第10章:浮力 练习题
一、单选题
1.(2022春·河北邯郸·八年级校考期末)关于浮力,下列说法中正确的是( )
A.只有浮在液体表面上的物体才受到浮力
B.只要下沉的物体就不会受到浮力
C.一切浸入液体中的物体(其下表面未与容器底紧密接触)都受到液体对它施加竖直向上的浮力
D.浮力的方向不一定都是竖直向上的
2.(2022春·河北石家庄·八年级统考期末)如图所示,体积相同的两圆锥体浸入水中,则两圆锥体受到的水的压力差相比 ( )
A.底面朝下的锥体受到的压力差较大 B.底面朝上的锥体受到的压力差较大
C.一样大 D.无法确定
3.(2022春·河北沧州·八年级统考期末)用弹簧测力计测出一个物体重为4N,然后将该物体浸没在水中,这时弹簧测力计的示数为3N,则该物体在水中受到的浮力是 ( )
A.1N B.3N C.4N D.7N
4.(2022春·河北石家庄·八年级统考期末)如图所示是小明用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作的“浮沉子”。他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下,使其漂浮在矿泉水瓶内的水面上,矿泉水瓶内留有少量空气,拧紧瓶盖使其密封,用力挤压矿泉水瓶侧面时“浮沉子”下沉,松手后“浮沉子”即上浮。下列说法错误的是( )
A.“浮沉子”上浮时,小瓶内上方气压减小,大瓶内上方气压增大
B.适当用力挤压矿泉水瓶侧面,“浮沉子”可能悬浮在水中
C.“浮沉子”下沉时,所受重力大于它受到的浮力
D.潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同
5.(2022春·河北邯郸·八年级统考期末)小红同学在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥,将它分别置于甲、乙两杯液体中,观察到静止时的情形如图所示,下列说法中正确的是( )
A.铅笔在甲杯液体中受到的浮力较大
B.铅笔在乙杯液体中受到的浮力较大
C.乙杯液体的密度大
D.甲杯液体的密度大
6.(2022春·河北沧州·八年级统考期末)小明将体积相等的A、B、C三个不同水果放入水中静止后,A漂浮、B悬浮、C沉底,如图所示。关于它们的密度和受到的浮力大小判断正确的是( )
A. B.
C. D.
7.(2022春·河北石家庄·八年级统考期末)A、B是两个质量完全相同的实心长方体,轻轻放入水中后,静止时如图所示,则下列说法正确的是( )
A.两物体的密度大小关系是:ρA>ρB
B.两物体受到水的浮力大小关系是:F浮AC.两物体排开水的体积大小关系是:V排A=V排B
D.两物体下表面受到水的压强大小关系是:pA>pB
二、多选题
8.(2022春·河北承德·八年级统考期末)如图所示,将盛有适量水的容器放在水平桌面上,然后把系在弹簧测力计下的铁块慢慢地浸入水中(水未溢出),观察铁块从刚开始浸入水中到完全浸在水中的实验现象,并对一些物理量做出了如下判断,下列说法正确的是( )
A.铁块受到的浮力变大
B.弹簧测力计的示数变小
C.桌面受到的压力变小
D.水对容器底部的压强变大
9.(2022春·河北沧州·八年级统考期末)如图所示,一装有适量水的杯子放在水平桌面上,小球在绳子的拉力作用下浸没在水中,则下列说法正确的是( )
A.剪断绳子前,小球所受的浮力小于小球的重力
B.剪断绳子前,沿杯壁缓慢加水,小球受到绳子的拉力不变
C.剪断绳子后,待小球恢复静止,水对烧杯底部的压强变大
D.剪断绳子后,待小球恢复静止,小球所受的浮力比绳子剪断前变小
三、填空题
10.(2022春·河北唐山·八年级统考期末)弹簧秤下吊着重为14.7N的正方形金属块,当它完全浸没在水中时,弹簧秤的示数为9.8N,则金属块排开水的重力为______N,它所受浮力的方向是______;若金属块上表面所受水的压力为19.6N,则金属块下表面所受水的压力为______N。
11.(2022春·河北石家庄·八年级统考期末)如图所示,在透明密闭正方体塑料盒的上下左右四个面的中心处,挖出四个大小相同的圆孔,在孔的表面分别蒙上相同的橡皮膜a、c、b、d,抓住手柄将塑料盒竖直浸没到水中后静止。
