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- 2021-05-10 发布
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16.(2012•贵港)如图所示,一个质量为500g,面积100cm2,高为15cm的圆柱体容器(容器壁的厚度忽略不计)放在水平桌面的中央,容器中装有1000cm3水,将一个重3N,高为10cm的实心长方体A挂在弹簧测力计上,然后竖直浸入水中,当物体A刚好浸没在水中时,弹簧测力计的读数为2N,(g取10N/kg)(1)求物体A受到的浮力;(2)求物体A的密度;(3)当物体A刚好浸没在水中时,容器对水平桌面的压强;(4)把刚好浸没在水中的物体A竖直往上缓慢提升4.5cm后,使物体A保持静止,则此时弹簧测力计的读数为多少牛?
29.(2010•漳州)小岚同学经常利用废旧物品做实验,她将一只塑料可乐瓶剪去底部制成漏斗,用它做了如下实验:(1)如图(甲)所示,把一只乒乓球放在瓶内(瓶颈的截面直径略小于乒乓球的直径),从上面倒入水,观察到有水从乒乓球与瓶颈之间的缝隙中流出,但乒乓球并不上浮.乒乓球没有浮起来的原因是 _________ .
(2)如图(乙)所示,用手堵住瓶颈的出水口,水继续流下并注满瓶颈后,乒乓球上浮.乒乓球上浮的原因是 _________ .
浮力2013年物理中考复习专题练习参考答案
一.填空题(共5小题)1.(2012•十堰)2012年6月3日我国自主研制的载人潜水器“蛟龙号”由母船向阳红09号大型海洋考船搭载,前往深海进行7000米深浅实验.向阳红09号的排水量为4500吨,满载航行时它受到的浮力为 4.5×107 N.在蛟龙号下潜过程中,海水对它的压强会如何变化? 变大 ;当它顺利达到实验下潜深度7000米时受到的压强为 7×107Pa ;此时蛟龙号将面临高压低温挑战,它在7000米深度时相当于每平方米负重 7000 吨(g=10N/kg、海水的密度近似取ρ=1.0×103kg/m3、不考虑大气压影响).
2.(2012•茂名)一个重30N、体积为0.002m3的物体用绳子悬挂着,如图所示.现将物体浸没在烧杯的水中,物体受到的浮力是 20 N(g取10N/kg).物体浸入水后,水对杯底的压强 增大 (填“增大”、“不变”或“减小”).释放绳子后,物体将 下沉 .
3.(2011•咸宁)如图甲所示,弹簧秤测力计一端固定,另一端挂一合金块浸没在装有水的容器中,容器底部有一个由阀门控制的出水口.打开阀门缓慢放水,此过程中合金块始终不与容器底部接触.弹簧测力计示数随放水时间变化的规律如图乙所示.由图象可知:经过 20 s的放水时间合金块刚好完全离开水面,合金块的重力为 9 N,此过程中合金块受到的最大浮力为 6 N.
4.(2011•厦门)如图所示,将木块A和金属块B按甲、乙两种不同的方式放在同一杯水中,则木块受到的浮力F甲 大于 F乙;容器底部受到水的压强p甲 等于 p乙.(均选填“大于”、“等于”或“小于”)
5.(2011•遂宁)一打捞公司,从涪江河打捞如图甲所示的圆柱形物体,钢丝绳匀速竖直提起该物体所承受的拉力F随物体下表面距水面深度h的变化关系如图乙所示,则该物体浸没时所受到的浮力是 2000 N;物体上表面刚露出水面时,下底面所受到水的压强是 1×105 Pa;该圆柱体的底面积是 0.02 m2.(g=10N/kg)
二.解答题(共25小题)6.如图有一边长为a正方体直立浸没在水中,正方体的各个侧面受到水的压力相互抵消,但其上下底面所受到水的压力大小不同,已知正方体上、下表面在水中深度分别为h1=10cm、h2=20cm.问:(g=10N/kɡ ρ水=1.0×103 kg/m3 )
(1)正方体上表面受到液体对其向下压力的大小为:F下= 10 N
(2)正方体下表面受到液体对其向上压力的大小为:F上= 20 N
(3)正方体上、下表面受到液体对其向上、向下压力两者之差是:F= 10 N.
7.浸在液体里的物体要受到液体对它的浮力的作用,那么,浮力是如何产生的呢?
