
35.(1);(2);(3);(4)
【分析】
【详解】
(1)由图可知,小石块的重力
小石块浸没在水中时弹簧测力计的示数为
则小石块在水中受到的浮力为
(2)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以,由
可得,小石块的体积为
(3)小石块在某液体中时弹簧测力计的示数为
则小石块在某液体中受到的浮力为
(4)小石块排开液体的体积为
由
可得,该液体的密度为
答:(1)小石块在水中受到的浮力为。
(2)小石块的体积为。
(3)小石块在某液体中受到的浮力为。
(4)该液体的密度为。
36.(1)8N;(2)800cm3;(3)200cm2
【分析】
【详解】
解:(1)在整个下降过程中,由图像可知,下降高度为3cm时,圆柱体刚好接触水面,圆柱体重力为12N;下降高度为7cm时,圆柱体刚好浸没在水中,测力计的示数为4N,则浸没时圆柱体受到的浮力为
F浮=G-F示=12N-4N=8N
(2)圆柱体浸没在水中时,排开水的体积等于圆柱体的体积,由公式F浮=ρgV排可得,圆柱体的体积为
V=V排===8×10-4m3=800cm3
(3)由图像可知,圆柱体的高度h为
h=7cm-3cm=4cm
由公式V=Sh可得:圆柱体的横截面积为
S===200cm2
答:(1)圆柱体浸没时受到的浮力为8N;
(2)圆柱体的体积为800cm3;
(3)圆柱体的横截面积为200cm2。
37.(1)5×10-3m-3;(2)10 个
【详解】
(1)由于身体平均密度约等于水的密度,则,;
(2)使人漂浮在水面,则浮力等于重力
(进一法,取9浮力不足以支撑头部露出水面)
【点睛】
注意最后进一法的原因,当取9时所产生的的浮力不足以使头部露出水面.
38.(1)500 N ;(2)0.05 m3 ;(3)2.8×103 kg/m3
【分析】
【详解】
解:(1)由图乙可知,
当石块没有浸入水中时,拉力等于重力,即:
F=G=1400N,g=10N/kg
石料的质量:
m石=G/g=1400N/10N/kg=140kg
当石块全浸入后,拉力F′=900N,等于重力减去浮力,则
F浮=G﹣F′=1400N﹣900N=500N
(2)根据阿基米德原理,F浮=ρ水gV排,ρ水=1.0×103kg/m3得:
因为石料完全浸没,石料的体积:
V石=V排=5×10﹣2m3
(3)石料的密度:
答:(1)石料全部没入水中时受到的浮力是500N;
(2)石料的体积是5×10﹣2m3;
(3)石料的密度是2.8×103 kg/m3。
39.(1)1N;(2)1×10-4m3;(3)0.8×103kg/m3
【详解】
解:(1)木块受到的浮力
F浮=G排=m排g=100×10-3kg×10N/kg=1N
(2)由F浮=ρ水gV排可得,木块排开水的体积
(3)因为木块漂浮,所以
G木=F浮=G排
即
m木g=m排g
所以
m木=m排=100g
木块的体积
V木=a3=(5cm)3=125cm3
木块的密度
答:(1)木块所受的浮力是1N;
(2)木块排开水的体积为1×10-4m3;
(3)木块的密度是0.8×103kg/m3。
40.(1)640N;(2)336kg
【分析】
【详解】
解:(1)竹筏的重力为
G竹筏=m竹g=64kg×10N/kg=640N
竹筏漂浮于水面,受到的浮力等于其重力
F浮=G竹筏=640N
(2)竹筏一半的体积浸入水中时,排开水的体积
V排′=0.5V总=0.5×0.8m3=0.4m3
根据阿基米德原理可知,此时竹筏受到的浮力
F浮′=ρ水gV排′=1×103kg/m3×10N/kg×0.4m3=4×103N
竹筏仍然漂浮,则人的总重力
G总=F浮′﹣G竹筏=4×103N﹣640N=3360N
所以,该竹筏的最大载重为
m==336kg
答:(1)不载人时,竹筏漂浮于水面受到的浮力为640N;
(2)该竹筏的最大载重为336kg。
41.(1)6N;(2)600Pa;(3)6N
【分析】
【详解】
解:(1)物块的重力
G=mg=0.6kg×10N/kg=6N
(2)受力面积
S=(0.1m)2=0.01m2
物块对水平桌面的压强
p==600Pa
(3)正方体物块的体积
V=0.1m×0.1m×0.1m=0.001m3
物块的密度
ρ==0.6×103kg/m3<ρ水
木块的密度小于水的密度,所以木块在水中静止时处于漂浮状态,浮力等于重力,即浮力为6N。
