沪粤版物理八下9.3研究物体的沉浮条件
考点一.利用沉浮条件判断
1.(2021?蓟州区模拟)如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是( )
A.物体受到的浮力大小关系为FA<FB<FC
B.三个物体的密度大小关系为ρA>ρB>ρC
C.容器底部受到水的压力大小关系为F甲=F乙=F丙
D.容器对桌面的压强大小关系为p甲=p乙=p丙
2.(2021?河北模拟)在两支相同的平底试管内装入等量铁砂,然后分别放入装有甲、乙两种不同液体的烧杯里,其静止状态如图所示,则下列说法正确的是( )
A.试管在甲液体中受到的浮力较大
B.两个烧杯底部所受液体压强相等
C.试管在乙液体中排开的液体密度较大
D.两支试管底部所受液体压强相等
3.小明每天测量同一个鸡蛋的质量,再把鸡蛋放入水中,观察它的浮沉情况后,取出放好。如图是他记录的部分数据及现象(鸡蛋的体积与水的密度均保持不变),下列判断不正确的是( )
第1天 第8天 第29天 第57天 第58天 第70天
质量m/g 66.8 66.2 64.4 62.0 61.9 60.8
鸡蛋 在水
中的
位置
沉底
沉底
沉底
悬浮
漂浮
漂浮
A.第70天受到的浮力最小
B.第57天受到的浮力与第70天受到的浮力相等
C.从第1天到第70天过程中,鸡蛋的密度一直在变小
D.从第1天到第57天过程中,鸡蛋受到的浮力一直相等
4.(2020春?海珠区校级月考)如图所示,将苹果和梨子放入水中后,苹果漂浮,梨子沉底。若苹果的质量、体积及受到的浮力分别为m1、V1和F1,梨子的质量、体积及受到的浮力分别为m2、V2和F2,现有以下判断:
①若m1>m2,则F1一定大于F2
②若m1=m2,则F1一定小于F2
③若V1=V2,则F1一定小于F2
④若V1>V2,则F1不一定大于F2
⑤往水中加盐,苹果受到的浮力不变
⑥切除苹果露出水面部分,苹果将处于悬浮状态
其中正确的是( )
A.①③④⑤ B.①④⑥ C.②③⑤ D.②③⑥
5.(2020春?海珠区月考)如图所示,水面下有两艘完全相同的潜艇,其中一艘正在上浮,另一艘正在下潜,以下判断正确的是( )
A.正在下潜的是甲艇
B.没露出水面前,上浮潜艇所受的浮力不断增大
C.正在下潜的潜艇,所受的浮力不断减小
D.两艘潜艇所受的浮力相同
6.(2020?越秀区校级三模)如图水平面上有两个相同的杯子,分别装不同的液体,将同一个小球A分别放入两杯中,静止时,小球A在甲液体中漂浮,在乙液体中沉底。再往两个杯中放一些盐,杯中液体密度都增大,但两物体仍处于原来的状态,加入盐后( )
A.小球A在甲液体中受到的浮力变大
B.小球A在乙液体中受到的浮力不变
C.小球A在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中受到的浮力
D.小球A在甲液体中受到的浮力等于在乙液体中受到的浮力
7.(2020春?天河区月考)如图所示,将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯中处于漂浮状态,在乙杯中处于悬浮状态。下列判断正确的是( )
A.甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度
B.鸡蛋在甲杯中排开的盐水的重力与在乙杯中排开的盐水的重力相等
C.鸡蛋在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力
D.鸡蛋在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力
8.(2020春?潮南区期末)水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体,将两个完全相同的小球M、N分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示,两容器内液面相平。下列分析正确的是( )
A.两小球所受浮力FM=FN
B.两种液体对容器底部的压强p甲=p乙
C.两种液体的密度ρ甲=ρ乙
D.两种液体对容器底部的压力F甲<F乙
9.(2020春?广州期末)两个相同的烧杯中分别装满了两种相同的液体,把体积相同的甲、乙两球分别轻轻放入两杯液体,最后甲沉底,乙漂浮,如图所示,甲、乙所受浮力相比( )
A.甲所受浮力更大 B.乙所受浮力更大
C.甲、乙所受浮力一样大 D.无法比较浮力大小
10.(2020春?荔湾区期末)如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水:将A、B、C三个体积相同的正方体分别入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是( )
A.三个物体的密度大小关系是ρA>ρB>ρC
B.物体受到的浮力大小关系为FA=FB=FC
C.容器对桌面的压力大小关系是F甲=F乙=F丙
D.容器底部受到水的压强大小关系为p甲>p乙>p丙
考点二.利用沉浮条件计算
11.(2019春?广州期末)小红把体积均为2cm3的石块和木块放进水中,最终石块沉到水底,木块浮在水面上(如图所示)。(已知ρ水=1.0×103kg/m3,ρ木=0.5×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)在图中画出木块受力示意图。
(2)木块和石块受到的浮力大小分别是多少?
