苏科版物理八下重难点突破:浮力压强综合计算

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名称 苏科版物理八下重难点突破:浮力压强综合计算
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资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2023-03-29 10:35:10

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苏科版物理八下重难点突破:浮力压强综合计算
一、计算题
1.(2022八下·呼和浩特期末)如图所示,盛有水的柱形平底薄壁容器放在水平桌面上,木块A放在水中后处于漂浮状态,此时A浸在水中的体积为1.5×10-4m3,A的下表面面积为30cm2(水的密度为1.0×103kg/m3)。求:
(1)木块A受到的浮力;
(2)木块下表面受到水的压力;
(3)木块下表面处水的压强。
【答案】(1)解:木块A受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5×10-4m3=1.5N
答:木块A受到的浮力为1.5N;
(2)解:由浮力产生的原因F浮=F下-F上可得,木块上表面没有受到水的压力,木块下表面受到水的压力F下=F浮+F上=F浮+0=1.5N
答:木块下表面受到水的压力为1.5N;
(3)解:木块下表面处水的压强
答:木块下表面处水的压强为500Pa。
【知识点】压强的大小及其计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据液体密度和排开液体的体积,计算浮力;
(2)根据物体上下表面压力差, 计算浮力;
(3)根据压力和受力面积的比值, 计算压强。
2.(2022八下·屯昌期末)中国人民解放军海军山东舰是中国首艘自主建造的国产常规动力航母,山东舰航母长约315米,宽约75米,可以搭载36架歼~15舰载机,满载排开水的体积约5×104m3,最大吃水深度为10.5m(指最底部到水面的竖直距离)
(1)山东舰满载时所受的浮力为多少?(g=10N/kg)
(2)满载时山东舰底部受到的海水压强是多少?(海水密度取ρ=1.0×103kg/m3)
【答案】(1)解:山东舰满载时所受的浮力F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×104m3=5×108N
答:山东舰满载时所受的浮力为5×108N
(2)解:满载时山东舰底部受到的海水压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10.5m=1.05×105Pa
答:满载时山东舰底部受到的海水压强为1.05×105Pa。
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据液体密度和排开液体的体积,计算浮力大小;
(2)利用液体密度和深度,可以计算液体压强。
3.(2022八下·琼海期末)如图甲,2021年11月8日,神舟十三号航天员乘组翟志刚、王亚平成功完成出舱全部既定任务,出舱活动取得圆满成功。为了出舱一刻,航天员们都要在地面上经历“魔鬼式训练”。其中模拟失重水槽训练是其中的一项必修课,模拟失重训练水槽的原理是:通过增减配重和漂浮器,使宇航员悬浮在水中,模拟失重环境的操作效应。如图乙所示,质量为75kg宇航员,若所带配重及所着模拟宇航服质量为25kg,水的密度为ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg。
求:
(1)宇航员悬浮在水中时所受的浮力。
(2)宇航员排开水的体积。
(3)宇航服手腕处有一面小镜子,航天员可以通过它随时察看自己身上的各种开关。当小镜子处于水面以下5m处,受到的压强多大?
【答案】(1)解:因为宇航员漂浮,所受的浮力F浮=G总=m人g+m物g=(75kg+25kg)×10N/kg=1000N
答:宇航员在浮力水槽中训练时所受的浮力为1000N;
(2)解:由F浮=ρ水gV排知道,宇航员排开水的体积
答:宇航员排开水的体积为0.1m3;
(3)解:镜子在水面以下5m深时受到水的压强p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa
答:镜子在水面以下2m深时受到水的压强为5×104Pa。
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据公式F浮=G总=m人g+m物g,可求出浮力;
(2)根据公式F浮=ρ水gV排,可求出体积;
(3)根据公式p=ρgh,可求出压强。
4.(2022八下·芜湖期末)如图所示,将一块重为3N,体积为100cm3的石块,用细线系着浸没在装有水的圆柱形容器中,容器中水的深度由10cm上升到12cm。(容器的重力和容器壁的厚度忽略不计,g=10N/kg)。 求:
(1)石块所受浮力;
(2)容器中水的重力;
(3)细线松动,石块沉到容器底静止后,容器对水平地面的压强。
【答案】(1)解:体积为100cm3的石块,浸没在圆柱形容器中,排开水的体积是石块的体积,则石块所受浮力F浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×100×10-6m3=1N