答:(1)物块的重力为6N;
(2)物块对水平桌面的压强为600Pa;
(3)将该物块投入水中静止时,物块受到的浮力为6N。
42.(1)0.4N;(2)1.6N;(3)用钢铁造的船是空心的,增大了排开水的体积,增大了浮力,使船能浮在水面上
【分析】
【详解】
解:(1)橡皮泥的体积
橡皮泥在水中下沉,排开水的体积
橡皮泥受到的浮力
(2)小华“造”的小船装载100g货物时,总重为
小船漂浮
答:(1)橡皮泥受到的浮力为0.4N;
(2)小华“造”的小船装载100g货物时受到的浮力为1.6N;
(3)用钢铁造的船是空心的,增大了排开水的体积,增大了浮力,使船能浮在水面上。
43. 8 1.0×103kg/m3 2N A 当注入液体2的深度为h0时,物块A受到的浮力不变且小于重力8N,说明物体此时恰好浸没在液体2中,则h0=10cm
【分析】
【详解】
(1)[1]由图象可知,物块A在液体1中的深度从h=8cm(小于物块A的边长10cm)以后物体受到的浮力不再发生变化,说明注入液体1的深度为8cm时,物体A恰好处于漂浮状态,则物块的重力
G=F浮=8N
(2)[2]由图2可知,当注入液体1的深度为8cm时,物块A受到浮力F浮=8N,此时排开液体1的体积为
V排=10cm×10cm×8cm=800cm3
根据阿基米德原理可得:液体1的密度为
ρ1===1.0×103kg/m3
(3)[3]当注入液体1的深度h=6cm时,此时排开液体1的体积为
V排'=10cm×10cm×6cm=600cm3
此时受到的浮力为
F浮'=ρ1gV'排=1.0×103kg/m3×10N/kg×600×10﹣6m3=6N
则容器对物块A的支持力为
F1=G﹣F浮'=8N﹣6N=2N
因为物体间力的作用是相互的,所以当h=6cm时物块对容器底部的压力为2N。
(4)[4][5]由图可知,当注入液体2的深度为h0时,物块A受到的浮力不变且小于重力8N,说明物体此时恰好浸没在液体2中,则h0=10cm。
答:(1)物块的重力为8N;
(2)液体1的密度为1.0×103kg/m3;
(3)当h=6cm时物块对容器底部的压力为2N;
(4)当注入液体2的深度为h0时,物块A受到的浮力不变且小于重力8N,说明物体此时恰好浸没在液体2中,则h0=10cm。
44.(1)2.7×107N;(2)2.25×106Pa
【分析】
【详解】
解:(1)船的浮力
F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2700m3=2.7×107N
因为船漂浮,所以
G=F浮=2.7×107N
(2)船的排水体积减小为900m3,所受浮力
F浮′=ρgV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×900m3=9×106N
船对冰层的压力
F=G-F浮′=2.7×107N-9×106N=1.8×107N
破冰船对冰层的压强
=2.25×106Pa
答:(1)船自身的重力为2.7×107N;
(2)此时船对冰层的压强为2.25×106Pa。
45.(1)8×10﹣4m3;(2)0.2kg;(3)200Pa
【分析】
【详解】
解:(1)在图甲中,木块漂浮,则木块受到的浮力
F浮=G木=m木g=0.8kg×10N/kg=8N
浸在水中的体积
V浸=V排==8×10﹣4m3
(2)木块全部浸没时排开水的体积
V排′=V木==1×10﹣3m3
木块全部浸没时所受浮力
F浮′=ρ水V排′g=1×103kg/m3×1×10﹣3m3×10N/kg=10N
此时木块和金属块的整体漂浮,总重力
G总=F浮′=10N
则金属块的重力
G金属=G总﹣G木=10N﹣8N=2N
金属块的质量
m金属==0.2kg
(3)正方体木块的边长
L==0.1m
由题知金属块的底面积等于木块的底面积,为
S=0.1m×0.1m=0.01m2
金属块对木块的压力
F=G金属=2N
金属块对木块的压强
p==200Pa
答:(1)图甲中木块浸在水中的体积是8×10﹣4m3;
(2)金属块的质量是0.2kg;
(3)金属块对木块的压强是200Pa。
46.(1);(2)2N(3)
【分析】
【详解】
解:(1)由乙图可知,当容器中水的深度为8cm时,物体所受浮力为8N,由可知,物块排开水的体积
