【备考2023】浙教版科学“冲刺重高”压轴训练(十七):浮力及其应用(含解析)

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名称 【备考2023】浙教版科学“冲刺重高”压轴训练(十七):浮力及其应用(含解析)
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资源类型 教案
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2023-05-18 13:18:34

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1.将质量相同材料不同的A、B、C三个实心小球,分别轻轻放入甲、乙、丙三个相同的装满水的烧杯中三球静止时,A球沉底,B球漂浮,C球悬浮,如图所示。则下列说法正确的是(  )
A.三个小球的体积关系是VAB.三个小球所受浮力关系是FA=FBC.三个烧杯对桌面压力关系是F甲>F乙=F丙
D.取出B、C两个小球后,丙液体对容器底部压强变化量比乙液体更大
2.将密度为0.9g/cm3、边长为10cm的立方体冰块,放入盛有水的柱状容器中,静止时冰块有2cm露出水面,如图所示。对容器缓慢加热,直至冰块完全熔化。在冰熔化过程中,下列判断与事实不符的是(  )
A.冰吸收热量,温度保持不变 B.水面高度始终保持不变
C.冰块漂浮之后,受到的浮力逐渐变小 D.水对容器底部的压力最多增大1.0N
3.如图是“寻梦”学习小组制作的潜水艇模型,通过胶管从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气,就可使烧瓶下沉或上浮。若从烧瓶中吸气,使其从如图所示的位置下沉(胶管在水中的体积忽略不计),下列分析正确的是(  )
A.“潜水艇”所受的浮力逐渐变小 B.“潜水艇”排开水的重力保持不变
C.“潜水艇”顶部受到水的压强保持不变 D.“潜水艇”总重不变
4.如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示数为F1;将铁块缓慢浸没水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2,下列判断正确的是(  )
A.水对溢水杯底部的压强p甲<p乙 B.溢水杯对桌面的压力F甲<F乙
C.铁块受到的浮力F浮=F2﹣F1 D.小烧杯中水的重力G=F1﹣F2
5.水平面上放有甲,乙两个完全相同的容器,容器中装有质量相等的不同液体。现把质量相等的A、B两球放入甲容器中后,A漂浮、B沉底;用线把A、B两球系在一起放入乙容器中(线的质量和体积不计),静止后的状态如图所示,两容器中液面恰好相平。下列说法不正确的是(  )
A.B球在甲中排开液体重力小于在乙中排开液体重力
B.A球在甲中所受浮力大于在乙中所受浮力
C.甲容器底所受液体压强小于乙容器底所受液体压强
D.甲容器对水平面压强等于乙容器对水平面压强
6.如图甲所示,边长为10cm的立方体木块A通过细线与圆柱形容器底部相连,容器中液面与A上表面齐平,从打开容器底部的抽液机匀速向外排液开始计时,细线中拉力F随时间t的变化图像如图乙所示,木块密度,容器的底面积为,,下列说法中正确的是(  )
A.随着液体的排出,木块受到的浮力不断减小 B.容器中的液体可能是水
C.液机每秒钟排出液体的质量是10g D.第30s时,木块露出液面的高度是3cm
7.如图所示,两只完全相同的容器分别装等质量的水放在台秤上,用细线悬挂着质量相同的实心铅 球和铝球,逐渐将它们全部浸没在水中(球未接触到容器底,水未溢出),此时台秤甲、乙示数分别为N1和N2,绳的拉力分别为T1和T2,已知ρ铅>ρ铝,则下列关系正确的是
A.N1=N2 T1>T2 B.N1>N2 T1>T2
C.N1<N2 T1>T2 D.N1>N2 T1<T2