(1)通过观察橡皮膜______(填字母)的形变可知,液体内部存在向上的压强。
(2)支持液体内部同一深度处各个方向压强大小相等的现象是橡皮膜______。
(3)不断增大塑料盒浸没后的深度,其受到的浮力______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
12.(2022春·河北沧州·八年级统考期末)有一潜水员在水下5m处受到的浮力______(大于/等于/小于)他在水下10m处受到的浮力。
四、作图题
13.(2022春·河北邯郸·八年级统考期末)如图所示,鸡蛋悬浮在盐水中,请画出鸡蛋受到的重力G和浮力F的示意图。
五、实验题
14.(2022春·河北邯郸·八年级统考期末)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,提出如下猜想
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关
猜想2:浮力的大小可能与物体的重力有关
猜想3:浮力的人小可能与物体的形状有关
猜想4:浮力的大小可能与排开液体的体积有关
(1)如图所示,用手把饮料罐按入水中,饮料料罐浸入水中越深,手会感到越吃力.这个事实可以支持以上猜想_______(选填序号)
(2)为了研究猜想1和猜想2,运用了体积相同的A、B、C三个圆柱体,测得重力分别为4N,4.5N和5N.然后进行如图所示的实验.
①在序号a的实验中物所受的浮力为_______N.
②比较序号_______,_______,e的三次实验,可得出初步结论:浮力大小与液体密度有关.
③进一步分析可知:液体的密度越大,物体所受的浮力越_______;
④比较序号a、b、c的三次实验,可得出结论:浮力的大小与物体的重力_______关.
(3)为了研究猜想3,小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图所示的实验、由此小明得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关,小珍认为这结论不可靠,主要原因是_______.
15.(2022春·河北石家庄·八年级统考期末)小明在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用到如下器材:分度值为0.1N的弹簧测力计,金属块a,大小相同的柱形容器若干,水,密度未知的某种液体,细线等。(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)小明进行了如图所示的实验:A步骤所示弹簧测力计的示数为 ___________N;用弹簧测力计挂着金属块a缓慢地浸入液体中不同深度,液体均未溢出,并将测力计示数记录在下表中:
实验步骤 B C D E F
弹簧测力计示数/N 2.4 2.3 2.2 2.2 2.3
(2)分析实验步骤A、B、C、D,可以说明浮力大小跟 ___________有关:分析实验步骤A、E、F,可以说明浮力大小跟 ___________有关;
(3)比较D、E两图可知:当物体浸没在同种液体中,所受浮力不随 ___________而改变。
16.(2022春·河北唐山·八年级统考期末)如图所示是“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验装置图,用弹簧测力计挂着一个实心圆柱体,图a、b、c、d、e分别为实验情景,f为根据本实验所得图像。
(1)通过a、c两次实验,可知实心圆柱体的质量为______kg,物体浸没在水中所受浮力大小是______N,实心圆柱体的密度是______ kg/m3(g=10N/kg);
(2)通过b、c两次实验,说明同一种液体中的物体所受浮力大小与______有关;
(3)通过c、d两次实验,物体排开相同体积的液体时,受浮力大小与______有关;
(4)通过d、e两次试验,说明物体浸没在同种液体中,所受浮力大小跟深度______;
(5)通过a、c、d三次试验,可知d图中酒精密度为______kg/m3(ρ水=1.0×103kg/m3);
(6)图c中,当物体从接触水面开始到浸没于水中更深处(未触底),在图f中能表示出此过程物体受浮力F与浸入水中深度h关系的图象是______(选填“①”或“②”)。
