浮力重难点专题
浮力规律总结:
一、漂浮问题“六规律”:(历年中考频率较高,)
规律一:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力;
规律二:同一物体在不同液体里,所受浮力相同;
规律三:同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小;
规律四:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几;
规律五:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。
规律六:物体漂浮在液体中时,它排开液体的重力等于物体的重力,排开液体的质量等于物体的质量。
二、沉底问题“四规律”:
规律一:物体在液体中,所受的浮力小于它受的重力;
规律二:同一物体在不同液体里,所受浮力不同,液体密度越大浮力越大;
规律三:同一物体在不同液体里沉底,排开液体的体积相同,都等于物体的体积;
规律四:物体沉底时,它排开液体的重力小于物体的重力,排开液体的质量小于物体的质量,等于液体的密度乘以物体的体积。
三、V排:
1、如果液体密度一定时,知道F浮可求V排,反之也可求浮力。
2、如果液体密度一定时,V排的变化量等于浮力的变化量除以液体密度与g的乘积。
3、在同一容器中,V排的变化量等于液体深度变化量乘以容器的底面积。
4、在同一液体中,V排等于物体的底面积乘以物体浸入液体的深度。
5、物体放入液体中时,V排等于液体的底面积乘以液体上升的高度。
四、浮力与上下表面的压力;
1、浮力是上下表面压力的合力。F浮=F2-F1
2、应用;一般上面的公式应用在求不规则图形收到液体给它的压力。
五、浮力与压强:一般情况下,浮力与压强(压力)的综合题都是液体对容器底的压强(压力)。
1、当物体浸入液体中时,如果物理在液体中 ( http: / / www.21cnjy.com )向下运动时,浮力的变化量等于液体对容器底的压力变化量。压强变化量等于压力(浮力)变化量除以容器底面积
2、当物体漂浮时,液体对物体底面的压强等于浮力除以物体的底面积,反之浮力等于物理底面受到压强乘以物体的底面积。
六、密度计原理:密度计放入不同密度不同的液体中时所受的浮力相同:
1、可以应用浮力相等列方程
浮力题型讲解与练习
一、沉浮条件及其应用
1.把重5N,体积为6×10-4m3的物体投入水中,当物体静止时,下列说法正确的是( )
A.物体上浮,F浮=6N B.物体沉在水底,F浮=6N
C.物体漂浮,F浮=5N D.物体悬浮,F浮=5N
2.把重为10N的物体缓慢放人装满水的溢水杯中,当物体静止后,测得溢出的水重为8N,则此时物体所处的状态及受到的浮力大小为( )
A.漂浮,F浮=8N B.悬浮,F浮=10N C.沉底,F浮=8N D.沉底,F浮=10N
3.关于浮沉条件的应用,下列说法中正确的是: ( )
A.潜水艇上浮过程中受到的浮力变大;
B.高空探测气球里所充气体的密度小于空气的密度;
C.密度计上的刻度示数从下到上是逐渐变大;
D.一支密度计放在不同的液体中所受的浮力的大小与液体的密度有关
4、“远征号”潜水艇从长江某基地赴东海执行任务过程中
A.潜水艇在海水中潜行时所受的浮力大于在江水中潜行时所受的浮力
B.潜水艇在海水中潜行时所受的浮力等于在江水中潜行时所受的浮力
C.潜水艇在海水中潜行时所受的重力小于在江水中潜行时所受的重力
D.潜水艇在海水中潜行时所受的重力等于在江水中潜行时所受的重力
5.在远洋轮船的船舷上,都漆着五条“吃水线”,又称“载重线”,如图所示.其中标有W的是北大西洋载重线,标有S的是印度洋载重线.当船从北大西洋驶向印度洋时,轮船受到的浮力以及北大西洋与印度洋的海水密度和的关系,有( )
A.浮力增大,= B.浮力减小,=
C.浮力不变,> D.浮力不变,<
6.甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材料不同的球,把它们投入水中静止后的情况如图所示.它们中所受浮力最小的是 ( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
7.如图所示,体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中.甲上浮、乙悬浮、丙下沉,在甲露出水面之前,关于它们所受浮力的说法正确的是( )
A.甲受到的浮力大 B.乙受到的浮力大
C.丙受到的浮力大 D.甲、乙、丙受到的浮力一样大
8.如图所示,在装有某种液体的容器中有处于 ( http: / / www.21cnjy.com )静止状态的甲、乙、丙三个形状不规则的实心物体,它们体积的大小关系不清楚,其中丙沉在容器底并对底部有压力,那么可以判断( )
A.它们受到的浮力大小关系是F甲>F乙>F丙
B.它们受到的浮力大小关系是F甲=F乙>F丙
C.它们的密度大小关系是ρ甲<ρ乙<ρ丙
D.它们的密度大小关系是ρ甲=ρ乙<ρ丙
9.(2013 厦门)同一个小球,先后放入 ( http: / / www.21cnjy.com )四个盛有不同液体的容器中,静止时的位置如图所示.四个容器中的液面到容器底面的距离相等,则容器底面受到液体压强最大的是( )