12.(2019春?惠城区期末)如图所示是我国自行设计的“蛟龙号”载人潜水器,质量22吨,体积约84m3,2012年成功挑战7000米深度。
(1)“蛟龙号”空载在水面漂浮时受到的浮力是多大?
(2)“蛟龙号”在7000m深处受到的压强是多少?(海水密度近似ρ=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(3)潜水器的一个摄像观察玻璃窗口的面积约为2.0×10﹣2m2,则海水对该观察玻璃窗口的压力是多大?
13.(2019春?潮阳区校级期中)将质量为0.8kg的木块放在盛有某种液体的容器中,如图所示,木块漂浮时有4/5的体积浸没,此时液体液面离容器底部的距离为30cm,已知木块密度为0.8×103kg/m3,g取10N/kg,求:
(1)木块漂浮时所受的浮力大小
(2)液体的密度
(2)容器底部受到的液体压强大小
14.(2018春?盐田区校级期中)如图所示,将边长为10cm的正方体木块放入装有某种液体的圆柱形容器中,木块静止时,有的体积露出液面,此时液面比放入木块前升高2cm,容器底部受到的压强变化了160Pa(取g=10N/kg),求
(1)液体的密度是多大?
(2)木块的密度为多大?
(3)要使木块完全浸没需要施加多大的压力?
15.(2018秋?西湖区校级月考)小金学了浮力的知识后,想制造一台浮力秤,他将一段密度为0.5×103千克/米3,粗细均匀的木料,先进行不吸水处理,再将其竖立水中、如图所示,这段木料长为40厘米,横截面积为0.1米2,其上面可以作为秤盘,问:(g=10N/kg )
(1)质量为0的刻度线的位置在哪里?(写出计算过程)
(2)距离上表面10厘米处的刻度对应的质量为多少?(写出计算过程)
沪粤版物理八下9.3研究物体的沉浮条件
1.(2021?蓟州区模拟)如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是( )
A.物体受到的浮力大小关系为FA<FB<FC
B.三个物体的密度大小关系为ρA>ρB>ρC
C.容器底部受到水的压力大小关系为F甲=F乙=F丙
D.容器对桌面的压强大小关系为p甲=p乙=p丙
【解答】解:A、由图可知,A、B、C三个正方体排开水的体积关系为VA排<VB排<VC排,
根据F浮=ρ液gV排可知,浮力的大小关系为:FA<FB<FC,故A正确;
B、由题知,A、B、C三个正方体的体积相同;
A由图可知,A和B处于漂浮,C处于悬浮,
则由浮沉条件可知:GA=FA,GB=FB,GC=FC,
由于FA<FB<FC,所以GA<GB<GC;
由于正方体A、B、C的体积相同,
所以根据ρ==可知,物体密度的大小关系:ρA<ρB<ρC,故B错误;
CD、因正方体分别处于漂浮或悬浮状态,则浮力等于自身重力,由阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于排开液体的重力,即说明容器中正方体的重力等于正方体排开水的重力,即可以理解为,容器中正方体的重力补充了它排开的水的重力,能看出三个容器内总重力相等;由于容器相同,所以三个容器对桌面的压力关系为F甲=F乙=F丙;因为容器的底面积S相等,故容器对桌面的压强大小关系为p甲=p乙=p丙,故CD正确。
故选:ACD。
2.(2021?河北模拟)在两支相同的平底试管内装入等量铁砂,然后分别放入装有甲、乙两种不同液体的烧杯里,其静止状态如图所示,则下列说法正确的是( )
A.试管在甲液体中受到的浮力较大
B.两个烧杯底部所受液体压强相等
C.试管在乙液体中排开的液体密度较大
D.两支试管底部所受液体压强相等
【解答】解:
A、由于装入等量铁砂的相同平底试管在两液体中都漂浮,所以试管受到的浮力:F甲=F乙=G,故A错误;
BC、由图可知,排开的液体体积V排甲>V排乙,而F甲=F乙,
则根据ρ液=可知,ρ甲<ρ乙,故C正确;