17.(2022春·河北保定·八年级期末)为了验证阿基米德原理,小斐进行了如图所示的实验。
(1)图甲中你认为最合理的实验顺序是______;
(2)在测量排开液体重力时,若先测桶和液体的总重力,把液体倒掉之后测空桶重力,这样测得的排开液体的重力会______(选填偏大偏小或不变);
(3)甲图中小石块浸没在水中受到的浮力为______N,排开水的重力为______N,小斐的实验结果与阿基米德原理______(选填相符或不相符);
(4)乙图中弹簧测力计的示数______(选填大于小于或等于)3 N;(ρ水<ρ盐水)
(5)小石块的体积为______m3(ρ水=1.0×103 kg/m3,g=10N/kg)
18.(2022春·河北石家庄·八年级统考期末)小林用弹簧测力计、金属块、烧杯、足够多的水和细线等测量盐水的密度,(已知水的密度为1.0×103 kg/m3)
(1)用调节好的弹簧测力计测的金属块的重力为4.0N;在烧杯中装入足够多的水,用弹簧测力计悬挂着金属块,将金属块浸没在水中,此时测力计的示数为F1=3.5N,金属块所受的浮力为______N;
(2)将烧杯中的水全部倒出,再在烧杯中装入足够多的待测盐水,用弹簧测力计悬挂着擦干的金属块,将金属块浸没在待测盐水中,如图甲所示,此时测力计的示数为F2=______N;
(3)待测盐水的密度为______kg/m3;
(4)若实验中金属块的体积为V物,用弹簧测力计悬挂着金属块,使其浸没在待测液体中,则弹簧测力计的示数F和待测液体的密度 ρ液 之间的关系符合图乙中的______(选填“①”“②”“③”)图线;
拓展:完成上述实验后,小林又利用如图丙所示的装置也测出了盐水的密度,实验过程如下:在薄壁塑料杯(质量不计)中倒入适量的水,然后将塑料杯放入一个盛有适量水的水槽内,在水槽上标记出水面高度,将塑料杯中的水全部倒入量筒内测得体积为V1;再将塑料杯放入水槽内,缓慢向塑料杯内倒入待测盐水,______,将塑料内的盐水全部倒入量筒内测得体积为V2,待测盐水的密度的表达式ρ盐水=______(用测量量的符号和 ρ水表示)。
六、计算题
19.(2022春·河北廊坊·八年级统考期末)如图甲是修建码头时用钢缆绳拉着实心长方体A沿竖直方向以0.3m/s的速度匀速下降的情景(江面上升高度忽略不计),图乙是A下降到水底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图像。求:(g取10N/kg)
(1)长方体A的高度;
(2)长方体A浸没在水中后受到的浮力;
(3)长方体A的密度。
20.(2022春·河北保定·八年级期末)如图所示,圆柱体容器里放置一定量的水,边长为10cm的正方体木块A,在细线的拉力作用下,在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为4N,(水的密度为水=1.0×103kg/m3)求:
(1)此时木块A受到的浮力;
(2)木块A的重力;
(3)木块A密度;
21.(2022春·河北沧州·八年级统考期末)如图所示,物体挂在弹簧测力计下端浸没在水中,在将物体缓慢拉出水面的过程中,弹簧测力计示数随圆柱体上升距离的变化情况如图乙所示。试求:(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)圆柱体浸没时所受的浮力;
(2)圆柱体的密度。
22.(2022春·河北邯郸·八年级统考期末)如图所示,已知重为10N的长方体木块静止在水面上,浸入在水中的体积占木块总体积的4/5(g取10N/kg).
(1)求木块所受到的浮力大小;
(2)若木块下表面所处的深度为0.2米,求木块下表面受到水的压强;
(3)若要将木块全部浸没水中,求至少需要施加多大的压力.
23.(2022春·河北承德·八年级统考期末)如图甲所示,底面积为200cm2的圆柱形容器内装有适量的水,边长为0.1m的正方体木块漂浮在水面上,木块的下表面距离水面0.06m,求:(g取10N/kg)
(1)木块受到的浮力是多大?
(2)木块的密度是多少?
(3)若在木块上放一金属块,木块恰好没入水中,如图乙,则金属块的重力是多少?