物理上研究问题往往从最简单的问题入手.设想有一个边长为L的正方体浸没在密度是ρ的液体中,如图所示.由于前后两侧面(左右两侧面)在液体中的深度相等,受到的液体的压强也相等,因此受到的压力相等,作用效果相互抵消.而上下两表面却不同:上表面受到的液体压强为p上= ρgh ,受到的压力为F上= ρghL2 ;
下表面受到的液体压强为p下= ρg(h+L) ,受到的压力为F下= ρg(h+L)L2 .因此液体会对正方体产生一个向上的和向下的压力的差F差= ρgL3 .实际上,这个压力差就是液体对正方体的浮力.
8.深港人民盼望已久的深港西部通道﹣﹣深圳湾公路大桥主体工程已于今年1月正式贯通,将于年内投入使用(假定桥面平直).
(1)支撑桥梁的桥墩是否受到水的浮力? 不受浮力 .
(2)某远洋货轮船体高度恰好能通过珠江上的虎门大桥,问该船能否通过深圳湾公路大桥?(假设两桥水面到桥面底部的高度相同) 不能 .
(3)如大桥通车后,一辆速度为80km/h的汽车,在桥面上做匀速运动,15分钟即可通过,求大桥大约多长?
(4)若该汽车重为3.6×104N,汽车受到的阻力为车重的0.2倍,求汽车的牵引力做了多少功?
解:(1)物体所受浮力方向竖直向上,大小等于上下表面的压力差.因桥墩下部埋入泥中很深与泥土接壤,下部没有产生竖直向上托力的水,所以支撑桥梁的桥墩所受到的浮力为0.
(2)远洋货轮不论是在海里还是在河里,且自身的重力没变,根据公式物体的浮沉条件可知:G=F浮海=F浮河,
又因海水的密度大于河水的密度,即ρ海水>ρ河水 根据公式 F浮=ρgv可知,该货轮在河水中露出的部分比海水露出的高,所以货轮船能通过珠江上的虎门大桥,不能通过深圳湾公路大桥;
(3)s=80km/h×h=20km;(4)因汽车在桥面上做匀速运动,由二力平衡的条件可知:F=0.2G=0.2×3.6×104N=7.2×103N 所以,W=Fs=7.2×103N×20×103m=1.44×108J
答:(1)不受浮力;(2)不能;(3)大桥大约多长20km;(4)汽车的牵引力做了功为1.44×108J
9.(2012•钦州)将质量为0.8kg、体积为1×10﹣3m3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.
解:(1)∵由题意可知,m木=0.8 kg,V木=1.0×10﹣3m3;
∴木块的密度ρ木===0.8×103kg/m3;
(2)当F=2N的力使木块浸没水中时,对木块进行受力分析如图所示:木块的重力G木=m木g=0.8kg×10N/kg=8N;
∵木块刚好浸没在液体中处于静止状态,∴F浮=F+G木=2N+8N=10N;
根据F浮=G排,G排=ρ液gV排,所以ρ液===1.0×103kg/m3.
(3)当F′=1.6N时,则:∴F浮=F′+G木=1.6N+8N=9.6N;∵F浮=ρ液gV排,
∴V排===9.6×10﹣4m3;
V露=V木﹣V排=1.0×10﹣3m3﹣9.6×10﹣4m3=4×10﹣5m3;
答:(1)木块的密度是0.8×103kg/m3;(2)液体的密度是1.0×103kg/m3;(3)当压木块的力为1.6N时,木块露出液面的体积为4×10﹣5m3.
10.(2012•莆田)2012年6月15日,我国的“蛟龙”号载人潜水艇,在太平洋马里亚纳海沟区域进行的7000m级海试第一次下潜试验中,突破了6500m深度,创造了中国载人深潜新纪录.(g取10N/kg,海水密度p近似取1.0×103Kg/m3,忽略海水密度的变化)
(1)当潜水器排开海水的体积为10m3时,受到的浮力是多大?
(2)若潜水器到达6500m深的海底世界时,海水对它外壳的压强约是多大?如果潜水器的一个观测孔的面积约为3×10﹣2m2,则海水对该观测孔的压力约是多大?
解:(1)∵潜水器排开海水的体积为10m3∴潜水艇受到的浮力:F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10m3=1.0×105N
答:当潜水器排开海水的体积为10m3时,受到的浮力是1.0×105N.