由图可知,放入试管后液面等高,根据p=ρgh可知,烧杯底部所受压强p甲<p乙,故B错误;
D、物体受到的浮力等于物体上下表面受到液体的压力差,而上表面受到的压力为0,
所以F浮=F下表面﹣F上表面=F下表面,
由于受到的浮力相等,所以下表面受到的压力相等,即:F甲=F乙,
由p=可知,试管底部所受液体压强:p甲′=p乙′,故D正确。
故选:CD。
3.小明每天测量同一个鸡蛋的质量,再把鸡蛋放入水中,观察它的浮沉情况后,取出放好。如图是他记录的部分数据及现象(鸡蛋的体积与水的密度均保持不变),下列判断不正确的是( )
第1天 第8天 第29天 第57天 第58天 第70天
质量m/g 66.8 66.2 64.4 62.0 61.9 60.8
鸡蛋 在水
中的
位置
沉底
沉底
沉底
悬浮
漂浮
漂浮
A.第70天受到的浮力最小
B.第57天受到的浮力与第70天受到的浮力相等
C.从第1天到第70天过程中,鸡蛋的密度一直在变小
D.从第1天到第57天过程中,鸡蛋受到的浮力一直相等
【解答】解:
AB、由表中数据可知,鸡蛋在第57天时处于悬浮状态,悬浮时浮力等于重力:F浮=G=mg=0.062kg×10N/kg=0.62N,在这之前浮力都等于0.62N(在这之前鸡蛋排开水的体积不变),在这之后,鸡蛋处于漂浮状态,浮力等于重力,但在第70天时鸡蛋的质量最小,重力最小,浮力也最小,故A正确,B错误;
C、从第1天到第70天过程中,鸡蛋的质量一直在减小,其体积不变,根据ρ=可知,鸡蛋的密度一直在变小,故C正确;
D、根据图示可知,从第1天到第57天过程中,鸡蛋始终全部浸没,而鸡蛋的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知,浮力不变,所以鸡蛋受到的浮力一直相等,故D正确。
本题选择不正确的,故选:B。
4.(2020春?海珠区校级月考)如图所示,将苹果和梨子放入水中后,苹果漂浮,梨子沉底。若苹果的质量、体积及受到的浮力分别为m1、V1和F1,梨子的质量、体积及受到的浮力分别为m2、V2和F2,现有以下判断:
①若m1>m2,则F1一定大于F2
②若m1=m2,则F1一定小于F2
③若V1=V2,则F1一定小于F2
④若V1>V2,则F1不一定大于F2
⑤往水中加盐,苹果受到的浮力不变
⑥切除苹果露出水面部分,苹果将处于悬浮状态
其中正确的是( )
A.①③④⑤ B.①④⑥ C.②③⑤ D.②③⑥
【解答】解:
由于苹果漂浮,梨子沉底,则根据浮沉条件可知:
F1=G1=m1g,F2<G2=m2g,
(1)若m1>m2,则F1>F2,故①正确;
(2)若m1=m2,则F1>F2,故②错误;
由于苹果漂浮,梨子沉底,则:
V排1<V1,V排2=V2,
由于都是浸在水中,根据F浮=ρ水gV排可知:
(3)若V1=V2,则F1<F2,故③正确;
(4)若V1>V2,则V排1与V排2的大小不能比较,所以,F1不一定大于F2,故④正确。
(5)苹果处于漂浮状态,其密度小于水的密度,往水中加盐,水的密度变大,苹果仍然漂浮,所以苹果受到的浮力仍然等于其自身重力,不所受浮力不变,故⑤正确;
(6)苹果处于漂浮状态,其密度小于水的密度,苹果的密度较均匀,切去一半后仍小于水的密度,所以仍处于漂浮状态。故⑥错误。
由此分析可知①③④⑤正确。
故选:A。
5.(2020春?海珠区月考)如图所示,水面下有两艘完全相同的潜艇,其中一艘正在上浮,另一艘正在下潜,以下判断正确的是( )
A.正在下潜的是甲艇
B.没露出水面前,上浮潜艇所受的浮力不断增大
C.正在下潜的潜艇,所受的浮力不断减小
D.两艘潜艇所受的浮力相同
【解答】解:A、潜水艇是通过改变水舱中的水的重力来改变自身重力的,要使潜水艇上浮,应使潜水艇所受的浮力大于潜水艇的重力,所以水舱中水较少时潜水艇上浮,故甲图为上浮时的情景,乙图为下潜时的情景,故A错误;