答:石块所受浮力为1N;
(2)解:容器底面积
容器中水的体积V水=Sh=50cm2×10cm=5×102cm3
则水的重力G水=m水g=ρ水gV水=1×103kg/m3×10N/kg×5×102×10-6m3=5N
答:容器中水的重力为5N;
(3)解:容器对水平地面压强为
答:容器对水平地面的压强为1.6×103Pa。
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据液体密度和排开液体的体积,计算浮力的大小;
(2)根据物体的密度和体积计算质量,结合质量计算重力;
(3)根据总重力计算压力,结合压力和受力面积的比值, 计算压强。
5.(2022八下·涿州期末)底面积为8×10-3m2的柱形烧杯,放在水平桌面上,内盛适量水;将一质量432g,横截面积16cm2的长方体金属块浸没水中如图,水面升高了2cm(水未溢出),已知水的密度1.0×103kg/m3,g取10N/kg。请回答下面问题:
(1)金属块受到的浮力
(2)金属块对容器底部的压强
【答案】(1)解:金属块浸没时排开水的体积V排=SΔh=8×10-3m2×2×10-2m=1.6×10-4m3
金属块受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.6×10-4m3 =1.6N
答:金属块受到的浮力为1.6N;
(2)解:金属块的重力G=mg=432×10-3g×10N/kg=4.32N
金属块对容器底部的压力F=G-F浮=4.32N-1.6N =2.72N
金属块对容器底部的压强
答:金属块对容器底部的压强为1.7×103Pa。
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据公式F浮=ρ水gV排,可求出浮力;
(2)根据公式G=mg、F=G-F浮及,可求出压强。
6.(2022八下·临漳期末)如图所示,置于水平桌面上的一个上宽下窄、底面积为0.02m2的薄壁容器内装有4kg的液体,将一个质量为0.6kg、体积为8×10-4m3的物体放入容器内,物体漂浮在液面时有一半的体积浸在液体中,此时容器内液体的深度为0.1m(g=10N/kg)求:
(1)物体受到的浮力;
(2)容器内液体的密度;
(3)容器内液体对容器底部的压强。
【答案】(1)解:因为物体漂浮在液体中,所以,物体受到的浮力F浮=G物=m物g=0.6kg×10N/kg=6N
答:物体受到的浮力是6N;
(2)解:物体排开液体的体积
由知道,容器内液体的密度
答:容器内液体的密度是1.5×103kg/m3;
(3)解:容器内液体对容器底部的压强p=ρ液gh=1.5×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1500Pa
答:容器内液体对容器底部的压强是1500Pa。
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据质量计算重力,利用物体排开液体的重力计算浮力;
(2)利用物体受到的浮力和排开的体积,计算液体密度;
(3)根据液体密度和深度,可以计算液体压强的大小。
7.(2022八下·永年期末)如图所示,在容器底部固定一轻质弹簧,其上端连有一边长为0.1m的正方体物块A.当容器中水的深度为30cm时,物块A体积的露出水面,此时弹簧恰好处于自然伸长状态(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。求:
(1)水对容器底的压强;
(2)物块A受到的浮力;
(3)往容器内缓慢加水,至物块A刚好浸没在水中,此时弹簧对物块A的作用力F。
【答案】(1)解:水对容器底的压强
答:水对容器底的压强为;
(2)解:物块A受到的浮力
答:物块A受到的浮力为4N;
(3)解:物块A体积的露出水面,此时弹簧恰好处于自然伸长状态,说明此时物体A受到了重力和浮力,且重力等于浮力等于4N,往容器内缓慢加水,至物块A刚好浸没在水中,物体A全部浸没时,浮力为
对A进行受力分析,A受到向上的浮力,大小为10N,还受到了重力,向下4N,还受到弹簧测力计对其向下的拉力,那么拉力的大小为
答:往容器内缓慢加水,至物块A刚好浸没在水中,拉力的大小为6N。
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据液体密度和深度,可以计算液体压强的大小;
(2)根据液体密度和排开液体的体积,计算浮力大小;
(3)根据液体密度和排开的体积, 计算浮力。
8.(2022八下·颍州期末)边长为0.1m的正方体木块,漂浮在水面上时,有2/5的体积露出水面,如图甲所示.将木块从水中取出,放入另一种液体中,并在木块表面上放一重2N的石块.静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所示.取g=10N/kg,已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3 .求:
(1)图甲中木块受的浮力大小;
(2)图乙中液体的密度;
(3)图乙中木块下表面受到液体的压强.
【答案】(1)解:图甲中木块受的浮力大小;
(2)解:木块的重力G木=F浮=6N,静止时有 ,液体的密度
(3)解:木块下表面受到液体的压强p=ρ液gh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.1m=800Pa.
