苏科版八年级下册 10.4 浮力 同步练习
一、单选题
1.小金在做“验证阿基米德原理”的实验中,用弹簧测力计、小石块、溢杯、小桶等进行操作,用图(a)所示的溢杯和小桶收集石块排开的水,实验过程分别如图(b)、(c)、(d)、(e)所示。关于该实验,以下说法正确的是( )
A.若图(a)中溢水杯内未盛满水,不会影响验证结果
B.若图(b)中小桶内有少量水,会影响验证结果
C.若图(d)中石块未全部浸没水中,不会影响验证结果
D.若图中四个测量值满足F2-F1=F4-F3,该原理将得到验证
2.如图甲所示,放置在水平桌面上的质量为800g的薄壁厚底容器中装有20cm深的水,已知容器的底面积为400cm2,容器中水的质量为10kg,将一质地均匀的长方体物块通过一根轻杆缓慢压入水中,当物块还有五分之一的体积露出水面时(如图乙),杯子对桌面的压强与图甲相比增加了200Pa,此时杆对物块的压力为2N,则下列说法正确的是( )
A.甲图中容器对桌面的压强为2000Pa
B.甲图中水对容器底的压力为100N
C.乙图中物块的密度为0.6×103kg/m3
D.若将物块全部压入水中,杆对物块的压力为6N
3.某同学在实验室里探究“影响浮力大小的因素”的实验,如图是其中的一次实验情景,根据图示可以知道,该同学这次操作的目的是( )
A.探究物体所受浮力大小与其浸入深度的关系
B.说明物体所受浮力的大小跟排开液体的体积大小有关
C.探究物体所受浮力大小与液体密度的关系
D.探究物体所受浮力大小与物体形状的关系
4.图甲中圆柱形容器装有适量的水,当水温从0°C升到15°C时,水的密度ρ和水温t关系如图乙所示,此过程水的质量不变,不考虑圆柱形容器的热胀冷缩,如图丙,把测力计下悬挂的实心金属块M(体积不变)浸没在水中,M处于静止状态,下列选项中能正确反映测力计示数F和水温t关系的是( )
A. B. C. D.
5.下列情境中,没有受到浮力的物体是( )
A.遨游的“嫦娥五号” B.下潜的“核潜艇”
C.航行的航母“山东舰” D.上升的飞艇
6.小红用弹簧测力计、铁圆柱体、两个相同的大烧杯做“探究影响浮力大小的因素”的实验, 其实验步骤和弹簧测力计示数如图所示。下列说法正确的是( )
A.铁圆柱体浸没在水中所受浮力大小为1N
B.由甲、乙、戊三图可探究浮力大小与液体密度的关系
C.由甲、乙、丁三图可知,物体浸入液体的深度越深,所受浮力越大
D.再增加一个体积和铁圆柱体相等的铜圆柱体,可探究浮力大小与物体质量的关系
7.水平桌面上的薄壁圆柱形容器中盛有某种液体,容器底面积为80cm ,用细线拴着体积为100cm3的金属球沉入容器底,这时液体深度为 10cm,金属球对容器底的压力为1.9N,如图所示。现将金属球从液体中取出,液体对容器底的压强改变了 100Pa,从容器中取出金属球时,表面所沾液体与细线的体积均不计。则下列判断正确的是( )
A.金属球在液体中所受浮力大小为 1N
B.取出金属球后,容器对桌面的压强减小了 100Pa
C.容器中液体所受重力大小为6.4N
D.金属球的密度为2.7 ×103kg/m3
8.重为10牛的物体放入盛满水的容器中,溢出水的重力为6牛,关于物体所受浮力,下列说法中正确的是( )
A.可能为5牛 B.一定为6牛 C.可能为8牛 D.一定为10牛
9.在河里行走时,河底的石子会硌脚;但是,在由河边浅水处走向深水处的过程中,石子硌脚引起的疼痛会越来越轻,这主要是因为( )
A.人受到的重力越来越小 B.水对脚的压强越来越小
C.受到的浮力越来越大 D.人体的质量越来越小
10.有力的证实了大气压强存在且很大的实验是( )
A.托里拆利实验 B.阿基米德实验
C.马德堡半球实验 D.水的电解实验