B、根据F浮=ρ液gV排知,在没露出水面前,上浮潜艇排开水的体积不变,所受的浮力不变,故B错误;
C、根据F浮=ρ液gV排知,正在下潜的潜艇,排开水的体积不变,所受的浮力不变,故C错误;
D、根据阿基米德原理可知,潜水艇所受的浮力等于潜水艇排开水的重力,因甲、乙两种情景潜水艇排开水的重力相等,故所受的浮力相等,故D正确。
故选:D。
6.(2020?越秀区校级三模)如图水平面上有两个相同的杯子,分别装不同的液体,将同一个小球A分别放入两杯中,静止时,小球A在甲液体中漂浮,在乙液体中沉底。再往两个杯中放一些盐,杯中液体密度都增大,但两物体仍处于原来的状态,加入盐后( )
A.小球A在甲液体中受到的浮力变大
B.小球A在乙液体中受到的浮力不变
C.小球A在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中受到的浮力
D.小球A在甲液体中受到的浮力等于在乙液体中受到的浮力
【解答】解:由图可知,小球A在甲液体中始终处于漂浮状态,浮力等于重力,浮力不变;
小球A在乙液体中下沉,受到的浮力小于重力,加入盐后,液体的密度变大,排开的液体的体积不变,则小球受到的浮力变大,但仍小于重力;所以小球A在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中受到的浮力,故ABD错误,C正确;
故选:C。
7.(2020春?天河区月考)如图所示,将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯中处于漂浮状态,在乙杯中处于悬浮状态。下列判断正确的是( )
A.甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度
B.鸡蛋在甲杯中排开的盐水的重力与在乙杯中排开的盐水的重力相等
C.鸡蛋在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力
D.鸡蛋在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力
【解答】解:
A、同一个鸡蛋在甲中漂浮,所以鸡蛋的密度小于甲盐水的密度;在乙中悬浮,所以鸡蛋的密度等于乙盐水的密度,所以甲盐水的密度大于乙盐水的密度,故A错误;
BCD、鸡蛋在甲中漂浮,所以浮力等于重力,在乙中悬浮,所以浮力等于重力,所以甲乙中受到的浮力相等,则由F浮=G排可知,鸡蛋在甲杯中排开盐水的重力等于在乙杯中排开盐水的重力,故B正确,CD错误。
故选:B。
8.(2020春?潮南区期末)水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体,将两个完全相同的小球M、N分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示,两容器内液面相平。下列分析正确的是( )
A.两小球所受浮力FM=FN
B.两种液体对容器底部的压强p甲=p乙
C.两种液体的密度ρ甲=ρ乙
D.两种液体对容器底部的压力F甲<F乙
【解答】解:
A、小球 M 在甲液体中漂浮,则浮力FM=GM,小球 N 在乙液体中悬浮,则浮力FN=GN,由于小球M、N 完全相同,即GM=GN,则有FM=FN,故A正确;
BC、小球 M 在甲液体中漂浮,则密度ρM<ρ甲,小球 N 在乙液体中悬浮,则密度ρN=ρ乙,由于小球M、N 完全相同,即ρM=ρN,则有ρ甲>ρ乙,因为:ρ甲>ρ乙,两容器液面相平即容器底部深度h相同,根据液体压强计算公式 p=ρgh 可知,p甲>p乙,故BC错误;
D、由上面分析得容器底部液体压强p甲>p乙,两容器底面积相同,由压力计算公式 F=pS 得,容器底部受到液体压力F甲>F乙,故D错误。
故选:A。