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据公式F浮=ρ液gV排,可求出浮力;
(2)根据公式,可求出密度;
(3)根据公式p=ρgh,可求出压强。
9.(2022八下·蚌埠期末)如图所示,用力F将重为1.5N的正方体物块压入盛满水的溢水杯中,刚好浸没时溢出了200g的水。已知溢水杯中水的深度为20cm。求:
(1)求物体所受的浮力;
(2)压力F的大小;
(3)溢水杯底部所受到的液体压强。
【答案】(1)解:由阿基米德原理可知物体所受的浮力F浮=G排=m排g=0.2kg×10N/kg=2N
答:物体所受的浮力是2N;
(2)解:物体处于平衡状态,浮力F浮=G+F
压力F的大小F=F浮-G=2N-1.5N=0.5N
答:压力F的大小是0.5N;
(3)解:溢水杯中水的深度保持不变,溢水杯底部所受到的液体压强p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa
答:溢水杯底部所受到的液体压强是2000Pa。
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据公式F浮=G排=m排g,可求出浮力;
(2)根据公式F浮=G+F,可求出压力;
(3)根据公式p=ρgh,可求出压强。
10.(2022八下·安庆期末)如图甲为盛水的烧杯,上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体,将圆柱体缓慢下降,直至将圆柱体全部浸入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如图乙所示,求:(g取10N/kg,不考虑液面的变化)
(1)圆柱体受到的重力是多少?
(2)圆柱体受到的最大浮力是多少?
(3)圆柱体的密度是多少?
(4)当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为多少?
【答案】(1)解:当物体未浸入水中时,物体受到的重力等于弹簧测力计的拉力,由图乙可知,圆柱体受到的重力G=9N。
答:圆柱体受到的重力是9N;
(2)解:当圆柱体完全浸没在水中时,受到弹簧测力计的拉力为3N,所以圆柱体受到的最大浮力F浮=G-F拉=9N-3N=6N
答:圆柱体受到的最大浮力是6N;
(3)解:由阿基米德原理可知,圆柱体的体积为
圆柱体质量为
圆柱体的密度为
答:圆柱体的密度是;
(4)解:由乙图知,圆柱体高度为h=8cm-4cm=4cm
当圆柱体刚好全部浸没时,下表面位于水下深度为4cm,下表面受到水的压强为
答:当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为400Pa。
【知识点】密度公式及其应用;重力及其大小的计算;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)当物体未浸入水中时,物体受到的重力等于弹簧测力计的拉力 ,可确定重力;
(2)根据公式F浮=G-F拉,可求出浮力;
(3)根据公式F浮=ρ液gV排及,可求出密度;
(4)根据p=ρgh,可求出压强。
11.(2022八下·百色期末)如图所示,一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在水中,上表面受到水的压力F1为5N,下表面受到水的压力F2为15N,两侧受到水的压力相等。求:
(1)正方体受到的浮力;
(2)正方体下表面受到水的压强。
【答案】(1)解:由浮力产生的原因可知,正方体受到的浮力F浮=F2-F1=15N-5N=10N
答:正方体受到的浮力为10N;
(2)解:正方体下表面离水面深度h=10cm+10cm=20cm=0.2m
正方体下表面受到的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa
答:正方体下表面受到水的压强2×103Pa。
【知识点】液体压强计算公式的应用;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据公式F浮=F2-F1,可求出浮力;
(2)根据公式p=ρgh,可求出压强。
12.(2022八下·招远期末)如图所示,将一个体积为1.0×10-3m3、重6N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,求:(g=10N/kg)
(1)木块浸没在水中受到的浮力;
(2)剪断细线后,木块处于静止时,木块露出水面的体积多大?
(3)木块露出水面处于静止后,容器底部所受水的压强减小了多少?