(2)海水对潜水艇外壳的压强:P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×6500m=6.5×107Pa,
海水对该观测孔的压力:F=PS=6.5×107Pa×3×10﹣2m2=1.95×106N
答:若潜水器到达6500m深的海底世界时,海水对它外壳的压强约是6.5×107Pa,海水对观测孔的压力约是1.95×106N.
11.(2012•白银)2012年4月,中俄两国海军参加“海上联合﹣﹣2012”军事演习,此次我国有2艘新型常规潜艇参加军演,都是由我国自主研制的第二代常规潜艇.其中某潜艇的总体积为1.5×103m3,演习中当它位于海面以下100m深处时,(海水的密度为1.03×103kg/m3,取g=10N/kg).求:(1)此潜艇受到的浮力大小是多少?(2)此潜艇受到海水的压强是多大?(3)在潜艇正前方500m处有一“敌舰”正以20km/h的速度逃窜,潜艇要在5分钟之内追上敌舰,速度至少多大?
解:(1)F浮=ρgv排=1.03×103kg/m3×10N/kg×1.5×103m3=1.545×107N.
(2)p=ρgh=1.03××103kg/m3×10N/kg×100m=1.03×106Pa.
(3)由速度公式可得:v﹣20km/h= v=6km/h+20km/h=26km/h.
答:(1)此潜艇受到的浮力大小是1.545×107N.(2)此潜艇受到海水的压强是1.03×106Pa.(3)速度至少26km/h.
12.(2011•天津)如图所示,某桥梁工程部门在一次工程作业中,利用汽车将重为G,高为h0的柱形实心铁块,从水深为h1的河底竖直打捞上来.汽车速度为υ,且保持恒定.水的密度为ρ0,铁的密度为ρ1.不计滑轮的摩擦和绳重,不考虑水的阻力和物体排开水的体积对水面高度的影响.请完成下列有关分析和计算.
(1)铁块上升过程中所受浮力的最大值;
(2)推导出自铁块上表面与水面相平升至整体刚露出水面的过程中,绳子的拉力随时间变化的关系式(从铁块上表面与水面相平时开始计时)
(3)在图中,定性画出铁块自河底升至滑轮处的过程中,绳子拉力的功率P随铁块上升高度h变化关系的图象.
解:(1)当铁块浸没水中时,受到水的浮力最大,∵G=ρ1v铁g,
铁块的体积:v铁=, 当铁块浸没水中,排开水的体积:v排=v铁=,
此时受到水的浮力:F浮=ρ0v排g=ρ0g=G;
(2)从铁块上表面与水面相平时开始计时,在时间为t时,铁块上升的高度(露出的高度):△h=vt,
排开水的体积:v排′=×,
此时受到水的浮力:F浮′=ρ0v排′g=ρ0×g=×;
绳子的拉力:F′=G﹣F浮′=G﹣×=G﹣+t;
(3)铁块浸没在水中,拉力:F1=G﹣F浮=G﹣G, 拉力功率:P1=F1v=(G﹣G)v,
铁块从露出水面到全露出,拉力:F2=G﹣F浮′=G﹣×;=G﹣+t,
拉力功率:P2=F2v=(G﹣+t)v=(G﹣)v+vt,
全露出水面后的拉力大小:F3=G,
拉力功率:P3=F3v=Gv,
绳子拉力的功率P随铁块上升高度h变化关系的图象如右图所示.
答:(1)铁块上升过程中所受浮力的最大值为G;
(2)绳子的拉力随时间变化的关系式为F=G﹣+t;
(3)绳子拉力的功率P随铁块上升高度h变化关系的图象如图所示.
13.(2011•南平)在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中,若王冠的质量为490g,浸没在水中称时,测力计示数为4.5N.求:(1)王冠受到的重力是多少?(2)王冠浸没在水中受到的浮力是多少?(3)若王冠体积为40cm3,它的密度是多少?
解:(1)G=mg=0.49kg×10N/kg=4.9N;(2)F浮=G﹣F拉=4.9N﹣4.5N=0.4N;(3)ρ===12.25g/cm3.
答:(1)王冠受到的重力是4.9N;(2)王冠浸没在水中受到的浮力是0.4N;(3)王冠的密度为12.25g/cm3.