8.水平桌面上的甲、乙、丙、丁四个圆柱形容器中别装有四种液体,液体密度分别为ρ甲、ρ乙、ρ丙、ρ丁。将边长L=10cm、密度ρ=1.2gcm3的正立方体A分别以如图所示的方式放置于四个容器中。在容器甲、丙中,正立方体A受到细绳的拉力F拉均为4N;在容器乙中,正立方体A底面不与容器紧密结合,正立方体A受到容器底的支持力F支=2N;在容器丁中将重2N的物块B放置于正立方体A上,且正立方体A的上表面与液体恰好相平。静止时正立方体A的上表面总与所在容器的液面平行,细线体积和质量均忽略不计,g取10N/kg。下列说法中正确的是(  )
A.甲、丙两容器中液体密度之比为2:3
B.乙容器中的液体密度ρ乙=1×103kg/m3
C.剪断丙容器中的细线,正立方体A静止时露出液面高度为2cm
D.丁容器中正立方体A的下表面受到液体压强为1.2×103Pa
9.如图所示,水平桌面上放有甲、乙、丙三个完全相同的圆柱形容器,容器内水面高度相同。若甲容器内只有水;乙容器中放入木块静止时漂浮在水面上;丙容器中有一个空心小球静止时悬浮在水中。则下列四种说法正确的是(  )
A.如果向乙容器中加盐水,木块静止时受到的浮力变大
B.三个容器对桌面压强一样大的
C.如果将小球分成大小两块,小球仍悬浮在水中
D.丙容器中的水对容器底部压强最大
10.在水平桌面上有一个盛有水的容器,木块用细线系住没入水中,如图甲。将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,且有的体积露出水面,如图乙。下列说法正确的是(  )
A.甲、乙两图中,水对容器底部的压强大小相等
B.水和木块的密度之比为5∶2
C.甲图中细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比是2∶5
D.甲图中容器对桌面的压力小于乙图中容器对桌面的压力
11.如图所示,在弹簧测力计下悬挂一个重物A,缓缓浸入水与盐水中观察到测力计示数如图所示。下列说法错误的是(  )
A.图B中的物体A浸在水中的体积是A的体积的一半
B.图C中的物体A下表面受到的液体压力为2N
C.图D中的物体A密度为3×103kg/m3
D.图E中的盐水的密度为1.2×103kg/m3
12.小明同学在家帮助妈妈做家务,他在洗碗时发现,同一只瓷碗既可以漂浮在水面上,也可以沉入水底,如图所示为碗在水中漂浮的示意图,在同一盆水中,下列说法正确的是(  )
A.瓷碗能漂浮在水面上,说明瓷碗的密度比水小
B.瓷碗沉入水底时所受的浮力比漂浮时大
C.瓷碗沉入水底时容器底部对桌面的压强变大
D.瓷碗沉入水底时容器底部受到水的压强比漂浮时小
13.如图所示,台秤上放置一个装有适量水的烧杯,已知烧杯和水的总质量为800g,杯的底面积为100cm2。现将一个质量为600g,体积为400cm3的实心物体A用细线吊着,然后将其一半浸入烧杯的水中(烧杯厚度不计,水未溢出,g取10 N/kg)。则下列说法错误的是(  )
A.物体A未放入烧杯前烧杯对台秤的压强为800Pa
B.物体A一半浸入水中后,物体A所受到的浮力2N
C.物体A一半浸入水中后,烧杯对台秤表面的压力为14N
D.物体A一半浸入水中后,烧杯对台秤表面的压强1000Pa
14.如图所示,在水平桌面上有两个相同的柱形容器,其高度为40cm,现将两个完全相同的正方体物块放入其中。甲图中的物块与容器底部之间用少量蜡密封(不计蜡的质量),乙图中的物块直接置于容器底部,丙图为向乙图中容器加水时物块对容器底部压力F随容器中液面高度h变化的图像,下列说法正确的是(  )
A.向甲容器内加水10cm时,物块所受的浮力为40N
B.物块的重力80N
C.向乙容器内加水10cm时,物块对容器底部的压强是3×103Pa
D.物块的密度为
15.某同学利用小试管、螺母和细线制成一个“土密度计”,用图所示的方法测量液体的密度。“土密度计”在水()中静止时露出液面的高度为;它在酒精()中静止时露出液面的高度为,且;它在硫酸铜溶液()中静止时露出液面的高度为。则为(  )