【答案】(1)解:因木块浸没在水中,所以V物=V排,木块浸没在水中时受到的浮力F浮=ρ液V排g=1.0×103kg/m3×1.0×10-3m3×10N/kg=10N
答:木块浸没在水中受到的浮力为10N
(2)解:木块静止在水面时,由于漂浮,所以有F浮=G=6N,
根据阿基米德原理,排开水的体积为
木块露出水面的体积V露=V- V排′=1.0×10-3m3-6.0×10-4m3=4.0×10-4m3
答:剪断细线后,木块处于静止时,木块露出水面的体积为4.0×10-4m3
(3)解:木块露出水面处于静止后,容器底部深度减小了
容器底部所受水的压强减小了p=ρ水Δhg=1.0×103kg/m3×0.01m×10N/kg=100Pa
答:木块露出水面处于静止后,容器底部所受水的压强减小了100Pa。
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据液体密度和排开液体的体积,计算浮力大小;
(2)根据浮力和液体密度,可以计算排开液体的体积;
(3)根据体积的变化量和底面积,计算深度的变化量,结合液体密度和深度,可以计算液体压强。
13.(2022八下·沙坪坝期末)如图,水平卓面上放有圆柱形温水杯、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1000cm3、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m;
(2)木块放入前,水对溢水杯底的压力F;
(3)木块放入水中静止后溢水杯对桌面的压强p。
【答案】(1)解:根据知,木块的质量为
答:木块的质量m为900g;
(2)解:杯底受到水的压强p水=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.18m=1.8×103Pa
根据知,水对溢水杯底的压力为F=pS=1.8×103Pa×300×10﹣4m3=54N
答:木块放入前,水对溢水杯底的压力F为54N;
(3)解:木块的重力为G=mg=0.9kg×10N/kg=9N
因为木块的密度小于水的密度,所以木块放入水中处于漂浮状态,浮力等于重力,即F浮=G=9N
排开水的体积为
水面上升的高度为
所以木块放入水中后有水溢出;根据阿基米德原理和漂浮的条件知,F浮=G=G排,所以放入木块后,溢水杯内水的质量加上木块的质量等于溢水杯装满水时的总质量;溢水杯装满水时的总体积V水=Sh=300cm2×20cm=6000cm3=6×10﹣3m3
由可得,溢水杯内装满水的质量m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×6×10﹣3m3=6kg
溢水杯内水的重力为G水=m水g=6kg×10N/kg=60N
溢水杯装上水后的总重力为G总=G水+G容器=60N+3N=63N
溢水杯对桌面的压力F=G总=63N
溢水杯对桌面的压强
答:木块放入水中静止后溢水杯对桌面的压强p为2.1×103pa。
【知识点】密度公式及其应用;重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据密度和体积的乘积,计算质量;
(2)利用液体密度和深度,可以计算液体压强,利用压强和受力面积的乘积计算压力;
(3)根据物体受到的浮力和液体密度,可以计算排开液体的体积,结合底面积计算深度变化,判断液面位置;利用总重力计算压力,结合受力面积计算压强。
14.(2022八下·开州期末)一边长为10cm的正方体物块,用细线系在底面积为200cm2的圆柱形容器底部,向容器内加水,物块上浮,被拉直后的细线长10cm。当物块一半体积浸入水中时(如图甲)。细线拉力为1N;继续加水,当物块刚好浸没时(如图乙),停止注水,并剪断细线,使物块上浮直至漂浮,求:
(1)物块处于图甲所示状态时所受浮力大小;
(2)物块的密度;
(3)图乙中剪断细线后,物块漂浮时,水对容器底部压强的变化量。
【答案】(1)解:正方体的体积
物体处于甲所示的状态时,排开液体的体积
则物体受到的浮力
答:物块处于图甲所示状态时所受浮力大小是5N;
(2)解:物体的重力
物体的质量
物体的密度
答:物块的密度是0.4×103kg/m3;
(3)解:剪断后,物体漂浮,根据浮沉条件可知,漂浮时,浮力等于重力,即
此时正方体排开液体的体积
则水面下降的高度
剪断细线后,物块漂浮时,水对容器底部变化的压强
答:水对容器底部压强的变化量是300Pa。
【知识点】密度公式及其应用;重力及其大小的计算;液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据液体密度和排开液体的体积,计算浮力大小;
(2)利用物体受到的浮力和拉力,计算重力,再计算质量,利用质量和体积的比值,计算密度;
(3)根据浮力和液体密度,可以计算排开液体的体积,结合底面积计算深度变化,利用液体密度和深度,计算液体压强的变化量。
15.(2021八下·肥东期末)如图所示,放在水平桌面上的圆柱型容器重7N,底面积100cm2,当细线上拉着重为3N的木块浸没水中时,容器内水面由10cm上升到15cm(g=10N/kg)。求:
(1)木块未放入水中时,容器底受到的水的压强;
(2)木块受到的浮力;
(3)木块浸没水中后,容器对桌面的压强;
(4)剪断绳子后,木块静止时液体对容器底的压强增大还是减小了?请说明理由。
【答案】(1)木块未放入水中时,容器底受到的水的压强
答:容器底受到的水的压强为1000Pa;
(2)排开液体的体积
木块受到的浮力
答:木块受到的浮力为5N;
(3)容器中水的体积
水的重力
容器对桌面的压强
答:容器对桌面的压强为2×103Pa;
(4)剪断绳子后,木块将会上浮,最终漂浮在水面上,木块排开水的体积将会减小,水面将会下降,水的深度变小,根据 可知液体对容器底的压强将减小。
答:木块静止时液体对容器底的压强减小了。