14.(2011•贺州)如图所示是用滑轮组从水中匀速提升物体的情景(注:物体一直浸没在水中).已知物体重G1=400N,动滑轮重G2=50N,忽略绳重和摩擦,人对绳子拉力F=100N.求:(1)物体浸没在水中受到浮力的大小;(2)物体的密度大小;(3)滑轮组的机械效率.
解:(1)由图可知,n=3,∵忽略绳重和摩擦,∴F=(G轮+F拉)∴滑轮组对物体的拉力:F拉=3F﹣G轮=3×100N﹣50N=250N,∵G1=F浮+F拉,∴F浮=G1﹣F拉=400N﹣250N=150N;
(2)∵F浮=ρ水V排g,∴V排===0.015m3,
物体的体积:V=V排=0.015m3,物体的质量:m===40kg,ρ===2.67×103kg/m3;
(3)滑轮组的机械效率:η=====≈83.3%.
答:(1)物体浸没在水中受到浮力的大小为150N;(2)物体的密度为2.67×103kg/m3;(3)滑轮组的机械效率83.3%.
名称
SYXTHB62米泵车
泵车全长
15.98m
泵车总质量
51t
长臂总质量
8t
长臂伸直全长
62m
15.(2011•鄂州)“中国的三一,世界的三一”,三一重工集团自主创新研制的长臂泵车创造了多项吉尼斯记录.3月20日为支援福岛核电站,三一重工集团将62米泵车通过海路运往日本.该泵车部分技术参数如下表所示:(忽略一切摩擦,=1.4,=1.7)
(1)海上运输船运载泵车前后,排开海水的体积变化了多少?(ρ海水=1.0×103kg/m3)
(2)在水平地面上,泵车开始工作时,在液压顶的作用下缓慢伸展开多节长臂,使之由水平位置升起到与水平方向成30°夹角,历时1分40秒,此时液压顶恰好与完全伸直的长臂垂直.长臂展开后简化成粗细均匀的杠杆模型;OA为长臂全长的1/10,如图所示.求此液压顶对长臂的作用力F的大小?(3)在此过程中,液压顶对长臂做功的功率为多少?
解:(1)泵车的重力:G车=mg=51×103kg×10N/kg=5.1×105N,∵轮船漂浮,∴△F浮=G车,
增加排开海水的体积:△V排===51m3,
(2)G臂=m臂g=8×103kg×10N/kg=8×104N,由杠杆平衡的条件可得:F×OA=G臂×OC×cos30°,
即:F×=8×104N××cos30°,∴F=3.4×105N,
(3)忽略摩擦,由功的原理可得:WF=WG,
PF=====1.24×104W.
答:(1)海上运输船运载泵车前后,排开海水的体积变化了51m3;(2)此液压顶对长臂的作用力F的大小为3.4×105N;(3)在此过程中,液压顶对长臂做功的功率为1.24×104W.
16.(2012•贵港)如图所示,一个质量为500g,面积100cm2,高为15cm的圆柱体容器(容器壁的厚度忽略不计)放在水平桌面的中央,容器中装有1000cm3水,将一个重3N,高为10cm的实心长方体A挂在弹簧测力计上,然后竖直浸入水中,当物体A刚好浸没在水中时,弹簧测力计的读数为2N,(g取10N/kg)(1)求物体A受到的浮力;(2)求物体A的密度;(3)当物体A刚好浸没在水中时,容器对水平桌面的压强;(4)把刚好浸没在水中的物体A竖直往上缓慢提升4.5cm后,使物体A保持静止,则此时弹簧测力计的读数为多少牛?
解:(1)物体A受到的浮力:F浮=G﹣F′=3N﹣2N=1N;(2)∵物体完全浸没,∴物体的体积:V=V排===10﹣4m3=100cm3,物体A的密度:ρ====3×103kg/m3;
(3)未放物体时,容器内水的深度:h1===10cm,物体A浸没时,水上升的高度:h2===1cm 此时容器内水的深度:h=h1+h2=10cm+1cm=11cm<15cm,故水未溢出;
以容器、水以及物体作为整体研究,受力平衡,桌面受到的压力大小为F总=F浮+G容器+G水容器内水的重力:
G水=m水g=ρ水Vg=1.0×103kg/m3×1000×10﹣6m3×10N/kg=10N,
容器的重力:G容=m容g=0.5kg×10N/kg=5N,所以物块浸没水中后,容器对桌面的压强:p====1600Pa;
(4)物体的底面积:S物体===10cm2,物体A竖直往上缓慢提升h′=4.5cm后,液面下降的高度:h下降===0.45cm,此时物体A浸入水中的长度:L=h物﹣h′﹣h下降=10cm﹣4.5cm﹣0.45cm=5.05cm, 排开水的体积:V排′=×5.05cm=5.05×10﹣5m3,
此时物体A受到的浮力:F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×5.05×10﹣5m3=0.505N,
此时弹簧测力计的示数:F示=G﹣F浮′=3N﹣0.505N=2.495N.