(2)当容器中的水深大于等于8cm时,物块受到的浮力不再变化,而物块的边长是10cm,由此判断当容器中水的深度大于等于8cm时,物块处于漂浮状态,物块重力
当容器中水的深度h=6cm时,物体排开的水的体积
此时物块受到的浮力
容器底部对物块的支持力
(3)物块的密度
换用密度为0.6×103kg/m3液体进行实验,因为物块密度大于液体密度,所以当容器中注入该液体后,物块最终沉底,当液体的深度为10cm时,物块刚好完全浸没在液体中,此时所受浮力
所以当容器中液体深度小于10cm时,随着注入的液体深度增加,物体排开的液体的体积增大,受到的浮力也增大;当容器中液体深度为10cm时,物块刚好完全浸没在液体中,此时所受浮力为6N;当容器中液体深度大于10cm时,向容器中注入液体,物块排开的液体的体积不再变化,受到的浮力不再变化。故作图如下:
答:(1)物块排开水的体积是多少;
(2)容器底部对物块的支持力是2N;
(3)见解析。
47.(1)1N;(2)0.4N;(3)下降,1.6cm
【分析】
【详解】
解:(1)小球浸没在水中时,排开水的体积等于小球的体积,那么小球受到的浮力
F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=1N
(2)小球被细线拉着浸没在水中受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和拉力作用处于静止状态,所以拉力
F=F浮-G=1N-0.6N=0.4N
(3)因为小球浸没在水中时,所受的浮力大于重力,小球会上浮,漂浮在水面时,排开水的体积变小,则容器内水面会下降。此时,小球所受的浮力
F浮1=G=0.6N
排开水的体积
小球由浸没到漂浮,体积的变化量
V=V排-V排1=1×10-4m3-0.6×10-4m3=0.4×10-4m3
那么水面高度的变化量
答:(1)小球浸没在水中时受到的浮力为1N;
(2)细线对小球的拉力为0.4N;
(3)剪断细线后,容器内水面下降,变化高度是1.6cm。
48.(1)0.15N;(2)0.015kg ;(3)0.75×103kg/m3
【分析】
【详解】
解:(1)通过甲乙两图可知,木块静止时排开液体的体积为
V排=45mL-30mL=15mL=15cm3=1.5×10-5m3
图乙中木块静止时受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1.5×10-5m3=0.15N
(2)根据沉浮条件可知,木块漂浮时,浮力等于重力,即
G物= F浮=0.15N
则木块的质量
m===0.015kg
(3)由甲丙两图可知,木块的体积为
V木=50mL-30mL=20mL=20cm3=2×10-5m3
木块的密度为
ρ木===0.75×103kg/m3
答:(1)图乙中木块静止时受到的浮力为0.15N;
(2)木块的质量是0.015kg;
(3)木块的密度为0.75×103kg/m3。
49.(1);(2);(3)6×10-4m3
【分析】
【详解】
解:(1)因为正方体木块浸没水中,所以正方体木块排开水的体积
V排=V木=(0.1m)3=10-3m3
木块受到的浮力
F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×10-3m3×10N/kg=10N
(2)木块的重力
G木=ρ木gV木=0.6×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=6N
因为木块静止,所以木块受到的浮力
F浮=G木+F拉
细线的拉力
F拉=F浮-G木=10N-6N=4N
(3)因为
F浮>G木
所以剪断后木块上浮,最后漂浮,则木块静止时受到的浮力
F浮′=G木=6N
木块静止时排开水的体积
答:(1)木块所受的浮力是10N;
(2)细线的拉力是4N;
(3)剪断细线后,木块静止时排开水的体积是6×10-4m3。
50.(1)500kg/m3;(2)2.4×103kg/m3
【分析】
【详解】
解:(1)因为物块漂浮在水面上,所以物体所受的浮力等于物体的重力等于排开水的重力,所以物体的质量等于排开水的质量,则物体的质量为
物体的体积为
物体的密度为
(2)鹅卵石的质量为
鹅卵石的体积为
鹅卵石的密度为
答:(1)正方体物块的密度为;
(2)鹅卵石的密度为。