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算;阿基米德原理
【解析】【分析】(1)求解液体内部的压强,利用公式p=ρgh,其中ρ是液体的密度,h是深度;
(2)阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积。
(3)结合物体的质量,利用公式G=mg求解物体的重力。处在水平面上的物体,物体对桌面的压力等于重力,结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强,其中F是压力,S是受力面积。
(4)液体内部存在压强,同时液体对容器的底部和侧面有压强;压强的大小与液体密度和深度有关系,深度越深,液体密度越大,压强越大。
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苏科版物理八下重难点突破:浮力压强综合计算
一、计算题
1.(2022八下·呼和浩特期末)如图所示,盛有水的柱形平底薄壁容器放在水平桌面上,木块A放在水中后处于漂浮状态,此时A浸在水中的体积为1.5×10-4m3,A的下表面面积为30cm2(水的密度为1.0×103kg/m3)。求:
(1)木块A受到的浮力;
(2)木块下表面受到水的压力;
(3)木块下表面处水的压强。
2.(2022八下·屯昌期末)中国人民解放军海军山东舰是中国首艘自主建造的国产常规动力航母,山东舰航母长约315米,宽约75米,可以搭载36架歼~15舰载机,满载排开水的体积约5×104m3,最大吃水深度为10.5m(指最底部到水面的竖直距离)
(1)山东舰满载时所受的浮力为多少?(g=10N/kg)
(2)满载时山东舰底部受到的海水压强是多少?(海水密度取ρ=1.0×103kg/m3)
3.(2022八下·琼海期末)如图甲,2021年11月8日,神舟十三号航天员乘组翟志刚、王亚平成功完成出舱全部既定任务,出舱活动取得圆满成功。为了出舱一刻,航天员们都要在地面上经历“魔鬼式训练”。其中模拟失重水槽训练是其中的一项必修课,模拟失重训练水槽的原理是:通过增减配重和漂浮器,使宇航员悬浮在水中,模拟失重环境的操作效应。如图乙所示,质量为75kg宇航员,若所带配重及所着模拟宇航服质量为25kg,水的密度为ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg。
求:
(1)宇航员悬浮在水中时所受的浮力。
(2)宇航员排开水的体积。
(3)宇航服手腕处有一面小镜子,航天员可以通过它随时察看自己身上的各种开关。当小镜子处于水面以下5m处,受到的压强多大?
4.(2022八下·芜湖期末)如图所示,将一块重为3N,体积为100cm3的石块,用细线系着浸没在装有水的圆柱形容器中,容器中水的深度由10cm上升到12cm。(容器的重力和容器壁的厚度忽略不计,g=10N/kg)。 求:
(1)石块所受浮力;
(2)容器中水的重力;
(3)细线松动,石块沉到容器底静止后,容器对水平地面的压强。
5.(2022八下·涿州期末)底面积为8×10-3m2的柱形烧杯,放在水平桌面上,内盛适量水;将一质量432g,横截面积16cm2的长方体金属块浸没水中如图,水面升高了2cm(水未溢出),已知水的密度1.0×103kg/m3,g取10N/kg。请回答下面问题:
(1)金属块受到的浮力
(2)金属块对容器底部的压强
6.(2022八下·临漳期末)如图所示,置于水平桌面上的一个上宽下窄、底面积为0.02m2的薄壁容器内装有4kg的液体,将一个质量为0.6kg、体积为8×10-4m3的物体放入容器内,物体漂浮在液面时有一半的体积浸在液体中,此时容器内液体的深度为0.1m(g=10N/kg)求:
(1)物体受到的浮力;
(2)容器内液体的密度;
(3)容器内液体对容器底部的压强。
7.(2022八下·永年期末)如图所示,在容器底部固定一轻质弹簧,其上端连有一边长为0.1m的正方体物块A.当容器中水的深度为30cm时,物块A体积的露出水面,此时弹簧恰好处于自然伸长状态(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。求:
(1)水对容器底的压强;
(2)物块A受到的浮力;
(3)往容器内缓慢加水,至物块A刚好浸没在水中,此时弹簧对物块A的作用力F。
8.(2022八下·颍州期末)边长为0.1m的正方体木块,漂浮在水面上时,有2/5的体积露出水面,如图甲所示.将木块从水中取出,放入另一种液体中,并在木块表面上放一重2N的石块.静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所示.取g=10N/kg,已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3 .求:
(1)图甲中木块受的浮力大小;
(2)图乙中液体的密度;
(3)图乙中木块下表面受到液体的压强.
9.(2022八下·蚌埠期末)如图所示,用力F将重为1.5N的正方体物块压入盛满水的溢水杯中,刚好浸没时溢出了200g的水。已知溢水杯中水的深度为20cm。求:
(1)求物体所受的浮力;
(2)压力F的大小;
(3)溢水杯底部所受到的液体压强。
10.(2022八下·安庆期末)如图甲为盛水的烧杯,上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体,将圆柱体缓慢下降,直至将圆柱体全部浸入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如图乙所示,求:(g取10N/kg,不考虑液面的变化)
(1)圆柱体受到的重力是多少?
(2)圆柱体受到的最大浮力是多少?
(3)圆柱体的密度是多少?
(4)当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为多少?