答:(1)物体A受到的浮力为1N;(2)物体A的密度为3×103kg/m3;(3)当物体A刚好浸没在水中时,容器对水平桌面的压强为1600Pa;(4)把刚好浸没在水中的物体A竖直往上缓慢提升4.5cm后,使物体A保持静止,则此时弹簧测力计的读数为2.495N.
17.(2010•昭通)潜艇是一种能潜入水下活动和作战的舰艇,也称潜水艇,是海军的主要舰种之一.我国拥有的长征6号核动力潜艇,长120m.宽10m,它浸没在水下的排水量为6500t,若海水密度取1.0×103kg/m3.求:(1)潜艇浸没在水下所受浮力的大小.(2)潜艇深潜到水下300m时海水对它的压强.(3)潜艇的艇壳要用抗压能力很强的特种钢材制成.为什么?
解:(1)利用阿基米德原理进行解题.F浮=G排=m排g=6500×103kg×10N/kg=6.5×107N
答:潜艇浸没在水下所受的浮力为6.5×107N.
(2)液体压强计算公式为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×300m=3×106Pa
答:潜艇深潜到水下300m时海水对它的压强为3×106Pa.
(3)液体压强随着深度的增加而增大,潜艇在水中位置越深,水对潜艇产生的压强就越大.
所以潜艇的艇壳要用抗压能力很强的特种钢材制成.
18.小陆同学在一次利用密度为1.5×103 kg/m3的橡皮泥进行造“船”比赛时,他所用的橡皮泥的体积为30cm3,制成的小船最大排水体积为300cm3(g=10N/kg,水的密度为1.0×103 kg/m3).则:(1)小陆所用的橡皮泥的重力为多大?(2)橡皮泥浸没在水中所受浮力为多大?(3)小明所做的小船能装载的货物最重为多大?
解:(1)V=30cm3=3×10﹣5m3,由公式 ρ=,得:m=ρV=1.5×103kg/m3×3×10﹣5m3=0.045 kg,
小明所用橡皮泥的重力G=mg=0.045 kg×10N/kg=0.45 N.
(2)橡皮泥浸没在水中,V排=V=3×10﹣5m3,
根据阿基米德原理,得:橡皮泥浸没在水中所受浮力F浮=G排=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣5m3=0.3 N.
(3)V排M=300cm3=3×10﹣4m3,
根据阿基米德原理,得:小明所做的小船在水中所受最大浮力F浮M=G排M=ρ水gV排M=1×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣4m3=3N.∴小明所做的小船能装载的货物最重为G0=F浮M﹣G=3N﹣0.45N=2.55 N.
答:(1)橡皮泥的重力是0.45N;(2)橡皮泥浸没在水中时受到的浮力是0.3N;(3)能装载的最大货物重2.55N.
19.如图所示,水面上漂有一块体积为2米3的浮冰,露出水面的体积为0.2米3.求:该冰块受到的浮力.
解:V排=V冰﹣V露=2m3﹣0.2m3=1.8m3 F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×1.8m3=17640N.
答:该冰块受到的浮力为17640N.
20.潜水艇截面如图所示,其总体积为1.5×103m3,艇内两侧有水舱,通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变潜水艇的自重,从而使其下沉或上浮.(海水密度为1.03×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)水舱未充海水时,潜水艇总重为9.27×106 N,此时漂浮在海面的潜水艇排开海水的体积是多少?
(2)为使潜水艇完全潜入海水中,至少应向水舱充入多重的海水?
解:(1)潜水艇受到的浮力F浮=G艇=9.27×106 N,
∵F浮=ρ海水gV排,∴潜水艇排开水的体积:
V排===900m3;
(2)潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力
F浮′=ρ海水gV排′=1.03×103kg/m3×10N/kg×1.5×103m3=1.545×107N,
此时潜水艇的总重力G′=F浮′=1.545×107N,
需要注入海水的重力G海水=G′﹣G潜水艇=1.545×107N﹣9.27×106N=6.18×106N;
答:(1)漂浮在海面的潜水艇排开海水的体积是=900m3.