51.(1)900Pa;(2)18N
【分析】
【详解】
解:(1)物块与水平桌面的接触面积
S=0.2m×0.1m=2×10-2m2
物块的重力
G=mg=1.8kg×10N/kg=18N
物块水平放置时,对桌面的压力等于物体的重力,那么对桌面的压强
(2)物块的密度
所以倒入水深为0.3m时,物块漂浮在水面上,那么
F浮=G=18N
答:(1)物块水平放置时对桌面的压强是900Pa;
(2)物块静止时受到水的浮力是18N。
52.(1)250cm3;(2)6N;(3)kg/m3
【分析】
【详解】
解:(1)木块的体积
V木=(10m)3= 1000cm3
木块露出液面的体积
V露=V木-V排=1000cm3-750cm3=250cm3
(2)木块的重力
G木=m木g=ρ木V木g=0.6×103kg/m3×1000×10-6m3×10N/kg=6N
木块处于漂浮状态,受到的浮力
F浮=G木=6N
(3)由阿基米德原理可知
F浮=ρ液gV排
ρ液==0.8×103kg/m3
答:(1)木块露出液面的体积是250cm3;
(2)木块受到的浮力是6N;
(3)液体的密度是0.8×103kg/m3。
53.(1)60N;(2)2000Pa;(3)10N
【详解】
(1)水的体积
V水=Sh=0.03m2×0.2m=6×10-3m3
由可得水的质量
m水=ρ水V水=1×103kg/m3×6×10-3m3=6kg
则容器中水的重力
G=mg=6kg×10N/kg=60N
(2)正方体B对水平地面的压力
F=GB= mBg=2kg×10N/kg=20N
正方体B与地面的接触面积
S=LB2=(0.1m)2=0.01m2
则正方体B对水平地面的压强
(3)假设将物体B浸没在水中,它所受浮力大小为
F浮=ρ水V排g=ρ水LB3g =1×103kg/m3×(0.1m)3×10N/kg =10N<20N
浸没受到的浮力小于自身重力,物体将下沉,静止时沉底
F浮 =10N
答:(1)容器A中水的重力是60N;
(2)图中正方体B对水平地面的压强是2000Pa;
(3)将正方体B轻轻投入容器A的水中时,正方体B静止时所受的浮力是10N。
54.(1)40N;(2)16N;(3)24N
【详解】
(1)绳断前,木块完全浸没在水中,所以
木块受到的浮力为
(2)木块受到的重力为
木块在水中受到浮力、重力和绳子的拉力作用,根据木块受力平衡可得,细线对物体的拉力为
(3)因为木块的密度小于水的密度,若细线断了,木块会漂浮在水面,根据浮沉条件可得
木块此时受到的浮力为
答:(1)木块受到的浮力是40N;
(2)细线对物体的拉力为16N;
(3)若细线断了,最终木块静止时,所受的浮力为24N。
55.(1) 600N;(2) 0.2×103 kg/m3;(3)4人
【详解】
(1) 根据题意知道,床垫排开水的体积是:
床垫受到的浮力是:
F浮=ρ水gV排=1000kg/m3 ×10N/kg×0.06m3 =600N;
(2) 由于床垫漂浮,所以床垫的重力是:
G=F浮 =600N,
则床垫的质量是:
,
床垫的密度是:
(3) 床垫刚好全浸入时,受到的浮力是:
F浮′=ρ水 gV=1000kg/m3 ×10N/kg×0.3m3 =3000N;
设最多能承载的人数为n,此时应满足:F浮′=G+nm人g,所以最多能承载的人数是:
人
答:(1) 此时床垫受到的浮力为600N;
(2) 床垫的密度0.2×103 kg/m3;
(3) 该床垫上一次最多能承载4人.
56.(1)8N;(2)800Pa;(3)8×10-4m3
【分析】
【详解】
解:(1)物体的重力
G=m=0.8kg×10N/kg=8N
(2)物体对地面的压力
F=G=8N
物体与水平地面的接触面积
S=a2=(0.1m)2=0.01m2
物块对地面的压强
p= =800Pa
(3)物体的体积
V=a3=(0.1m)3=0.001m3
物体的密度
ρ==0.8×103kg/m3<1×103kg/m3
因为物体密度小于水的密度,所以物体在水中处于漂浮状态,所以
F浮=G=8N
物块静止时排开水的体积
V排==8×10-4m3
答:(1)物块重力的大小为8N;
(2)物块对地面的压强为800Pa;
(3)物块静止时排开水的体积为8×10-4m3。
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