11.如图所示一物体悬挂在饱和的氯化钠溶液中,处于静止状态。图中a装置不能改变力的大小,但能改变力的方向,若在恒温条件下向烧杯内溶液中分别加入氯化钠晶体、蒸馏水(悬挂物不参与反应),弹簧秤读数变化情况正确的是( )
A.加入晶体,弹簧秤读数不变:加入蒸馏水,弹簧秤读数变大
B.加入晶体,弹簧秤读数不变;加入蒸馏水,弹簧秤读数变小
C.加入晶体,弹簧秤读数变小;加入蒸馏水,弹簧秤读数变小
D.加入晶体,弹簧秤读数变大:加入蒸馏水,弹簧秤读数变大
12.如图所示,将同一长方体分别水平与竖直静置在水中,它的上表面和下表面所受到的 ( )
A.压强差不等,压力差相等 B.压强差不等,压力差不等
C.压强差相等,压力差不等 D.压强差相等,压力差相等
13.2021年12月9日下午15:40“天宫课堂”时隔8年再次开讲,“太空教师”翟志刚、王亚平、叶富光在中国空间站为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课。下图是演示浮力消失实验时的情况。下列说法中正确的是( )
A.乒乓球不受浮力
B.乒乓球在水中静止时受平衡力
C.乒乓球下表面所受的压力大于上表面所受的压力
D.若此时在水中放一个实心铁球,铁球会沉入水中
14.如图所示,A、B是自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水。则一定不受浮力的是( )
A.A B.B C.C D.D
15.2015年12月,世界上最大的全透型载客潜水器“寰岛蛟龙1”在海南下水,如图所示。潜水器可搭载9名乘客缓慢下潜至水面下一定深度处悬停,待乘客观光一段时间后,再缓慢上浮至水面。下列说法正确的是 ( )
A.潜水器未露出水面前,上浮过程中,受到的浮力逐渐变大
B.潜水器未露出水面前,下潜过程中,受到的浮力逐渐变小
C.悬停时,潜水器受到水对它作用力的合力为零
D.潜水器在下潜过程中,水对潜水器底部的压强变大
二、填空题
16.在“验证阿基米德原理”的实验中,需要验证______和______的大小关系。根据图中所示的实验信息,上述两个物理量的大小可用字母表示为______、______。(量筒内液体为水,以上两空请用相关字母表示)
17.如图所示,浸没在水中的小球所受浮力的方向为图中______(填序号)所指的方向。
18.一均匀的长方体浸没在液体中,如图所示。已知它的底面积为S,上表面所处深度为h1,下表面所处深度为h2,长方体下表面所受到液体的压力表达式为___________、浮力表达式为___________,侧面所受合力为___________N。(液体密度ρ液和g为已知量)
19.观察金鱼缸中小金鱼口中吐出的小气泡,在升至水面的过程中(如图所示),水对气泡的压强______;气泡所受到的浮力______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
20.在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.5N,当把零件浸没在密度为0.8×103 kg/m3的油中时,测力计的示数为6.6N,则金属零件在油中受到的浮力为______N。金属零件的体积为______cm3。
三、综合题
21.小柯学习了浮力的有关知识后,想探究“浮力的大小是否跟物体浸没在液体中的深度有关”于是他用弹簧测力计挂着实心圆柱体,圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水中),如图甲所示,然后将其逐渐浸入水中,弹簧测力计的示数F随圆柱体下表面逐渐浸入水中深度h的变化情况如图乙所示。请你帮助他解决下面的问题。