(2)为使潜水艇完全潜入海水中,至少应向水舱充入6.18×106N的海水.
21.如图所示,一边长为10cm的立方体木块,在水中静止时,刚好有二分之一露出水面.(g取10N/kg),求:
①木块漂浮时的浮力?②木块的密度是多大?③用手将木块缓慢压人水中,当木块刚好全部没人水中时,手对木块的压力是多大?
解:①正方体的边长为V=a3=(0.1m)3=1×10﹣3m3,
正方体排开水的体积为V排=×1×10﹣3m3=0.5×10﹣3m3,
木块受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5×10﹣3m3=5N;
②∵木块漂浮∴G=F浮=5N又∵G=mg∴m===0.5kg∴木块的密度为ρ===0.5×103kg/m3;
③木块完全浸没时受到的浮力为F浮′=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N
手对木块的压力为F=F浮′﹣G=10N﹣5N=5N.
答:①木块受到的浮力为5N;②木块的密度为0.5×103kg/m3;③手对木块的压力为F=F浮′﹣G=10N﹣5N=5N.
22.(2012•绥化)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下的猜想:
A.可能跟物体浸入液体的深度有关B.可能跟物体排开液体的体积有关C.可能跟液体的密度有关D.可能跟物体的密度有关为了验证上述猜想,李明做了如图甲所示的实验:他在弹簧测力计下端挂一个铁块,依次把它缓缓地浸入水中不同位置,在这一过程中:(1)铁块从位置1→2→3的过程中, 弹簧测力计的示数变小 ,说明铁块受到的浮力 变大 ;从位置3→4的过程中,弹簧测力计的示数 不变 ,说明铁块受到的浮力 不变 .(选填“增大”、“减小”或“不变”)(2)通过以上实验可以验证上述猜想 B 是正确的.(填上面猜想的字母)
(3)如图乙所示把新鲜的鸡蛋放在水中会下沉.陆续向水中加盐并轻轻搅拌,你会发现 鸡蛋上浮 ,这种现象说明了上述猜想 C 是正确的(填上面猜想的字母).
23.(2012•攀枝花)某校九年级二班的同学在学习“探究浮力的大小等于什么”这节课后.小组反复讨论,改进了老师的实验,改进后的实验装置如图:其中A、B是弹簧测力计,C为重物,D为薄塑料袋(质量不计),E是用废弃的大号饮料瓶、带孔橡皮塞以及弯曲玻璃管自制的溢水杯,杯中加入红色的水,F是可升降平台,G为铁架台.
(1)实验前,在选择A、B两个弹簧测力计时,很多同学认为选择任何规格的弹簧测力计都可以,而小军同学认为应选择 精确度较高 的弹簧测力计.
(2)实验中.同学们逐渐调高平台F,使重物浸入水中的体积越来越大,观察到弹簧测力计A的示数 减小 ;弹簧测力计B的示数 增大 (选填“增大”、“减小”或“不变”).比较弹簧测力计A的示数变化量△FA和弹簧测力计B的示数变化量△FB,它们的大小关系是△FA = △FB(选填“>”、“<”或“=”).
(3)通过分析,你认为改进后的装置优点是什么:(请写出一条) 使用可调节的平台,可以形象观察到物体溢出液体体积的变化 .(或答:溢水杯中加红色的水,增加可见度;能同时显示出物体所受的浮力大小和物体排开的液体的重力大小;调节平台F的高度,可观察到物体受到的浮力随排开液体的体积的增大而增大;弹簧测力计上端有铁架台固定,弹簧测力计示数更加稳定.薄塑料袋不计质量,弹簧测力计的示数直接反映物体所受浮力的大小.)
24.(2011•鞍山)在探究“影响浮力大小的因素”时,某同学做了如下实验(实验装置及相关数据如图),请你回答以下问题:(1)物体A在图③中受浮力大小为 1.8 N.(2)对比实验图①、②、③可得出结论:浮力大小与 液体密度 有关.(3)在图③中,若物体A完全浸没到盐水中后,继续向下移动(没触底),则弹簧测力计示数 不变 ,说明物体浸没后,受浮力大小与 深度 无关.烧杯底部所受的液体压强会 不变 (填“变大”、“变小”或“不变”).