A. B. C. D.
10、(2012 泸州)如 ( http: / / www.21cnjy.com )图所示,水平桌面上放置有甲、乙两个完全相同的圆柱形烧杯,分别装入适量的密度不同但质量相等的盐水,将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两个烧杯中,鸡蛋在甲烧杯中处于悬浮状态,在乙烧杯中处于漂浮状态.下列判断正确的是( )
A.甲杯中盐水密度为ρ甲,乙杯中盐水密度为ρ乙,则ρ甲>ρ乙
B.鸡蛋在甲、乙两烧杯中受到的浮力分别为F浮和 ,则F浮>
C.放入鸡蛋后,甲、乙两烧杯对桌面的压力分别为F甲和F乙,则F甲>F乙
D.放入鸡蛋后,甲、乙两烧杯底部受到的压强分别为P甲和P乙,则P甲=P乙
11、 小明看到鸡蛋浮在盐水面上,他沿杯壁缓慢加入清水使鸡蛋下沉.在此过程中,鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图像可能是下图中的( )
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12. (2014·安徽省模拟)小明同 ( http: / / www.21cnjy.com )学把一个体积为125cm3苹果放人水中,苹果在水里处于悬浮状态,则苹果所受的浮力为________N.小明从水中取出苹果,分成一个大块和一个小片(如图6-34所示),再将小片放入水中,发现小片沉入水底,据此现象可以推断:若将大块浸没水中,松手后大块将会________(选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”).
13、 龙芳同学将一重4.0N的金属筒容器,开口向上放入水中,有1/3的体积露出水面;如在筒内装入100cm3的某种液体后,金属筒的11/12的体积没入到水中。则金属筒的容积是 m3(筒壁厚度不计),装入金属筒内液体的密度是 ,其质量是 g。
14.在水中放入一个正方体的木块,木块静止时有 的体积浸入水中,把木块放入另一种液体中,有的体积浸入该液体中,求:(g=10N/kg)
(1)木块的密度.
(2)液体的密度.
15.如图甲所示的平底薄壁玻璃杯,底面积为3×10-3m2,装满水后水深0.1m.现将一个5×10-5m3的木块缓慢放入水中,静止后木块有 的体积浸在水中(如图乙).水的密度是1.0×103kg/m3,取g=10N/kg.求:
(1)放入木块前水对杯底的压强是多少?
(2)放入木块后木块所受的浮力是多少?
(3)放入木块后水对杯底的压力是多少?