(1)由图乙可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度______(选填“有关”或“无关”)。
(2)圆柱体受到的最大浮力是______N。
(3)计算该圆柱体的密度______。
22.在水平桌面上放有一柱形容器,底面积为 500cm2,里面装有深度为 20cm 的水;一个重力为 2.4N 的开口玻璃杯A,其底部与一个体积为50cm3,重力为 4N 的实心铁块 B 用细线相连(细线的质量体积忽略不计),然后放入水中,但在放入过程中由于不小心,容器中有少量的水流入了玻璃杯中,最后A、B 两物体在水中处于静止,如图所示,此时玻璃杯A排开水的体积为 640cm3。 则没有放入玻璃杯和铁块时水对容器底部的压强为_______Pa;若细线突然断开,A、B 两物体再一次静止后(这个过程中玻璃杯A开口始终向上),水对容器底部的压强为_____Pa。
23.如图甲是小勇研究弹簧测力计的示数F与物体下表面离水面的距离h的关系实验装置。其中A是底面积为25cm2的实心均匀圆柱形物体。用弹簧测力计提着物体A,使其缓慢浸入水中(水未溢出),得到F与h的关系图像如图乙中实线所示。(g取10N/kg)
(1)物体A重为_________N,将它放在水平桌面上时对桌面的压强为_________Pa。
(2)浸没前,在物体A逐渐浸入水的过程中,水对容器底部压强_________。浸没时受到水的浮力为_______。
(3)完全浸没时,A受到水的浮力_________N,体积为_________cm3,密度为_________kg/m3。
(4)已知容器底面积为100cm2,A浸水中后,容器对水平桌面的压强增大_________Pa。
(5)小勇换用另一种未知液体重复上述实验并绘制出图乙虚线所示图像,则该液体密度为__________kg/m3。
24.在工业生产上,我们会利用不同的材料,每种密度也不同,因此可利用密度来鉴别这些材料,水和酒精溶液是最常用来鉴别一些材料的溶液.常见的一些材料的密度见下表:从这些材料中取一小块样品,将其放入盛满水的大烧杯中,有19.6g水从大烧杯中溢出,将其放入盛满58.4%的酒精溶液的大烧杯中,从大烧杯中溢出的酒精溶液只有18g。已知58.4%的酒精溶液的密度ρ酒=0.9×103kg/m3,g=10N/kg通过计算回答:
(1)该样品的重力是多少_______?
(2)该样品的体积是多少_______?
(3)该样品的密度是多少_______?是哪种材料的样品_______?
塑料名称 硅橡胶 聚甲基戊烯 聚丙烯 聚异丁烯 聚乙烯 天然橡胶
密度ρ/(kg m-3) 0.8 103 0.83 103 0.88 103 0.91 103 0.96 103 0.98 103
25.理论上分析:浸在液体中的物体受到的浮力就是液体对物体表面压力的合力.如图所示,一个底面积为S,高为h的长方形浸没在密度为ρ的液体中.
(1)分析该物体侧面所受液体压力的合力F合1;
(2)求出该物体底面所受液体压力的合力F合2;
26.如图:AB为一根均匀轻质杆,杆的中点O点悬挂在天花板上,在杆的A端悬挂有一端开口、粗细均匀、重2N的薄壁玻璃管,管长L=40cm,管底面积S=20cm2,管中装满水后倒扣在装有水深h=10cm的水槽中,玻璃管管口刚好被水面淹没,在杠杆的B端通过滑轮组用轻质细绳相连,动滑轮下端挂有一个钩码,在滑动组的另一端细绳上挂有一体积为103cm3的实心均匀圆球,当圆球体积的一半浸没在水中时,杠杆恰好在水平位置平衡.已知大气压强P0=105Pa,动滑轮重1N,细绳的重量和细绳与滑轮间的摩擦忽略不计,g=10N/kg.
求:
(1)钩码重多少牛顿?
(2)圆球的密度是多少kg/m3
(3)假如大气压强逐渐减小到零的过程中,杠杆还能平衡吗?若不平衡,怎样倾斜,请分析说明.