A. B. C. D.
16.如图所示,是南极海洋冰山的美丽景象。冰山实质就是海中漂浮的大块淡水冰。据科学分析、全球气候变暖会导致冰山熔化,海平面升高。下列判断正确的是()
A.冰山所受到的浮力一定大于它所受的重力 B.冰山所受的重力小于它排开水所受的重力
C.冰山熔化一部分后仍会漂浮在水面上 D.冰山熔化一部分后排开水的体积不变
17.某油轮从密度较小的水域驶入密度较大的水域,油轮受到的浮力大小将_________,其船身浸入水中的体积将_________。如图所示的液体密度计,它的刻度值从上到下逐渐_________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
18.底面积为400cm2的圆柱形容器内装有适量的水,将其竖直放在水平桌面上,把边长为10cm的正方体木块A放入水后,再在木块A的上方放一物体B,物体B恰好没入水中,如图(a)所示,已知物体B的密度为6×103kg/m3,质量为0.6kg,(取g=10N/kg),则木块A的密度为_______kg/m3;若将B放入水中,如图(b)所示,则水对容器底部的压强变化了_______Pa。
19.我国第一艘国产航空母舰——山东舰(如图所示)满载时的排水量为6.0×104t,当它在海上满载航行时受到的浮力为___________N,海水对水面下6m处的舰体产生的压强为___________Pa(ρ海水=1.03×103kg/m3,g=10N/kg)。
20.将一底面积为0.01m2的长方体木块用细线拴在一个空容器的底部,然后向空容器中缓慢加入水,直到木块上表面与液面相平,如图甲所示:在整个过程中,木块底部受到水压强随容器中水的深度的变化。如乙图所示,则当h小于9cm时,随着液面升高木块受到的浮力___________(选填“增大”、“减小”或“不变”),木块重力为___________N,当h为22cm时,细线对木块的拉力为___________N。若继续加水将木块淹没,随着液面的升高,细线对木块的拉力将___________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
参考答案
1.D
【解析】A.A球沉至容器底部,B球漂浮,C球悬浮,所以A球的密度大于水的密度,B球的密度小于水的密度,C球的密度等于水的密度,因此三个小球的密度大小关系是
ρA>ρC>ρB
又因为三球质量相同,由知道
故A错误;
B.三球质量相同,由 知道,三球受到的重力相等。由于A球沉至容器底部,B球漂浮,C球悬浮,由浮沉条件知道,A球受到的浮力大于球的重力,B球的浮力等于球的重力,C球的浮力等于球的重力,所以,三个小球所受浮力关系是 FA>FB=FC=G
故B错误;
C.三个相同烧杯中都装满水,里面的水的重力G水相等,由于烧杯底部对桌面的压力等于容器的总重力,则放入物体后对桌面的压力为 F=G容器+G水+G球-G排 G排=F浮
据此可得: F甲=G容器+G水+G甲-G排A=G容器+G水+G甲-FA
F乙=G容器+G水+G乙-G排B=G容器+G水+G乙-FB F丙=G容器+G水+G丙-G排C=G容器+G水+G丙-FC
由于 FA>FB=FC=G
所以 F甲故C错误;
D.由于B球排开水的体积小于C球排开水的体积,所以取出B、C两个小球后,丙液体的液面下降的多,所以C球对容器底部压强变化量比乙液体更大,故D正确。
2.B
【解析】A.冰熔化时,吸收热量,温度保持不变,故A正确,不符合题意;
B.冰块没有熔化前,物体所受的重力为
此时排开液体的体积为
当冰熔化成水后,质量不变,此时水所占的体积为
则冰化成水,体积变大,底面积相同,故高度变大,故B错误,符合题意;
C.冰块漂浮之后,随着冰的熔化,冰块的质量变小,漂浮时,浮力等于重力,重力变小,故受到的浮力逐渐变小,故C正确,不符合题意;
D.水对容器底部的压力最多增大
故D正确,不符合题意。
3.B
【解析】AD.吸气时,瓶内气压减小,烧瓶外的水进入烧瓶中,烧瓶自重增大,但不变,由可知,在水的密度不变时,“潜水艇”所受的浮力不变,AD错误;
B.由阿基米德原理可知“潜水艇”排开水的重力等于“潜水艇”受到的浮力,“潜水艇”所受浮力不变,排开水的重力不变,B正确;
C.“潜水艇”下沉过程中,顶部到水面的深度越来越大,根据可知,顶部受到水的压强越来越大,故C错误。
故选B.