参考答案:
1.C
【详解】A.在液体中悬浮和下沉的物体也受到浮力,故A错误;
B.下沉的物体也受到浮力,物体之所以下沉,是因为受到的重力大于浮力,故B错误;
C.一切浸入液体中的物体(其下表面未与容器底紧密接触),只要它排开一定体积的液体,他就一定受到液体对它施加的竖直向上的浮力,故C正确;
D.浮力的方向一定都是竖直向上的,故D错误。
故C。
2.C
【详解】体积相同的两圆锥体浸入水中,两圆锥体排开水的体积相同,则浮力相同,两圆锥体受到的水的压力差即为浮力,所以两圆锥体受到的水的压力差相同,故C符合题意。
故选C。
3.A
【详解】根据称重法可得,物体在水中受到的浮力
故选A。
4.A
【详解】AB.松开手,小瓶内水面上的空气体积增大,压强减小,浮沉子里面被压缩的空气把水压出来,此时浮沉子的重力小于它所受的浮力,所以,它就向上浮;当浮力等于重力,就会悬浮在水中,故A错误,符合题意,B正确,不符合题意。
C.挤压大塑料瓶,瓶内空气被压缩,将压强传递给水,水被压入小瓶中,将瓶体中的空气压缩,这时浮沉子里进入一些水,它的重力增加,大于它受到的浮力,就向下沉,故C正确,不符合题意;
D.潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同,都是靠改变自身重力来实现沉浮的,故D正确,不符合题意。
故选A。
5.C
【详解】AB.因为铅笔在甲、乙两杯液体中均处于漂浮状态,所以他们受到的浮力均等于铅笔自身的重力,所以铅笔在甲、乙两杯液体中所受浮力相等,故AB错误;
CD.由阿基米德原理公式变形可得,所以在物体所受浮力一定时,物体排开液体的体积越大,对应液体的密度越小,所以乙杯中液体的密度大,故C正确,D错误。
故选C。
6.C
【详解】AB.A、B、C三个不同水果的体积相等,由图知,三个水果排开水的体积
VB=VC>VA
由F浮=ρ水V排g得,三个水果受到的浮力大小
FA<FB=FC
故AB错误;
CD.由图知,A漂浮,B悬浮,C下沉,则有
ρA<ρ水,ρB=ρ水,ρC>ρ水
所以
ρA<ρB<ρC
故C正确,D错误。
故选C。
7.C
【详解】A.漂漂的物体的密度小于液体的密度,悬浮的物体的密度等于液体的密度,故B物体的密度大于A物体的密度,A错误;
B.当物体漂浮或悬浮时,浮力等于本身的重力,由于两个物体的重力相等,所以浮力也相等,故B错误;
C.由于两物体所受到的浮力相等,根据阿基米德原理可知排开水的体积也是相等的,故C正确;
D.由于两个物体下表面所处的深度不同,由液体的压强随深度的增加而增大可知,B物体下表面所受到的压强较大,故D错误。
应选C。
8.ABD
【详解】A.铁块刚开始浸入水中到完全浸没在水中,铁块排开水的体积增大,因此铁块受到的浮力变大,故A正确;
B.由F示=G-F浮可知,由于铁块受到的浮力变大,所以测力计的示数变小,故B正确;
C.整个过程中,铁块受到的浮力变大,根据力的作用的相互性,铁块会给水向下的压力,所以容器对桌面的压力变大,故C错误;
D.铁块刚开始浸入水中到完全浸没在水中,铁块排开水的体积增大,水面升高,即水的深度增大,由p=ρgh可知,水对容器底的压强变大,故D正确。
故选ABD。
9.BD
【详解】解:A.小球在绳子拉力作用下浸没在水中,小球受到竖直向下的重力、竖直向下的拉力和竖直向上的浮力作用,则根据物体受力平衡可知
F浮=G+F
所以,小球所受的浮力大于小球的重力,故A错误;
B.剪断绳子前沿杯壁缓慢加水,小球所受的重力不变,排开水的体积不变,则浮力也不变,小球仍处于平衡状态,因此,小球受到绳子的拉力不变,故B正确;
C.剪断绳子后,小球上升露出水面的过程中,水的液面下降,根据p=ρgh可知水对烧杯底部的压强变小,故C错误;
D.由于原来小球浸没在水中,剪断绳子后,小球会上升露出水面,则小球恢复静止时排开水的体积变小,根据阿基米德原理可知小球所受的浮力变小,故D正确。