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【详解】
A.若图(a)中溢水杯内未盛满水,会导致排开的液体偏少,导致排开的液体的重力偏小,故A错误;
B.排开的液体的重力等于收集溢出的水前后小桶总重力之差,所以图(b)中小桶内有少量水不会影响验证结果,故B错误;
C.浸在液体中的物体都受到向上的浮力,浮力浮大小等于它排开的液体的重力,与石块有没有全部浸没水中没有关系,故C正确;
D.根据图示信息可知,物体所受浮力F浮=F2-F3,排开的液体重力G排= F4-F1,所以测量值满足F2-F3= F4-F1,该原理得到验证,故D错误。
故选C。
2.C
【详解】
A.容器内水的重力
G水=m水g=10kg×10N/kg=100N
容器的重力
G容=m容g=0.8kg×10N/kg=8N
甲图中容器对桌面的压力为
F甲=G水+G容=100N+8N=108N
甲图中容器对桌面的压强为
故A错误;
B.甲图中水对容器底的压强
p甲水=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa
甲图中水对容器底的压力为
F甲水= p甲水S=2000Pa×400×10-4m2=80N
故B错误;
C.由图甲、图乙可知,此时图乙中容器对桌面增加的压力,即物体排开水的重力(浮力),则
此时物块受到浮力、压力和重力,所以物体的重力
G物=F浮-F压=8N-2N=6N
物体排开水的体积
物块有五分之一的体积露出水面,则
物体的体积
物体的密度
故C正确;
D.物块全面压入水中,受到的浮力
物块受到的压力
故D错误。
故选C。
3.C
【详解】
根据图示可以知道A物体完全浸没在两种液体中,所排开的液体体积相同,深度相同,而一种液体是水、另一种是盐水,两个液体的密度不同,它们所受的浮力不同,所以该同学这次操作的目的是:探究物体所受浮力大小与液体的密度的关系。故ABD不符合题意;C符合题意。
故选C。
4.C
【详解】
由图乙可知,当水温从0°C升到15°C时,水的密度ρ先变大后变小;实心金属块M(体积不变)浸没在水中时,根据可知,金属块受到的浮力先变大后变小;金属块M受到本身重力、水对它的浮力、弹簧测力计对它的拉力三个力的作用处于静止状态,弹簧测力计示数F即弹簧测力计对它的拉力,三者之间关系
由于水的密度ρ受水温影响,金属块在水中浸没时受到的浮力先变大后变小,所以测力计示数F先变小后变大,能反应测力计示数F和水温t关系的只有C项,ABD不符合题意。
故选C。
5.A
【详解】
A.太空中没有空气,故遨游的“嫦娥五号”不受到浮力,故A符合题意;
B.下潜的“核潜艇”,浸没在水中,仍然受到水的浮力,故B不符合题意;
C.航行的航母“山东舰”,能浮在海水面上,就是因为受到的浮力等于重力,故C不符合题意;
D.上升的飞艇,因为受到的浮力大于重力,故D不符合题意。
故选A。
6.D
【详解】
A.由图甲可知铁圆柱体的重力为5N,由图丙可知铁圆柱体浸没在水中时,弹簧测力计的示数为1N,根据称重法可知铁圆柱体浸没在水中所受浮力
故A错误;
B.由甲、乙、戊三图可知,液体密度种类不同,铁圆柱体排开液体体积不同,无法探究浮力大小与液体密度的关系,故B错误;
C.由甲、乙、丁三图可知,物体浸入液体的深度越深,排开液体的体积也越大;物体在液体中受到的浮力只与排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,所受浮力越大,跟浸入深度无关,故C错误;
D.再增加一个体积和铁圆柱体相等的铜圆柱体,控制两种圆柱体浸入液体的密度和排开液体的体积相同,可探究浮力大小与物体质量的关系,故D正确。
故选D。
7.D
【详解】
A.金属球浸没液体中排开水的体积
V排=V球=100cm3=1×10-4m3
将金属球从液体中取出,液面减小值
液体对容器底的压强改变了100Pa,即
代入数据解得
ρ液=0.8×103kg/m3
金属球沉入容器底,受到的浮力
F浮=ρ液gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=0.8N
故A错误;
B.金属球对容器底的压力
F压=G球-F浮
金属球的重力
G球=F浮+F压=0.8N+1.9N=2.7N
小球取出后对桌面的压力减小,减小的压力等于金属球的重力,取出金属球后,容器对桌面的压强减小量
故B错误;
C.容器中液体体积