11.(2022八下·百色期末)如图所示,一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在水中,上表面受到水的压力F1为5N,下表面受到水的压力F2为15N,两侧受到水的压力相等。求:
(1)正方体受到的浮力;
(2)正方体下表面受到水的压强。
12.(2022八下·招远期末)如图所示,将一个体积为1.0×10-3m3、重6N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,求:(g=10N/kg)
(1)木块浸没在水中受到的浮力;
(2)剪断细线后,木块处于静止时,木块露出水面的体积多大?
(3)木块露出水面处于静止后,容器底部所受水的压强减小了多少?
13.(2022八下·沙坪坝期末)如图,水平卓面上放有圆柱形温水杯、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1000cm3、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m;
(2)木块放入前,水对溢水杯底的压力F;
(3)木块放入水中静止后溢水杯对桌面的压强p。
14.(2022八下·开州期末)一边长为10cm的正方体物块,用细线系在底面积为200cm2的圆柱形容器底部,向容器内加水,物块上浮,被拉直后的细线长10cm。当物块一半体积浸入水中时(如图甲)。细线拉力为1N;继续加水,当物块刚好浸没时(如图乙),停止注水,并剪断细线,使物块上浮直至漂浮,求:
(1)物块处于图甲所示状态时所受浮力大小;
(2)物块的密度;
(3)图乙中剪断细线后,物块漂浮时,水对容器底部压强的变化量。
15.(2021八下·肥东期末)如图所示,放在水平桌面上的圆柱型容器重7N,底面积100cm2,当细线上拉着重为3N的木块浸没水中时,容器内水面由10cm上升到15cm(g=10N/kg)。求:
(1)木块未放入水中时,容器底受到的水的压强;
(2)木块受到的浮力;
(3)木块浸没水中后,容器对桌面的压强;
(4)剪断绳子后,木块静止时液体对容器底的压强增大还是减小了?请说明理由。
答案解析部分
1.【答案】(1)解:木块A受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5×10-4m3=1.5N
答:木块A受到的浮力为1.5N;
(2)解:由浮力产生的原因F浮=F下-F上可得,木块上表面没有受到水的压力,木块下表面受到水的压力F下=F浮+F上=F浮+0=1.5N
答:木块下表面受到水的压力为1.5N;
(3)解:木块下表面处水的压强
答:木块下表面处水的压强为500Pa。
【知识点】压强的大小及其计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据液体密度和排开液体的体积,计算浮力;
(2)根据物体上下表面压力差, 计算浮力;
(3)根据压力和受力面积的比值, 计算压强。
2.【答案】(1)解:山东舰满载时所受的浮力F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×104m3=5×108N
答:山东舰满载时所受的浮力为5×108N
(2)解:满载时山东舰底部受到的海水压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10.5m=1.05×105Pa
答:满载时山东舰底部受到的海水压强为1.05×105Pa。
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据液体密度和排开液体的体积,计算浮力大小;
(2)利用液体密度和深度,可以计算液体压强。
3.【答案】(1)解:因为宇航员漂浮,所受的浮力F浮=G总=m人g+m物g=(75kg+25kg)×10N/kg=1000N
答:宇航员在浮力水槽中训练时所受的浮力为1000N;
(2)解:由F浮=ρ水gV排知道,宇航员排开水的体积
答:宇航员排开水的体积为0.1m3;
(3)解:镜子在水面以下5m深时受到水的压强p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa
答:镜子在水面以下2m深时受到水的压强为5×104Pa。
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据公式F浮=G总=m人g+m物g,可求出浮力;
(2)根据公式F浮=ρ水gV排,可求出体积;
(3)根据公式p=ρgh,可求出压强。
4.【答案】(1)解:体积为100cm3的石块,浸没在圆柱形容器中,排开水的体积是石块的体积,则石块所受浮力F浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×100×10-6m3=1N
答:石块所受浮力为1N;
(2)解:容器底面积
容器中水的体积V水=Sh=50cm2×10cm=5×102cm3
则水的重力G水=m水g=ρ水gV水=1×103kg/m3×10N/kg×5×102×10-6m3=5N
答:容器中水的重力为5N;
(3)解:容器对水平地面压强为
答:容器对水平地面的压强为1.6×103Pa。
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据液体密度和排开液体的体积,计算浮力的大小;
(2)根据物体的密度和体积计算质量,结合质量计算重力;
(3)根据总重力计算压力,结合压力和受力面积的比值, 计算压强。