二、液面变化问题
类型一:容器中的固态物质投入水中后判断液面升降
实验:情景如图所示,小船和石块一起 ( http: / / www.21cnjy.com )漂浮在水中,将石块(或金属块)从船中取出放入水中后,你观察到的现象是水面 。
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类型一的结论是:
此类问题判断前后液面变化,实质是比 ( http: / / www.21cnjy.com )较V排的变化,因为液体密度不变,浮力跟V排 有关,所以转化为判断浮力的变化。若浮力变大,则V排 变大,液面 ;若浮力变小,则V排变小,液面 ;若浮力不变,则V排 不变,液面 。
从容器中往水中投放固态物质,也可以比较ρ物和ρ液的关系,若ρ物>ρ液,则液面 ;若ρ物≤ρ液,则液面 。
反馈练习:
如图所示,一个小船中放有ABC三个小球,小船 ( http: / / www.21cnjy.com )和球一起漂浮在水面上,其中A球密度小于水,B球密度等于水,C球密度大于水,小船可以自由的漂浮在水面上。
①只将A球放入水中, 则A球 (填浮沉状况),液面 (填“上升”或“下降”或“不变”)
②只将B球放入水中, 则B球 (填浮沉状况),液面 (填“上升”或“下降”或“不变”)
③只将C球放入水中, 则C球 (填浮沉状况),液面 (填“上升”或“下降”或“不变”)
④若将ABC三球同时从船中取出放入水中,则液面 (填“上升”或“下降”或“不变”)。
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类型二:纯冰浸于液体,熔化后判断液面升降
1.冰块放在水中,漂浮,熔化后,液面 。
2.冰块放在盐水中,漂浮,熔化后,液面 。
3.冰块放在煤油(或酒精)中,沉底,熔化后,液面 。
反馈练习:若冰块悬浮在密度为0.9g/cm3的液体中,熔化后,液面 。
类型三:冰块中含有其他物体浮于水中,冰块熔化后判断水面升降。
分析:由于冰块熔化后不会引起水面的变化,关键是分析冰块所包的物体引起的液面变化。(类比类型一)
冰块内包有一个石块(石块密度大于水的密度)漂浮在水面上,冰块熔化后,石块
(填浮沉状况),则水面 (填“上升”或“下降”或“不变”)。
2.冰块内包有一个密度等于水的物体漂浮在水面上,冰块熔化后,水面 (填“上升”或“下降”或“不变”)。
3.冰块内包有一个木块(木块密度小于水)漂浮在水面上,冰块熔化后,水面
(填“上升”或“下降”或“不变”)。
练习题:
1.水槽中放一个小铁盒,铁 ( http: / / www.21cnjy.com )盒中放少许细线和一个铝块,铁盒漂浮在水面。现用细线把铝块拴在铁盒下面,铁盒仍漂浮在水面,如图所示。讨论此时水槽中的水位以及铁盒浸入水中的体积,说法正确的是( )
A.水槽中水位不变,铁盒浸入水中的体积变大
B.水槽中水位下降,铁盒浸入水中的体积不变
C.水槽中水位不变,铁盒浸入水中的体积变小
D.水槽中水位上升,铁盒浸入水中的体积不变
2.重为5N的木块A,在 ( http: / / www.21cnjy.com )水中处于静止状态,此时绳子的拉力为3N,若绳子突然断了,木块A在没有露出水面之前,所受合力的大小和方向是 当木块露出水面漂浮时,水面 (填“上升”或“下降”或“不变”),木块所受浮力为 水对容器底的压力 (填“增加”或“减小”)了
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3.如图8所示,在底面积为S的圆柱形水 ( http: / / www.21cnjy.com )池底部有一个金属球,且金属就对容器地面压力为N(球与池底没有密合),圆柱型的水槽漂浮在池内的水面上,此时水槽受到的浮力为F1。若把金属球从水中捞出并放在水槽中漂浮在水池中,此时水槽受到的浮力为F2,捞起金属球前、后水池底受到水的压强变化量为p,水的密度为ρ水。根据上述条件可以求出
1、金属球质量,体积,密度。
2、把金属球捞出放在水槽中时,液体对容器地的压强变化量为多少?
3、液面上升的高度为多少?