9.(2020春?广州期末)两个相同的烧杯中分别装满了两种相同的液体,把体积相同的甲、乙两球分别轻轻放入两杯液体,最后甲沉底,乙漂浮,如图所示,甲、乙所受浮力相比( )
A.甲所受浮力更大 B.乙所受浮力更大
C.甲、乙所受浮力一样大 D.无法比较浮力大小
【解答】解:已知两球体积相同,由图示可知,甲球排开液体的体积大于乙球排开液体的体积;
因为两烧杯中的液体密度相同,由F浮=ρ液gV排可得,甲所受到的浮力大于乙受到的浮力,故A正确,BCD错误。
故选:A。
10.(2020春?荔湾区期末)如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水:将A、B、C三个体积相同的正方体分别入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同。下列说法正确的是( )
A.三个物体的密度大小关系是ρA>ρB>ρC
B.物体受到的浮力大小关系为FA=FB=FC
C.容器对桌面的压力大小关系是F甲=F乙=F丙
D.容器底部受到水的压强大小关系为p甲>p乙>p丙
【解答】解:由题知,A、B、C三个正方体的体积相同;
AB、由图可知,A、B、C三个正方体排开水的体积关系为VA排<VB排<VC排,
根据F浮=ρ液gV排可知,浮力的大小关系为:FA<FB<FC,故B错误;
由图可知,A和B处于漂浮,C处于悬浮,
则由浮沉条件可知:GA=FA,GB=FB,GC=FC,
由于FA<FB<FC,所以GA<GB<GC;
由于正方体A、B、C的体积相同,
所以根据ρ==可知,物体密度的大小关系:ρA<ρB<ρC,故A错误;
C、因正方体分别处于漂浮或悬浮状态,则浮力等于自身重力,由阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于排开液体的重力,即说明容器中正方体的重力等于正方体排开水的重力,即可以理解为,容器中正方体的重力补充了它排开的水的重力,能看出三个容器内总重力相等;由于容器相同,所以三个容器对桌面的压力关系为F甲=F乙=F丙,故C正确;
D、正方体静止时,三个容器内水面高度相同,即h相同,水的密度一定,根据p=ρgh可知,容器底受到水的压强关系为p甲=p乙=p丙,故D错误。
故选:C。
11.(2019春?广州期末)小红把体积均为2cm3的石块和木块放进水中,最终石块沉到水底,木块浮在水面上(如图所示)。(已知ρ水=1.0×103kg/m3,ρ木=0.5×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)在图中画出木块受力示意图。
(2)木块和石块受到的浮力大小分别是多少?
【解答】解:(1)木块静止,受到重力和浮力是一对平衡力,大小相等,重力方向竖直向下,浮力方向竖直向上,力的作用点画在重心上,如下图所示:
(2)由ρ=可得,木块的质量:
m=ρ木V=0.5×103kg/m3×2×10﹣6m3=1×10﹣3kg,
木块受到的重力:
G=mg=1×10﹣3kg×10N/kg=0.01N,
木块漂浮在水中,则有:F浮=G=0.01N;
石块的浮力:
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣6m3=0.02N。
答:(1)如上图所示;
(2)木块和石块受到的浮力大小分别是0.01N和0.02N。
12.(2019春?惠城区期末)如图所示是我国自行设计的“蛟龙号”载人潜水器,质量22吨,体积约84m3,2012年成功挑战7000米深度。
(1)“蛟龙号”空载在水面漂浮时受到的浮力是多大?
(2)“蛟龙号”在7000m深处受到的压强是多少?(海水密度近似ρ=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(3)潜水器的一个摄像观察玻璃窗口的面积约为2.0×10﹣2m2,则海水对该观察玻璃窗口的压力是多大?