4.D
【解析】A.甲乙液面相平,且液体均为水,根据p=ρgh可知,水对溢水杯底部的压强相等,故A错误;
B.铁块浸没在水中后,水面高度不变,水对杯底的压强不变,根据F=pS可知,水对杯底的压力不变,溢水杯的重力不变;因溢水杯对桌面的压力等于水对溢水杯底的压力与溢水杯的重力之和,所以溢水杯对桌面的压力不变,即 F甲=F乙
故B错误;
C.F1为铁块浸没水中前的拉力(等于铁块的重力),F2为铁块浸没水中后的拉力,根据称重法测浮力可知,铁块受到的浮力 F浮=F1﹣F2
故C错误;
D.根据阿基米德原理可知,铁块所受浮力等于排开水的重力,所以小烧杯中水的重力(排开水的重力) G=F浮=F1﹣F2
故D正确。
故选D。
5.B
【解析】A.由图可知,A、B两球排开液体的总体积
所以
已知甲、乙两个完全相同的容器,两容器中液面恰好相平,则
所以
即甲容器中液体的体积较大;已知容器中的液体质量相等,根据可知
根据阿基米德原理,则B球在甲中和乙中排开液体重力分别为


故A正确,A不符合题意;
B.由图可知,A在甲液体中漂浮,根据漂浮条件可知 ①
A和B在乙液体中一起悬浮,则A球的受力情况是 ②
由①②可知
故B错误,B符合题意;
C.已知两容器中液面恰好相平,即
因为
根据可知 ,
所以
故C正确,C不符合题意;
D.容器对水平面的压力等于容器的总重力,即
由于容器和液体质量均相等,A、B两球的质量不变,所以
即两容器对水平面的压力相等,由于甲、乙两个完全相同的容器,则水平面的受力面积相等,根据可知
即两容器对水平面的压强相等,故D正确,D不符合题意。
6.D
【解析】A.物体在细绳的拉力作用下恰好完全浸没,当液体向外排出时,木块受到的浮力会减小,但当木块恰好漂浮时,再向外抽水,在一段时间内,木块受到的浮力不变,当木块与容器底接触后,随水的减少,浮力减小,故A错误;
B.当t=0时,A与液面的上表面相平,此时A受到重力、绳子的拉力及液体对它的浮力的作用,故存在平衡关系
因为木块的重力
故木块受到的浮力
则由阿基米德原理得
这种液体不是水,故B错误;
C.当绳子的拉力为0时的情况,此时木块漂浮
此时排开液体的体积为
木块浸入液体中的深度为
故排出液体的质量
排出液体的时间为50s,故每秒钟排出液体的质量是
故C错误;
D.由细线受到拉力和时间的关系图像可知细线拉力与时间关系为
故当第30s时,绳子的拉力为2.4N,浮力为
此时排开液体的体积为
露出液面的体积为
故露出液面的高度为
故D正确。
7.C
【解析】由题知,两只完全相同的容器分别装等质量的水,则水的质量G1水=G2水;已知ρ铅>ρ铝,根据ρ=,得V=,所以质量相同的实心铅球和铝球的体积关系是:V铅<V铝:当实心铅球和铝球全部没入水中时V排=V物,则:V铅排<V铝排,根据F浮=ρ液gV排可知:F铅浮<F铝浮;根据物体间力的作用是相互的可知,实心球对水的压力F向下=F浮,由于台秤的示数N=G容器+G水+F向下,则两台秤的示数分别为:
N1=G容器+G1水+F1向下=G容器+G水+F铅浮; N2=G容器+G2水+F2向下=G容器+G水+F铝浮;
所以,N1<N2,故选项ABD中的关系均错误.
由于实心铅球和铝球质量相同,则根据G=mg可知:G铅=G铝;对于悬吊在水中的球来说,它受到自身的重力G、水对它的浮力F浮和悬线对它的拉力T三个力的作用而处于平衡,则绳的拉力为T=G-F浮;则: T1=G铅-F铅浮,T2=G铝-F铝浮;
所以,T1>T2;故选项C中的关系正确.