4.如图5所示,在底面积为S的圆柱形水 ( http: / / www.21cnjy.com )槽底部有一个金属球(球与槽底没有紧密接触),圆柱型的烧杯漂浮在水面上,此时烧杯受到的浮力为F1。若把金属球从水中捞出并放在烧杯里漂浮在水中,此时烧杯受到的浮力为F2,捞起金属球后水槽底部受到水的压强变化量为p,水的密度为ρ水。根据上述条件可知
A.金属球受的重力为F2 –F1–pS
B.金属球被捞起前受的浮力为F2 –F1
C.金属球被捞起后水槽底部受水的压力减小了pS
D.金属球被捞起后烧杯排开水的体积增大了
5、装有金属球的小容器A漂浮在盛有 ( http: / / www.21cnjy.com )水的圆柱形大容器B的水面上,所受的浮力为Fl,如图8所示,若把金属从A中拿出投入水中沉到B的低部时,小容器A所受的浮力大小为F2,池底对金属球的支持大小为N,那么 ( )。
A.金属球所受重力的大小为Fl-F2
B.小容器所受重力的大小为F2
C.小容器所受浮力减小了N
D.大容器底部受水的压力减小了N
6.如图所示,质量为540g的凹形铝槽, ( http: / / www.21cnjy.com )放入盛有某种液体的底面积为100cm2的圆柱形容器中,液面上升了6cm,这时铝槽浮在液面上,槽口恰好与液面相平.
求:
①凹槽受到的浮力F浮=?
②液体的密度ρ液=?
③若该铝槽沉入液体中,则沉入前后液体对容器底的压强变化了多少Pa?(已知ρ铝=2.7×103kg/m3,取g=10N/kg)
7.如图所示,在底面积为100cm3 ( http: / / www.21cnjy.com )的圆柱形容器中,一个质量为0.6kg的实心木块A,在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为2N,剪断绳子后,水对容器底部的压强变化了_________Pa
三、拉力平衡问题
1.(2013 庆阳)一长方体铁块按如 ( http: / / www.21cnjy.com )图所示,从下表面与液面刚刚接触处下放至图中虚线位置.能大致反映铁块下降过程中所受浮力的大小F浮与铁块下表面浸入液体深度h深关系的图象是( )
A. ( http: / / www.21cnjy.com / ) B. ( http: / / www.21cnjy.com / ) C. ( http: / / www.21cnjy.com / ) D. ( http: / / www.21cnjy.com / )
2.如图甲所示,将一个挂在弹簧 ( http: / / www.21cnjy.com )测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中(容器中水足够深),在圆柱体接触容器底之前,图乙中所示能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面距离h关系的图像是:( )
( http: / / www.21cnjy.com / )
3、如图甲所示,弹簧测力计下挂着一个实 ( http: / / www.21cnjy.com )心圆柱体,将它逐渐浸入装有水的烧杯中,弹簧测力计的示数,随圆柱体下表面浸入的深度h的变化如图乙所示。下列结论错误的是(g取10N/kg)
A.圆柱体的质量为0. 3kg
B.圆柱体的体积为2. 0×10-4m3
C.圆柱体的密度为3×103kg/m3
D.圆柱体刚好浸没时其下表面受到水的压强为400Pa
4、如图甲所示,将一个重为1.2N的木块放 ( http: / / www.21cnjy.com )入水中,静止时木块有l/4的体积露出水面;若将木块用细绳系好,并固定在容器底部,木块完全浸没在水中,如图16乙所示,此时细绳对木块的拉力为 N。
5. (2015·河南模拟)张羽做完“认识浮力”和“浮力的大小跟哪些因素有关”两个探究实验后,联想前面学过的测密度,他用图6-41实验装置,他测出橡皮泥密度的表达式为,他写出所测果汁密度的表达式为ρ2= 。
6.如图1所示,一底面积为4 ( http: / / www.21cnjy.com )×10-3m2的圆柱体静止在水平桌面上.用弹簧测力计挂着此圆柱体从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,烧杯中原来水的深度为20cm.圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止.图2是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象.(取g=10N/kg)求:
(1)此圆柱体的重力是多少?
(2)圆柱体未浸入水中时,烧杯底部受到水的压强是多少?
(3)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是多少?
(4)圆柱体的体积是多少?
(5)圆柱体的密度是多少?
(6)圆柱体浸没水中后,烧杯底部受到水的压力是多少?
(7)分析图象BC段,可得结论:物体浸没液体之前,浸入液体的深度越深,实质上是指 _______________越大,受到的浮力越大.