V液=Sh-100cm3=80cm2×10cm-100cm3=700cm3=7×10-4m3
液体的重力
G液=m液g=ρ液V液g=0.8×103kg/m3×7×10-4m3×10N/kg=5.6N
故C错误;
D.由 知道,金属球的质量
金属球的密度
故D正确。
故选D。
8.B
【详解】
容器中盛满水,所以物体排开水的重力等于溢出水的重力,溢出水的重力为6N,则物体排开水的重力为6N,根据阿基米德原理可知,物体所受浮力
故ACD错误,B正确。
故选B。
9.C
【详解】
AD.质量是物体的一种属性,不随位置、温度、状态和形状的改变而改变,在由河边浅水处走向深水处的过程中,人的质量不变,根据G=mg,人受到的重力也不变,故AD不符合题意;
B.在由河边浅水处走向深水处的过程中,脚在水中的深度变大,因液体压强随深度的增大而变大,故水对脚的压强越来越大,故B不符合题意;
C.在由河边浅水处走向深水处的过程中,人排开水的体积逐渐变大,根据阿基米德原理,人受到的浮力也逐渐变大。以人为研究对象,人受竖直向下的重力作用及竖直向上的浮力和河底的石子对人竖直向上的支持力的作用,由力的平衡
F支=G- F浮
故可知,河底的石子对人的支持力逐渐变小,故感觉石子硌脚引起的疼痛会越来越轻,故C符合题意。
故选C。
10.C
【详解】
历史上,在德国的马德堡市广场上做过一个著名的实验,将两铜制的半球合在一起,抽出里面的空气,用两支马队向相反方向拉,两个半球未被拉开,是大气压将两个半球压在一起,这就是著名的马德堡半球实验,它有力地证明了大气压的存在,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
11.A
【详解】
由图可知,a为定滑轮,使用定滑轮不省力也不费力,可以改变力的方向;在恒温条件下,向饱和的氯化钠溶液中加入氯化钠晶体,饱和溶液不能继续溶解氯化钠,溶液的组成不变,溶液的密度不变,浸没在溶液中的物体所受浮力不变,则弹簧秤示数不变;在恒温条件下,向饱和的氯化钠溶液中加入蒸馏水,因水的密度小于氯化钠溶液的密度,随水的加入溶液的密度逐渐减小,根据公式可知,浸没在溶液中的物体所受浮力减小,由称重法可知,弹簧秤的示数变大,故BCD错误,A正确。
故选A。
12.A
【详解】
将同一长方体分别水平与竖直静置在水中,排开水的体积相等,则受到的浮力相等,根据浮力产生的原因:物体在液体中受到的浮力等于上下表面受到的液体压力差,可知物体上表面和下表面所受到的压力差相等。由图可知,水平静置时上下表面在水中的深度差小于竖直静置时上下表面在水中的深度差,根据p=ρgh可知,水平静置时的压强差小于竖直静置时的压强差。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
13.A
【详解】
AC.由于空间站处于失重状态,乒乓球和水在太空中处于失重,浮力是由物体上下表面的压力差产生的,乒乓球在水中没有受到水的压力,所以乒乓球在水中不受到浮力,故A正确,C错误;
B.乒乓球在水中静止时,没有受到重力和浮力,不受力的作用,故B错误;
D.若此时在水中放一个实心铁球,没有受到重力,铁球不会沉入水中,故D错误。
故选A。
14.C
【详解】
AD.由图可知,水对A、D物体上、下表面都产生了压力差,故A、D物体都受浮力的作用,故AD不符合题意;
B.B物体上表面没有受到水的压力,但下表面受到水的压力,因此水对B物体上、下表面产生了向上的压力差,故B物体一定受浮力的作用,故B不符合题意;
C.C物体上表面受到水的压力,但下表面没有受到水的压力,因此水对C物体上、下表面没有产生向上的压力差,故C物体一定不受浮力的作用,故C符合题意。
故选C。
15.D
【详解】
AB.潜水器未露出水面前,上浮过程中,其排开水的体积不变,水的密度不变,根据F浮=ρ液gV排可知,潜水器受到的浮力不变,故AB错误;
C.悬停时潜水器处于平衡状态,受到的合力为零;但是受到水对它作用力的合力等于浮力,不为零。故C错误;
D.潜水器在下潜过程中,深度变深,水的密度不变,根据p=ρ液gh可知,水对潜水器底部的压强变大。故D正确。
故选D。
16. 物体浸入液体中受到的浮力 物体排开液体的重力 F1-F2
【详解】
[1][2]阿基米德原理:物体浸入液体中受到的浮力大小等于物体排开液体的重力大小。所以要验证阿基米德原理,需要验证物体浸入液体中受到的浮力和物体排开液体的重力的大小关系。
[3][4]由第一和第三幅图根据称重法可知,物体浸入水中受到的浮力大小为
F浮=F1-F2