故选BD。
10. 4.9 竖直向上 24.5
【详解】[1][2]根据称重法测浮力可知,金属块受到的浮力为
F浮=G物-F示=14.7N-9.8N=4.9N
由阿基米德原理可知,金属块排开水的重力
G排=F浮=4.9N
它所受浮力的方向是竖直向上的。
[3]由浮力产生的原因可知
F浮=F下表面-F上表面
则下表面所受水的压力为
F下表面=F浮+F上表面=4.9N+19.6N=24.5N
11. c bd形变相同 变小
【详解】(1)[1]橡皮膜c下方有水,会受到向上的压强,故观察c。
(2)[2]由题,需要找同深度的橡皮膜,为bd,所以现象是bd形变相同。
(3)[3]不断增大塑料盒浸没后的深度,压强增大,橡皮膜发生形变,盒子体积变小,根据F浮=ρgV排,浮力减小。
12.等于
【详解】潜水员在水下5m处和水下10m处排开水的体积相同,根据可知,潜水员在水下5m处受到的浮力等于他在水下10m处受到的浮力。
13.
【详解】鸡蛋所受浮力的方向是竖直向上的,从重心开始竖直向上画一条带箭头的线段表示出浮力,并标出符号F;鸡蛋悬浮在盐水中,根据物体的浮沉条件得,鸡蛋受到的重力与浮力大小相等,方向相反,作用点都在重心,同理作出重力的示意图,并标出符号G,如下图所示
14. 4 1 a d 大 无 没有控制变量唯一
【详解】(1)用手把空的饮料罐按入水中,手就会感受到竖直向上的浮力,越往下按,浮力越大,手会感到越吃力;
空饮料罐向下按入的过程中,水面会升高,空饮料罐排开水的体积增大,由此得出:浮力的大小与物体排开液体的体积有关,即这个事实可以支持猜想4。
(2)①物体的重力为G,a中弹簧测力计的示数为3N,
则物体受到的浮力为:;
②要探究浮力大小与液体密度的关系,需要控制同一物体、排开液体的体积相同,改变液体的密度,图中a、d、e三图符合要求;
③a图物体浸没在水中,受到的浮力为:;
d图物体浸没在酒精中,受到的浮力为:;
e图中物体浸没在盐水中,受到的浮力为:;
所以同一物体在盐水浮力最大、酒精中受到的浮力最小,又因为盐水的密度最大,酒精的密度最小.所以可以得出:液体的密度越大,物体所变的浮力越大;
④序号为a、b、c的三次实验中,物体的体积和浸没的液体都相同,不同的是物体的重力;
由图可知测力计的示数分别为:3N、3.5N、4N,而三个圆柱形物体A、B、C的重分别为4N、4.5N和5N,根据称重法求浮力的原理,即知,所受浮力分别为1N、1N、1N,可见浮力相等,于是可得结论是:浮力的大小与物体的重力无关;
(3)根据控制变量法的思想:要研究浮力大小与物体形状的关系,必须保证排开液体的体积和液体的密度不变,小明实验中改变了形状,但没有控制排开水的体积相同,故小珍认为小明的结论不可靠,不可靠主要原因为没有控制变量唯一,即没有控制排开液体的体积相同。
【点睛】重点是研究浮力大小与哪些因素有关的实验,注意实验中控制变量法的应用,当一个结果受多个因素的影响时都使用此方法进行实验,实验时让一个因素变化,而其它因素都控制相等或相同即控制变量。
15. 2.7 排开液体的体积 液体的密度 深度
【详解】(1)[1]图A中,弹簧测力计1大格是1N,1大格中有10个小格,故分度值为0.1N,读数为2.7N。
(2)[2]分析实验步骤A、B、C、D可知,金属块a浸入液体的体积越大,弹簧测力计示数越小,故可说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
[3]E、F中金属块浸没于密度不同的液体中,弹簧测力计示数不同,说明物体所受浮力大小与液体密度有关。
(3)[4] D、E两图中,金属块浸没在同种液体中,即物体排开液体的体积相同,液体密度相同,但所处深度不同,此时弹簧测力计示数相同,说明当物体浸没在同种液体中时,所受浮力不随深度而改变。