(8)分析图象CD段,可得结论:物体浸没液体后,物体所受浮力大小与 _______________无关.
7.将质量为0.8kg、体积为1×10 ( http: / / www.21cnjy.com )-3m3的长方体木块放入盛有某种液体的容器中,木块漂浮在液面上.现用力缓慢向下压木块,当力的大小为2N时,木块刚好浸没在液体中,如图所示.g=10N/kg
求:
(1)求木块的密度;(2)液体的密度;
(3)当压木块的力为1.6N时,木块露出液面的体积.
8.甲、乙两物体的体积相同,甲的密度是 ( http: / / www.21cnjy.com )4×103kg/m3, 乙的密度是8×103kg/m3,将它们分别挂在A、B两个弹簧测力计下,则以下判断正确的是
A.A、B两弹簧测力计的示数之比F甲:F乙=1:1
B.若将它们都浸没在水中,甲、乙两物体受到的浮力之比F浮甲:F浮乙=1:2
C.若将它们都浸没在水中,A弹簧测力计的示数与甲受到的重力之比F′甲:G甲=3:4
D.若将它们都浸没在水中,A、B两弹簧测力计的示数之比F′甲:F′乙=7:3
9.如图6所示,甲、乙两个质量相等的实心物块,其密度为ρ甲=0.8×103kg/m3
ρ乙=0.4×103kg/m3,甲、乙均由弹簧竖直向下拉住浸没在水中静止。则
A. 甲、乙所受浮力之比为2︰1
B. 甲、乙所受浮力之比为1︰2
C. 甲、乙所受弹簧拉力之比为1︰6
D. 甲、乙所受弹簧拉力之比为2︰3
四、浮力压强综合
1、如图所示,在三个相同的容器中装有质量相同的水,将木块A、金属块B按不同的方式放入水中,待A、B静止时,三个容器中木块下表面所受的压强相比较,正确的是
( http: / / www.21cnjy.com / )
A.P甲>P乙>P 丙 B.P甲=P乙>P丙 C.P甲
2.(2013 雅安)如图所示,水平地面 ( http: / / www.21cnjy.com )上放置着两个底面积不同的薄壁圆柱形容器甲和乙(S甲<S乙),分别盛满质量相等的水和酒精,现将密度为ρ的物体A分别放入水和酒精中(ρ酒精<ρ<ρ水),待静止后,水和酒精对容器底部的压强分别为p水和p酒精,甲和乙容器对桌面的压力分别为F甲和F乙,则下列关系正确的是( )
A.p水>p酒精,F甲=F乙
B.p水>p酒精,F甲<F乙
C.p水<p酒精,F甲=F乙
D.p水<p酒精,F甲<F乙
3.(2012 河北)如图所示,质量相等的甲 ( http: / / www.21cnjy.com )、乙两个薄壁圆柱形容器内分别盛有深度相同的A、B两种液体,且ρA=2ρB.两容器的底面积分别为S甲和S乙,且S乙=2S甲.现将两个相同的小球分别放入甲、乙两容器中(没有液体溢出),小球在B液体中处于悬浮状态.下列判断正确的是( )
A.放入小球前,甲容器的底部所受液体的压力大于乙容器底部所受液体的压力
B.放入小球前,甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
C.放入小球后,甲容器的底部所受液体的压强大于乙容器底部所受液体的压强
D.放入小球后,甲容器对桌面的压强等于乙容器对桌面的压强
4.(2014 东城区一模)如图所示,A、B、C、D四个不同的小球放在盛有水的相同容器中保持静止,D球沉在容器底部,此时四个容器中的水面到容器底面的距离相同,下列说法正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com / )
A.四个球的密度分别为ρ1、ρ2、ρ3、ρ4、它们的关系是ρ1<ρ2<ρ3>ρ4
B.四个容器对水平面的压力分别为F1、F2、F3、F4,它们的关系是F1=F2=F3<F4
C.四个容器底受到的压强分别为P1、P2、P3、P4,它们的关系是P1=P2=P3=P4