由第二和第三幅图可知,物体浸入水中后排开水的体积为
V排=V2-V1
根据和G=mg可得排开水的重力
所以两个物理量的大小可以分别用字母F1-F2和进行表示。
17.1
【详解】
由浮力产生的原因可知:浮力的方向总是竖直向上的,故图中的小球受到的浮力的大小与小球放置的位置无关,它受到的浮力的方向是与水平面垂直的。故应选序号1。
18. ρ液gh2S ρ液g(h2-h1)S 0
【详解】
[1]下表面所处深度为h2,长方体下表面所受到液体的压强为
p2=ρ液gh2
根据,长方体下表面所受压力表达式为
F2=p2S=ρ液gh2S
[2]同理,上表面所受压力的表达式为
F1=p1S=ρ液gh1S
根据浮力产生的原因,浮力表达式为
F浮=F2-F1=ρ液gh2S-ρ液gh1S=ρ液g(h2-h1)S
[3]因长方体相对的两个侧面具有对称性,所以,由p=ρgh可知,相同深度液体内部的压强相等,由F=pS可知,相同深度相对的两个侧面物体受到的压力相等,则长方体侧面所受液体压力的合力为0。
19. 变小 变大
【详解】
[1]气泡在上升过程中,所处的深度不断变小,根据液体压强公式
可得气泡受到的压强在不断变小。
[2]气泡在上升过程中,体积会逐渐变大,根据浮力公式
可得气泡受到的浮力在不断变大。
20. 0.9 112.5
【详解】
[1]根据称重法可得零件浸没在液体中所受浮力
F浮=G-F拉=7.5N-6.6N=0.9N
[2]零件浸没时,排开由图体积等于零件自身体积,则由阿基米德原理可得零件的体积
21. 无关 0.4 5×103kg/m3
【详解】
(1)[1]由图知,物体完全浸没后,弹簧测力计的拉力不变,物体的重力不变,根据F浮=G﹣F可知,物体受到的浮力不变,所以浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(2)[2]当圆柱体全浸入时,弹簧测力计的示数F=1.6N,物体完全浸没后,所受浮力最大且不变,则圆柱体受到的最大浮力
F浮=G﹣F=2N﹣1.6N=0.4N
(3)[3]由图可知,圆柱体重G=2N,由G=mg可得圆柱体的质量
m==0.2kg
由圆柱体全浸入时圆柱体受到的浮力
F浮=ρ水gV排=ρ水gV
可得圆柱体的体积
V=V排===4×10﹣5m3
圆柱体的密度
ρ物==5×103kg/m3
22. ; 667.9。
【详解】
[1]没有放入玻璃杯和铁块时水对容器底部的压强:
;
[2]B受到的浮力:
;
;
容器内水的体积:
;
玻璃杯A受到的浮力:
;
设进入玻璃杯中水的重力为则:
;
根据得:
;
杯外水的体积:
;
玻璃杯A最终漂浮,此时的浮力:
;
设此时A排开水的体积为,由浮力公式有:
;
解得
绳断后,两物体A、B 再一次静止时水深:
则水对容器底部的压强:
。
23. 3 1200 增大 2N 2 200 1.5×103 200 0.75×103
【详解】
(1)[1][2]未浸入液体时测力计示数3N,所以重力3N,将它放在水平桌面上时对桌面的压强为
(2)[3][4]浸没前,物体A逐渐浸入水的过程中,水面会上升,容器内水的深度增大,由p=ρgh可知,水对容器底部的压强增大;浸没时受到水的浮力为
F浮=3N-1N=2N
(3)[5][6][7]完全浸没时,A受到水的浮力为2N,物体A的体积
物体A的质量为
物体A密度为
(4)[8]完全浸没浮力为2N,根据力的作用是相互的,物体对液体压力2N,容器对水平桌面的压力增大2N,所以容器对水平桌面的压强增大
(5)[9]完全浸没在另一种液体中,浮力为
F浮′=G-F″=3N-1.5N=1.5N
该液体的密度
24. 0.196N 20cm3 0.98 103kg/m3 天然橡胶材料
【详解】
(1)[1]由表格数据可知,样品材料密度均小于水的密度,该样品漂浮在水中,所受浮力等于自身重力,即
G物=F浮水=G排水=m排水g=19.6 10-3kg 10N/kg=0.196N
(2)[2]由阿基米德原理可知,该样品在58.4%的酒精溶液中受到的浮力为
F浮酒=G排酒=m排酒g=18×10-3kg×10N/kg=0.18N
因该样品在酒精中受到的浮力小于自身的重力,该样品浸没在酒精中,则
V物=V排酒===20cm3
(3)[3][4]物体的质量为
m物==0.0196kg=19.6g
物体的密度为
ρ物==0.98g/cm3=0.98×103kg/m3
查表可知:该样品是天然橡胶材料的样品。
25.(1) 0;(2)ρ液gV.