5.【答案】(1)解:金属块浸没时排开水的体积V排=SΔh=8×10-3m2×2×10-2m=1.6×10-4m3
金属块受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.6×10-4m3 =1.6N
答:金属块受到的浮力为1.6N;
(2)解:金属块的重力G=mg=432×10-3g×10N/kg=4.32N
金属块对容器底部的压力F=G-F浮=4.32N-1.6N =2.72N
金属块对容器底部的压强
答:金属块对容器底部的压强为1.7×103Pa。
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据公式F浮=ρ水gV排,可求出浮力;
(2)根据公式G=mg、F=G-F浮及,可求出压强。
6.【答案】(1)解:因为物体漂浮在液体中,所以,物体受到的浮力F浮=G物=m物g=0.6kg×10N/kg=6N
答:物体受到的浮力是6N;
(2)解:物体排开液体的体积
由知道,容器内液体的密度
答:容器内液体的密度是1.5×103kg/m3;
(3)解:容器内液体对容器底部的压强p=ρ液gh=1.5×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1500Pa
答:容器内液体对容器底部的压强是1500Pa。
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据质量计算重力,利用物体排开液体的重力计算浮力;
(2)利用物体受到的浮力和排开的体积,计算液体密度;
(3)根据液体密度和深度,可以计算液体压强的大小。
7.【答案】(1)解:水对容器底的压强
答:水对容器底的压强为;
(2)解:物块A受到的浮力
答:物块A受到的浮力为4N;
(3)解:物块A体积的露出水面,此时弹簧恰好处于自然伸长状态,说明此时物体A受到了重力和浮力,且重力等于浮力等于4N,往容器内缓慢加水,至物块A刚好浸没在水中,物体A全部浸没时,浮力为
对A进行受力分析,A受到向上的浮力,大小为10N,还受到了重力,向下4N,还受到弹簧测力计对其向下的拉力,那么拉力的大小为
答:往容器内缓慢加水,至物块A刚好浸没在水中,拉力的大小为6N。
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据液体密度和深度,可以计算液体压强的大小;
(2)根据液体密度和排开液体的体积,计算浮力大小;
(3)根据液体密度和排开的体积, 计算浮力。
8.【答案】(1)解:图甲中木块受的浮力大小;
(2)解:木块的重力G木=F浮=6N,静止时有 ,液体的密度
(3)解:木块下表面受到液体的压强p=ρ液gh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.1m=800Pa.
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据公式F浮=ρ液gV排,可求出浮力;
(2)根据公式,可求出密度;
(3)根据公式p=ρgh,可求出压强。
9.【答案】(1)解:由阿基米德原理可知物体所受的浮力F浮=G排=m排g=0.2kg×10N/kg=2N
答:物体所受的浮力是2N;
(2)解:物体处于平衡状态,浮力F浮=G+F
压力F的大小F=F浮-G=2N-1.5N=0.5N
答:压力F的大小是0.5N;
(3)解:溢水杯中水的深度保持不变,溢水杯底部所受到的液体压强p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa
答:溢水杯底部所受到的液体压强是2000Pa。
【知识点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据公式F浮=G排=m排g,可求出浮力;
(2)根据公式F浮=G+F,可求出压力;
(3)根据公式p=ρgh,可求出压强。
10.【答案】(1)解:当物体未浸入水中时,物体受到的重力等于弹簧测力计的拉力,由图乙可知,圆柱体受到的重力G=9N。
答:圆柱体受到的重力是9N;
(2)解:当圆柱体完全浸没在水中时,受到弹簧测力计的拉力为3N,所以圆柱体受到的最大浮力F浮=G-F拉=9N-3N=6N
答:圆柱体受到的最大浮力是6N;
(3)解:由阿基米德原理可知,圆柱体的体积为
圆柱体质量为
圆柱体的密度为
答:圆柱体的密度是;
(4)解:由乙图知,圆柱体高度为h=8cm-4cm=4cm
当圆柱体刚好全部浸没时,下表面位于水下深度为4cm,下表面受到水的压强为
答:当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为400Pa。
【知识点】密度公式及其应用;重力及其大小的计算;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)当物体未浸入水中时,物体受到的重力等于弹簧测力计的拉力 ,可确定重力;
(2)根据公式F浮=G-F拉,可求出浮力;
(3)根据公式F浮=ρ液gV排及,可求出密度;
(4)根据p=ρgh,可求出压强。
11.【答案】(1)解:由浮力产生的原因可知,正方体受到的浮力F浮=F2-F1=15N-5N=10N
答:正方体受到的浮力为10N;
(2)解:正方体下表面离水面深度h=10cm+10cm=20cm=0.2m
正方体下表面受到的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa
答:正方体下表面受到水的压强2×103Pa。