16. 0.2 0.5 4×103 排开液体的体积 液体密度 无关 0.8×103 ②
【详解】(1)由a、c两次实验中测力计示数可知,实心圆柱体的重力为
则实心圆柱体的质量为
物体浸没在水中所受的浮力为
由阿基米德原理可知,物体浸没时排开水的体积即物体的体积为
所以实心圆柱体的密度为
(2)分析b、c两次实验可知在同一种液体中,排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,由称重法知浮力不同,故可以得出金属块受到的浮力大小与排开水的体积有关。
(3)由图c、d所示实验可知,物体排开液体的体积相同而液体密度不同,该实验可以探究浮力大小与液体密度的关系。
(4)由图d、e所示实验可知,液体密度相同,排开液体的体积相同,浸没的深度不同,而物体受的浮力相同,说明物体浸没在同种液体中,所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(5)由a、d可知,物体在酒精中受到的浮力为
由阿基米德原理可知,酒精的密度为
(6)当物体从接触水面开始,物体排开水的体积逐渐增大,浮力也逐渐增大,当物体全部浸没在水中时,物体排开水的体积不变,其受到的浮力也不变,故答案应为图像②。
17. ④①②③ 偏小 1 1 相符 小于 1×10-4
【详解】(1)[1]合理的实验顺序是:
④测出空桶所受的重力;①测出物体所受的重力;②把物体浸没在装满水溢水杯中,测出物体所受的浮力,收集物体排开的水;③测出桶和排开的水所受的重力,最合理的实验顺序是④①②③。
(2)[2]先测桶和液体的总重力,把液体倒掉之后测空桶重力,因空桶中会沾有水,故根据桶与水的重力减去空桶的重力计算出的排开液体的重力会偏小。
(3)[3]甲图中小石块浸没在水中受到的浮力为
F浮=G-F=4N-3N=1N
[4]排开水的重力为
G排水=G桶和水-G空桶=2N-1N=1N
[5]因为
F浮= G排水
浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它排开液体所受的重力,小斐的实验结果与阿基米德原理。
(4)[6]盐水的密度大于水的密度,物体全面浸入液体中,排开液体的体积相同,由F浮=ρ液gV排可知,物体在盐水中受到的浮力较大,由F=G-F浮可知物体在盐水中受到的拉力较小,由图②可知物体在水中受到的拉力是3N,物体在盐水中受到的拉力小于3N。
[7]小石块的体积
V=V排==1×10-4m3
18. 0.5 3.4 1.2×103 ③ 使水槽内水面的高度上升到标记处 ρ水
【详解】(1)[1]金属块浸在水中受到的浮力等于金属块的重力和测力计的示数之差,即
F浮=G-F示=4N-3.5N=0.5N
(2)[2]弹簧测力计的分度值为0.2 N,指针示数为3.4N。
(3)[3]步骤(1)中,金属块浸没于水中,所受浮力为0.5N,结合阿基米德原理可知
V排==5×10-5 m3
在步骤(2)中,金属块浸没在盐水中受到的浮力
F浮′=G-F示′=4 N-3.4 N=0.6 N
ρ盐水==1.2×103 kg/m3
(4)[4]根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,金属块浸没在待测液体中,排开水的体积不变,液体密度越大则物体所受浮力越大;再根据F示=G-F浮可知浮力越大,测力计的示数越小;所以液体密度越大,测力计的示数越小,图像③符合题意。
[5][6]薄壁塑料杯内盛有适量的水,且在水槽中漂浮,所以塑料杯的重力和杯中水的重力之和等于浮力,即
F浮=G杯+G水①
塑料杯中加入盐水后,水槽里的水面仍然达到标记处时,塑料杯排开水的体积相同,所以塑料杯里水和盐水所受的浮力相等,又因为杯子漂浮在水槽中所受浮力等于塑料杯的重力和盐水的重力之和,即
F浮=G杯+G盐水②
由①②式可知