D.四个容器的总重分别为G1、G2、G3、G4,它们的关系是G1<G2<G3<G4
5.甲、乙是两个完全相同的容器,底部 ( http: / / www.21cnjy.com )用玻璃管相通,玻璃管中间有一个阀门k.关闭阀门,甲、乙容器中分别倒入水和煤油,然后将两个相同的木球放入两容器中,静止时的情况如图所示,此时两容器中的液面是相平的,现打开阀门经过一段时间后,下列说法正确的是( )
A.阀门关闭时甲容器中小球受到的浮力较大
B.阀门关闭时甲容器底部受到的压强较大,阀门打开后乙容器底部受到的压强较大
C.打开阀门后甲容器中液面下降,乙容器中液面上升
D.打开阀门后,甲容器中小球受到的浮力不变,乙容器中小球受到的浮力变小
6.如图所示,两个质量相同的容器,甲的 ( http: / / www.21cnjy.com )底面面积小于乙的底面面积,装有等质量的水,放在水平桌面上.现用细线悬挂两个相同的铜球后分别浸没于两容器的水中,则甲、乙两容器对桌面的压力和压强增加的大小比较,正确的是( )
A.甲增加的压力和压强都大于乙的
B.甲增加的压力和压强都小于乙的
C.甲和乙增加的压力相等,甲增加的压强都大于乙的
D.甲和乙增加的压力相等,甲增加的压强都小于乙的
7.如图所示,水平桌面上有一装满水的烧杯 ( http: / / www.21cnjy.com )和一个物块.杯内水对杯底的压强为P1,烧杯对桌面的压强为P2.若将物块轻轻地放入烧杯中,则物块放入后( )
A.P1增大,P2一定不变
B.Pl增大,P2可能增大
C.Pl不变,P2一定不变
D.P1不变,P2可能增大
8.如图所示,容器里装有水,水对容 ( http: / / www.21cnjy.com )器底面的压力为15N.如果再把一个重2N的蜡块放人容器中,蜡块浮在水面上静止不动,水也未溢出容器,放入蜡块后水对容器底面的压力( )
A.等于17N
B.大于17N
C.小于17N
D.条件不足,无法判断
9.(2013年重庆中考B卷)如图5 ( http: / / www.21cnjy.com )所示,三个相同的容器内水面高度相同,甲容器内只有水,乙容器内有木块漂浮在水面上,丙容器中悬浮着一个小球,则下列四种说法正确的是( )
A.三个容器对水平桌面的压力相等
B.三个容器中,丙容器对水平桌面的压力最大
C.如果向乙容器中加入盐水,木块受到的浮力变大
D.如果向丙容器中加入酒精,小球受到的浮力不变
10.如图,甲、乙、丙三个实心小球分别 ( http: / / www.21cnjy.com )在不同的液体中静止,三个球的体积关系是V甲>V乙=V丙,三种液体的密度关系是ρ1=ρ2>ρ3.则三个球的重力、密度的大小关系应该为( )
A.G甲=G乙>G丙,ρ甲>ρ乙>ρ丙
B.G甲>G乙>G丙,ρ甲>ρ乙>ρ丙
C.G甲>G乙=G丙,ρ甲>ρ乙=ρ丙
D.G甲>G乙>G丙,ρ甲=ρ乙>ρ丙
11.(多选)一个大物块甲, ( http: / / www.21cnjy.com )先后两次分别在小物块乙和小物块丙的作用下,其上表面恰好与水面相平,甲、乙之间用绳连接,如图所示.则下列说法正确的是( )
A.两种情况下,甲物块所受浮力相等
B.绳的拉力与丙物块的重力大小相等
C.乙物块的密度比水小
D.乙物块的质量比丙物块大
12.(2015 镇江二模 ( http: / / www.21cnjy.com ))如图(a)所示,在盛有水的圆筒形容器内,铁块甲放在木块乙上,木块乙浮在水面上,木块受的浮力为F,水对容器底部的压强为P,水面距容器底部的高度为h.现将甲取下并用轻绳系在乙的下方,如图(b)所示,则( )
A.浮力F减小 B.压强P减小
C.高度h减小 D.甲受到的合力减小
图8
图5