【详解】
(1)如图,
以长方形物体的左右侧面为例,两侧面所处液体的深度相等,液体的密度相等,根据pρgh可知,左右两侧面受到液体的压强相等,即p左p右,又知两侧面面积相等,根据pFS可得FpS,则两侧面受到的液体的压力相等,即F左F右,所以,物体侧面所受液体压力的合力F1F左-F右0;同理,其前后两个侧面受到的合力也为0;(2)已知液体压强公式pρgh,由压强公式pFS得,FpS,所以:F下p下Sρ液(h1+h)gS,F上ρ液h1gS,物体底面所受体压力的合力F2F下-F上ρ液(h1+h)gS-ρ液h1gSρ液gSh.
点睛:根据液体压强公式pρgh推导各个面受到的压强;根据压强公式的变形公式FpS推导各个面所受的压力;根据力的合成求出物体所受的合力,结合浮力公式F浮ρgV排,推导证明.
26. 19N 1.5×103kg/m3 ① 当时,,杠杆仍平衡.② 当时,,杠杆失去平衡,B端下降.
【详解】
(1)根据题意知道,玻璃管处于平衡状态,所以受到平衡力的作用,即向下的大气压力、玻璃管的重力与杠杆向上的拉力、大气压通过管内水柱对其向上的压力相互平衡;所以,P0 S+G玻-(P0 S-ρ水gLS)=FA,
即:105 Pa×2×10-3 m2-2N-(105 Pa×2×10-3 m2 -103 kg/m3 ×10N/kg×0.4m×2×10-3 m2 )=FA,所以解得:FA =10N,
又因为杠杆处于平衡状态,所以FA OA=FB OB,又OA=OB,所以FB =FA =10N,
根据动滑轮的特点知道:FB=(G动+G钩)/n,故钩码的重力是:G钩=2FB -G动=2×10N-1N=19N;
(2)由圆球处于平衡状态得:G球=F浮+F绳,由于是同一根绳子,所以F绳=FB =10N,
即:ρ球gV球=ρ水g/V球/2+FB;
代入数据得:ρ球×10N/kg×10-3 m3 =103 kg/m3 ×10N/kg×0.5×10-3 m3 +10N,
故圆球的密度是:ρ球 =1.5×103 kg/m3;
(3)当玻璃管处于平衡状态时:P0 S+G玻-(P0 S-ρ水 gLS)=FA,整理得:G玻+ρ水gLS=FA,其中的ρ水gLS是由于大气压造成的,所以,当P0≥ρ水gL时,FA =G玻+ρ水gLS=10N,杠杆仍平衡;当P0<ρ水gL时,FA =G玻+P0 S<10N,杠杆失去平衡,B端下降.
点睛:本题考查了浮力的计算、杠杆的平衡条件、动滑轮的省力情况、大气压强、压力的计算等多个知识点,过程复杂,要求学生要有较强的逻辑思维能力,解决此题的关键是能够根据物体处于平衡状态,得到力的方程.
答案第1页,共2页
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