8.B
【解析】A.正方体A的体积为 VA=L3=(10cm)3=1000cm3
由ρ可得,正方体A的质量为 mA=ρAVA=1.2g/cm3×1000cm3=1200g=1.2kg
正立方体A的重力为 GA=mAg=1.2kg×10N/kg=12N
图甲中,正方体A受到竖直向上浮力和绳子的拉力、竖直向下的重力作用处于平衡状态,由正方体A受到的合力为零可得 F浮甲+F拉=GA
则 F浮甲=GA-F拉=12N-4N=8N
由F浮=ρ液gV排可得,甲液体的密度为
图丙中,正方体A受到竖直向上浮力、竖直向下的重力和绳子的拉力作用处于平衡状态,则 F浮丙=GA+F拉=12N+4N=16N
丙液体的密度为
所以,可得 ρ甲:ρ丙=0.8×103kg/m3:1.6×103kg/m3=1:2
故A错误;
B.图乙中,正方体A受到竖直向上的支持力和浮力、竖直向下的重力作用处于平衡状态,由正方体A受到的合力为零可得 F浮乙+F支=GA
则 F浮乙=GA-F支=12N-2N=10N,
乙液体的密度为
故B正确;
C.剪断丙容器中的细线,正立方体A静止时处于漂浮状态,受到的浮力
则正立方体A排开水的体积为
正方体A的底面积为 SA=L2=(10cm)2=100cm2=10﹣2m2
正方体A浸入丙液体的深度为
正立方体A静止时露出液面高度为 h露=L-h浸=10cm-7.5cm=2.5cm
故C错误;
D.图丁中,正方体A和物体B整体漂浮,受到的浮力为 F浮丙=GA+GB=12N+2N=14N
由浮力产生的原因F浮=F向上-F向下可得,正方体A下表面受到的压力
F向上=F浮+F向下=F浮丙=14N
正立方体A的下表面受到液体压强为
故D错误。
故选B。
9.B
【解析】A.乙容器中木块静止时,漂浮在水面上,如果向乙容器中加盐水,木块静止时,仍漂浮在水面上,由沉浮条件可知,木块受到的浮力始终等于木块的重力,所以木块受到的浮力不变,故A错误;
B.由阿基米德原理可知,物体受到浮力等于排开液体的重力,由于三个容器内水面高度相同,所以三个容器对桌面压力相同,由于三个容器完全相同,所以三个容器对桌面压强一样大,故B正确;
C.由于空心小球静止时悬浮在水中,所以制成小球的材料的密度比水的密度大,将小球分成大小两块,则实心部分将沉底,故C错误;
D.三个容器内水面高度相同,由液体压强公式p=ρgh可知,三个容器内水对容器底部压强相等,故D错误。
10.C
【解析】A.在甲、乙两图中,乙图容器内水的深度小,由可知,甲中水对容器底部的压强大于乙,故A错误;
B.将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,由物体的浮沉条件得,木块受到的浮力为

由阿基米德原理可知,木块受到的浮力为 ②
联立①②解得
故B错误;
C.因木块漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,所以木块的重力
图甲中绳子的拉力
则甲图中细线对木块的拉力与木块受到的浮力之比
故C正确;
D.将细线剪断,木块最终漂浮在水面上,容器和容器内水、木块的总重力不变,对桌面的压力仍等于总重力,故甲图中容器对水平桌面的压力等于乙图中容器对水平桌面的压力,故D错误。
故选C。
11.C
【解析】A.由图AC可知,物体A全部浸没在水中时所受浮力
此时,由图AB可知,物体A所受浮力
由可得,此时,即图B中的物体A有一半的体积浸没在水中,故A正确,不符合题意;
B.浮力产生的原因是物体上下表面受到的液体压力差可知,图C中物体A的上表面与水面相平(即上表面受到的液体压力为0),则其下表面受到的液体压力
故B正确,不符合题意;
C.由可得,物体A的体积
物体A的质量
物体A的密度
故C错误,符合题意;
D.图E中的物体A受到的浮力
由阿基米德原理可知,盐水的密度
故D正确,不符合题意。
12.D
【解析】A.瓷碗能漂浮在水面上,是因为内部空心的,只能说明瓷碗和内部空气的平均密度比水小,故A错误;
B.瓷碗漂浮时,浮力等于物体的重力,瓷碗沉底时,浮力小于物体的重力,所以瓷碗沉入水底时所受的浮力比漂浮时小,故B错误;
C.从整体角度来看,容器对桌面的压力大小等于水的重力、容器的重力和碗的重力大小之和。压力没有变,受力面积也没有变,所以压强也没有变,故C错误;
D.瓷碗沉入水底时所受的浮力比漂浮时小,根据阿基米德原理可知,在液体密度不变时,浮力变小,则瓷碗排开水的体积变小,所以瓷碗沉入水底时,水面会下降,水的深度比漂浮时小,根据p=ρgh可知,容器底部受到水的压强比漂浮时小,故D正确。
13.C