G水=G盐水
结合G=mg得
m水=m盐水
即
ρ水V1=ρ盐水V2
解得
ρ盐水=ρ水
19.(1)1.5m;(2)2×104N;(3)1.5×103kg/m3
【详解】解:(1)由图乙可知,0~10s钢缆对A的拉力不变,可知此过程长方体A未接触水面,此时钢缆对A的拉力等于A的重力,第10s开始,拉力F开始变小,可知此时长方体A开始接触水面,第15s时,拉力F的值最小,可知此时长方体A完全浸没在水中,则长方体A从下底面接触水面到刚好浸没所用的时间为
t=15s-10s=5s
由题意可知,长方体A的下降速度为v=0.3m/s,故由可得,长方体A的高度为
h=vt=0.3m/s×5s=1.5m
(2)由(1)中可得,长方体A的重力为
G=F大=3×104N
长方体A完全浸没后,钢缆对A的拉力为F小=1×104N,故由称重法可得,长方体A浸没在水中后受到的浮力为
F浮=G-F小=3×104N-1×104N=2×104N
(3)由F浮=ρ液gV排可得,长方体A的体积为
故由可得,长方体A的密度为
答:(1)长方体A的高度为1.5m;
(2)长方体A浸没在水中后受到的浮力为2×104N;
(3)长方体A的密度为1.5×103kg/m3。
20.(1)10N;(2)6N;(3)
【详解】解:
(1)实心木块A浸没在水中,则由F浮=ρ水gV排得木块所受浮力
(2)实心木块A在绳子的拉力作用下,在水中处于静止状态,则此时G木+F拉=F浮,则木块的重力
(3)实心木块A浸没在水中,则由F浮=ρ水gV排得
木块的密度
答:(1)木块A受到的浮力为10N;
(2)木块的重力为6N;
(3)木块的密度为600kg/m3。
21.(1)0.4N;(2)5×103kg/m3
【详解】由图乙可知,圆柱体的重力
圆柱体浸没时弹簧测力计的示数F′=1.6N,则圆柱体浸没时所受的浮力
(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
可得圆柱体的体积
由
可得圆柱体的质量
则圆柱体的密度
答:(1)圆柱体浸没时所受的浮力为0.4N;
(2)圆柱体的密度为5×103kg/m3。
22.(1)10N (2)2×103Pa (3)2.5N
【详解】(1)因为木块是漂浮,浮力等于重力.F浮=G木=10N.
(2)根据液体压强公式p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa;
(3)根据阿基米德原理求出V排,
;
则木块的总体积
;
如果木全部浸没,受到的浮力
全浸没时,受到的竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向下的压力,
因此要施加向下的压力F=12.5N-10N=2.5N。
23.(1)6N;(2)0.6×103kg/m3;(3)4N
【详解】解:(1)木块排开水(浸入水中)的体积
V排=Sh=0.1m×0.1m×0.06m=6×10-4m3
由阿基米德原理可得木块受到的浮力
F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×6×10-4m3×10N/kg=6N
(2)木块的体积
V木=L3=(0.1m)3=1×10-3m3
木块漂浮在水面上,根据物体浮沉条件可得木块的重力
G木=F浮=6N
木块的质量
则木块的密度
(3)木块全部浸没在水中受到的浮力
F′浮=ρ水gV′排=ρ水gV木=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N
因为木块与金属块一起处于漂浮状态,则
F′浮=G木+G铁
所以金属块的重力
G铁=F′浮-G木=10N-6N=4N
答:(1)木块受到的浮力为6N;
(2)木块的密度为0.6×103kg/m3;
(3)金属块的重力为4N。