【解答】解:(1)“蛟龙号”空载在水面漂浮时受到的浮力:
F浮=G=mg=22×103kg×10N/kg=2.2×105N。
(2)“蛟龙号”在7000m深处受到的压强:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×7000m=7×107Pa;
(3)根据p=可得,海水对该观察玻璃窗口的压力:
F=pS=7×107Pa×2.0×10﹣2m2=1.4×106N。
答:(1)“蛟龙号”空载在水面漂浮时受到的浮力是2.2×105N;
(2)“蛟龙号”在7000m深处受到的压强是7×107Pa;
(3)海水对该观察玻璃窗口的压力是1.4×106N。
13.(2019春?潮阳区校级期中)将质量为0.8kg的木块放在盛有某种液体的容器中,如图所示,木块漂浮时有4/5的体积浸没,此时液体液面离容器底部的距离为30cm,已知木块密度为0.8×103kg/m3,g取10N/kg,求:
(1)木块漂浮时所受的浮力大小
(2)液体的密度
(2)容器底部受到的液体压强大小
【解答】解;(1)木块漂浮,则受到的浮力为:F浮=G=mg=0.8kg×10N/kg=8N;
(2)因为木块漂浮,所以F浮=G,
又因为F浮=ρ液gV排,G=mg=ρgV,
所以ρ液gV=ρ木gV,
则液体的密度为:ρ液=ρ水=×0.8×103kg/m3=1×103kg/m3;
(3)烧杯底部受到的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa。
答:(1)木块漂浮时所受的浮力大小为8N;(2)液体的密度为1×103kg/m3;(2)容器底部受到的液体压强大小为3000Pa。
14.(2018春?盐田区校级期中)如图所示,将边长为10cm的正方体木块放入装有某种液体的圆柱形容器中,木块静止时,有的体积露出液面,此时液面比放入木块前升高2cm,容器底部受到的压强变化了160Pa(取g=10N/kg),求
(1)液体的密度是多大?
(2)木块的密度为多大?
(3)要使木块完全浸没需要施加多大的压力?
【解答】解:
(1)根据公式p=ρgh可得,液体的密度:
ρ液===0.8×103kg/m3;
(2)木块静止时,有的体积露出液面,则V排=(1﹣)V木=V木,
根据漂浮条件可得:F浮=G木,即:ρ液gV排=ρ木gV木,
所以,ρ木=ρ液=×ρ液=×0.8×103kg/m3=0.6×103kg/m3;
(3)木块的体积:
V木=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3,
木块的重力:
G木=m木g=ρ木gV木=0.6×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=6N,
木块完全浸没时受到的浮力:
F浮′=ρ液gV木=0.8×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=8N,
要使木块完全浸没需要施加的压力:
F=F浮﹣G木=8N﹣6N=2N。
答:(1)液体的密度是0.8×103kg/m3;
(2)木块的密度为0.6×103kg/m3;
(3)要使木块完全浸没需要施加2N的力。
15.(2018秋?西湖区校级月考)小金学了浮力的知识后,想制造一台浮力秤,他将一段密度为0.5×103千克/米3,粗细均匀的木料,先进行不吸水处理,再将其竖立水中、如图所示,这段木料长为40厘米,横截面积为0.1米2,其上面可以作为秤盘,问:(g=10N/kg )
(1)质量为0的刻度线的位置在哪里?(写出计算过程)
(2)距离上表面10厘米处的刻度对应的质量为多少?(写出计算过程)
【解答】解:(1)木料的体积:V=Sh=0.1m2×0.4m=0.04m3,
由ρ=得,木料的质量为:
m0=ρV=0.5×103kg/m3×0.04m3=20kg;
木料处于漂浮状态,浮力等于重力,即F浮=G=mg=20kg×10N/kg=200N,
由阿基米德原理得,排开水的体积为:
V排===0.02m3,
木料浸入水中的高度:h0===0.2m=20cm,
因为物体上没有放物体,故浮力秤的0刻度线的位置在距离下表面20cm处。
(2)距离上表面10厘米处时,浮力秤的浮力为:
F′浮=ρ水gV′排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.4m﹣0.1m)×0.1m2=300N,
物体的重力为:G物=F′浮﹣G=300N﹣200N=100N,
由G=mg得,物体的质量为:
m物===10kg。
答:(1)质量为0的刻度线的位置在距离下表面20cm处;
(2)距离上表面10厘米处的刻度对应的质量为10kg。