【知识点】液体压强计算公式的应用;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据公式F浮=F2-F1,可求出浮力;
(2)根据公式p=ρgh,可求出压强。
12.【答案】(1)解:因木块浸没在水中,所以V物=V排,木块浸没在水中时受到的浮力F浮=ρ液V排g=1.0×103kg/m3×1.0×10-3m3×10N/kg=10N
答:木块浸没在水中受到的浮力为10N
(2)解:木块静止在水面时,由于漂浮,所以有F浮=G=6N,
根据阿基米德原理,排开水的体积为
木块露出水面的体积V露=V- V排′=1.0×10-3m3-6.0×10-4m3=4.0×10-4m3
答:剪断细线后,木块处于静止时,木块露出水面的体积为4.0×10-4m3
(3)解:木块露出水面处于静止后,容器底部深度减小了
容器底部所受水的压强减小了p=ρ水Δhg=1.0×103kg/m3×0.01m×10N/kg=100Pa
答:木块露出水面处于静止后,容器底部所受水的压强减小了100Pa。
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据液体密度和排开液体的体积,计算浮力大小;
(2)根据浮力和液体密度,可以计算排开液体的体积;
(3)根据体积的变化量和底面积,计算深度的变化量,结合液体密度和深度,可以计算液体压强。
13.【答案】(1)解:根据知,木块的质量为
答:木块的质量m为900g;
(2)解:杯底受到水的压强p水=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.18m=1.8×103Pa
根据知,水对溢水杯底的压力为F=pS=1.8×103Pa×300×10﹣4m3=54N
答:木块放入前,水对溢水杯底的压力F为54N;
(3)解:木块的重力为G=mg=0.9kg×10N/kg=9N
因为木块的密度小于水的密度,所以木块放入水中处于漂浮状态,浮力等于重力,即F浮=G=9N
排开水的体积为
水面上升的高度为
所以木块放入水中后有水溢出;根据阿基米德原理和漂浮的条件知,F浮=G=G排,所以放入木块后,溢水杯内水的质量加上木块的质量等于溢水杯装满水时的总质量;溢水杯装满水时的总体积V水=Sh=300cm2×20cm=6000cm3=6×10﹣3m3
由可得,溢水杯内装满水的质量m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×6×10﹣3m3=6kg
溢水杯内水的重力为G水=m水g=6kg×10N/kg=60N
溢水杯装上水后的总重力为G总=G水+G容器=60N+3N=63N
溢水杯对桌面的压力F=G总=63N
溢水杯对桌面的压强
答:木块放入水中静止后溢水杯对桌面的压强p为2.1×103pa。
【知识点】密度公式及其应用;重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据密度和体积的乘积,计算质量;
(2)利用液体密度和深度,可以计算液体压强,利用压强和受力面积的乘积计算压力;
(3)根据物体受到的浮力和液体密度,可以计算排开液体的体积,结合底面积计算深度变化,判断液面位置;利用总重力计算压力,结合受力面积计算压强。
14.【答案】(1)解:正方体的体积
物体处于甲所示的状态时,排开液体的体积
则物体受到的浮力
答:物块处于图甲所示状态时所受浮力大小是5N;
(2)解:物体的重力
物体的质量
物体的密度
答:物块的密度是0.4×103kg/m3;
(3)解:剪断后,物体漂浮,根据浮沉条件可知,漂浮时,浮力等于重力,即
此时正方体排开液体的体积
则水面下降的高度
剪断细线后,物块漂浮时,水对容器底部变化的压强
答:水对容器底部压强的变化量是300Pa。
【知识点】密度公式及其应用;重力及其大小的计算;液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据液体密度和排开液体的体积,计算浮力大小;
(2)利用物体受到的浮力和拉力,计算重力,再计算质量,利用质量和体积的比值,计算密度;
(3)根据浮力和液体密度,可以计算排开液体的体积,结合底面积计算深度变化,利用液体密度和深度,计算液体压强的变化量。
15.【答案】(1)木块未放入水中时,容器底受到的水的压强
答:容器底受到的水的压强为1000Pa;
(2)排开液体的体积
木块受到的浮力
答:木块受到的浮力为5N;
(3)容器中水的体积
水的重力
容器对桌面的压强
答:容器对桌面的压强为2×103Pa;
(4)剪断绳子后,木块将会上浮,最终漂浮在水面上,木块排开水的体积将会减小,水面将会下降,水的深度变小,根据 可知液体对容器底的压强将减小。
答:木块静止时液体对容器底的压强减小了。
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算;阿基米德原理
【解析】【分析】(1)求解液体内部的压强,利用公式p=ρgh,其中ρ是液体的密度,h是深度;
(2)阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积。
(3)结合物体的质量,利用公式G=mg求解物体的重力。处在水平面上的物体,物体对桌面的压力等于重力,结合压强的定义式p=F/S求解物体产生的压强,其中F是压力,S是受力面积。
(4)液体内部存在压强,同时液体对容器的底部和侧面有压强;压强的大小与液体密度和深度有关系,深度越深,液体密度越大,压强越大。
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