【解析】A.物体A 未放入烧杯前烧杯对台秤的压强为
故A正确,不符合题意;
B.物体A一半浸入水中后,物体A所受到的浮力
故B正确,不符合题意;
C.烧杯和水的总质量为800g,重为
当物体A一半浸入水中后,受到浮力为2N,浮力的反作用力向下,大小与浮力相等,也为2N,所以烧杯对台秤表面的压力增加到10N,故C错误,符合题意;
D.物体A一半浸入水中后,烧杯对台秤表面的压强
故D正确,不符合题意。
14.D
【解析】A.甲图中的物块与容器底部之间用少量蜡密封,则物块不受浮力,故A错误;
B.由丙图可知,h=0时,物块对容器底的压力F=G,所以物块的重力为120N,故B错误;
C.由图丙可知,容器中加水20cm时物块对容器底的压力为40N,此时物块受重力、支持力和浮力作用(支持力和压力是一对相互作用力),所以物块所受浮力
根据阿基米德原理,则
加水20cm到40cm深的过程中,物块所受浮力不变,说明物块浸没在水中,物块排开水的体积等于自身的体积为0.008m3,所以正方体的边长为0.2m;向容器内加水10cm时,物块对容器的压力为
则物块对容器底的压强
故C错误;
D.物块的质量
V物=0.008m3,所以物块的密度
故D正确。
15.D
【解析】土密度计在水、酒精、硫酸铜溶液中都处于漂浮状态,所以浮力都等于重力,即

设密度计平底试管的横截面积为S,长度为,螺母的体积为、则密度计在三种液体中排开液体的体积为
由阿基米德原理得,密度计在三种液体中受到的浮力为



解①②③④得
故ABC不符合题意,D符合题意。
16.C
【解析】A.冰山在海水中漂浮,冰山所受到的浮力等于它所受的重力,故A错误;
B.冰山所受到的浮力等于它所受的重力,根据阿基米德原理,冰山所受的重力等于它排开水所受的重力,故B错误;
C.冰山熔化一部分后密度仍然小于海水,所以仍会漂浮在水面上,故C正确;
D.冰山熔化一部分后,重力变小,浮力变小,则排开水的体积变小,故D错误。
17.不变 变小 变大
【解析】油轮从海水密度较小的水域驶入密度较大的水域,始终处于漂浮状态,油轮的重力不变,受到的浮力不变。由可知,油轮排开水的体积变小。
密度计在液体中处于漂浮状态,浸在液体体积越大,表明液体密度越小,对应的刻度值越小,所以它的刻度值从上到下逐渐变大。
18. 0.5×103 125
【解析】由ρ=可得
图a中,A、B共同悬浮,则 F浮A+F浮B=GA+GB,
即 ρ水g(VA+VB)=ρAgVA+mBg
其中VA=1×10﹣3m3,则
B放入水中后,A漂浮,有一部分体积露出水面,造成液面下降,A漂浮,F浮A=GA即ρ水gVA排=ρAgVA可得
液面下降高度为
液面下降后压强下降为 p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.0125m=125Pa
19.6.0×108 6.18×104
【解析】航空母舰受到的浮力等于排开液体所受的重力,受到的浮力为
F浮=G排=m排g=6.0×104×103kg×10N/kg=6.0×108N
海水对水面下6m处的舰体产生的压强为 p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×6m=6.18×104Pa
20.增大 9 6 不变
【解析】由图乙可知,当h小于9cm时,木块底部受到水压强随容器中水的深度增加而增大,由p=ρgh可知,木块浸在水中的深度增大,由V=Sh可知,木块排开水的体积增大,由F浮=ρ液gV排可知,此过程中木块所受的浮力增大;
由图乙知,容器中水的深度到达9cm后,容器中水的深度增加,木块底部受到的压强不变,说明容器中水的深度到达9cm时木块刚好漂浮,水的深度是 h=9cm=0.09m
此时水对木块下表面的压强是900Pa,由压强公式得,木块下表面受到水的压力为
因为此时木块刚好漂浮,根据浮力是木块浸在水中时上下表面受到水的压力差,由于木块上表面没有受到水的压力,所以木块受到的浮力为
根据漂浮条件得,木块的重力
由图乙知,当容器中水的深度是22cm时,木块刚好浸没,木块下表面受到水的压强是1500Pa,由压强公式得,此时木块下表面受到水的压力为
根据浮力产生的原因可知,木块受到的浮力为
此时木块受到竖直向上的浮力,竖直向下的重力和细线对木块的拉力作用,由力的平衡条件可知,此时细线对木块的拉力为
木块浸没后继续加水,木块排开水的体积不变,由可知,木块受到的浮力不变,整个过程中木块的重力不变,由可知,细线对木块的拉力不变。
浮力及其应用
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