25.(2012•衡阳)“六一”儿童节,小明一家去公园游玩,乘坐了一种新型电动船,该船整体质量为100kg,船上人的总质量为180kg(1)求该船与人受到的总重力.(2)求船载上人后,排开水的体积
(3)若船以2m/s的速度在水中匀速行驶时,受到水的阻力为800N,求5min内船克服阻力做的功是多少焦耳?解:(1)∵m船=100kg,m人=180kg,g=9.8N/kg,
∴船和人受到的总重力为:G=m总g=(m船+m人)g=(100kg+180kg)×9.8N/kg=2744N.
(2)∵船载上人后处于漂浮状态,∴由物体的漂浮条件F浮=G物可知,此时船受到的浮力F浮=G=2744N,
而ρ水=1.0×103kg/m3, ∴v排===0.28m3.
(3)∵v=2m/s,t=5min=300s,∴船运动的距离为:S=vt=2m/s×300s=600m,
而F=800N,
∴船克服阻力做的功为:W=FS=800N×600m=4.8×105J.
答:(1)求该船与人受到的总重力为2744N.(2)求船载上人后,排开水的体积为0.28m3.(3)5min内船克服阻力做的功是4.8×105J.
26.(2011•雅安)如图所示,某同学在一薄壁平底玻璃管中装入沙子,管口密封,制成一个“密度计”,用来测量液体密度.已知,试管和沙子总质量为40g,试管底面积为2.5cm2.当放入某未知密度的液体中静止时,“密度计”漂浮在液面上,浸入液体中的体积为50cm3.(提示:计算中取g=10N/kg)
(1)“密度计”受到的浮力是多大?
(2)这种液体的密度是多大?
(3)液体对“密度计”底面的压强是多大?
解:(1)“密度计”的重力:G=mg=40×10﹣3kg×10N/kg=0.4N,
由于“密度计”漂浮在未知液体中,浮力等于重力,
所以,“密度计”受到的浮力:F浮=G=0.4N.
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,变形得,
这种液体密度为:ρ液===0.8×103kg/m3.
(3)方法1:“密度计”浸入液体中的深度:h===20cm=0.2m,
液体对“密度计”底面的压强:P=ρ液gh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.2m=1.6×103Pa.
方法2:“密度计”漂浮在液面上时,底面受到水的压力等于它的浮力
即,F=F浮=0.4N,
“密度计”底面受到水的压强为:p===1.6×103Pa.
27.(2011•衡阳)为了探究物体的浮沉条件,实验室提供了如下器材:弹簧测力计、烧杯、金属块、细线、水及其他简单辅助器材.实验步骤如下:
(1)按如图甲的方法测出金属块受到的重力,大小为 2.2 N.
(2)按如图乙的方法测出金属块浸没在水中时排开水的体积,大小为 20 cm3.
(3)用公式F浮=ρ水gV排计算金属块浸没在水中受到的浮力,大小为 0.2 N.
(4)比较金属块浸没在水中受到的浮力和金属块受到的重力大小,可知金属块浸没在水中时会 下沉 (填“上浮”、“悬浮”或“下沉”).
28.(2011•常德)佳佳冷饮店在顾客购买果汁饮料后会免费为其提供冰块,下图是一杯果汁饮料中放有冰块的示意图.已知该饮料的密度为0.98×103 kg/m3,冰块质量为20g,冰的密度为0.9×103 kg/m3,杯子内部底面积为50cm2,杯中饮料的深度为10cm.
求:(1)冰块所受的浮力;(2)杯底所受的压力.
解:(1)∵冰块漂浮,
∴F浮=G冰=m冰g=20g×10﹣3kg×10N/kg=0.2N;
(2)杯底受到的压强:
p=ρgh=0.98×103kg/m3×10N/kg×0.1m=980Pa,
杯底受到的压力:
F=ps=980Pa×50×10﹣4m2=4.9N.
答:(1)冰块所受的浮力为0.2N;(2)杯底所受的压力为4.9N.
29.(2010•漳州)小岚同学经常利用废旧物品做实验,她将一只塑料可乐瓶剪去底部制成漏斗,用它做了如下实验:(1)如图(甲)所示,把一只乒乓球放在瓶内(瓶颈的截面直径略小于乒乓球的直径),从上面倒入水,观察到有水从乒乓球与瓶颈之间的缝隙中流出,但乒乓球并不上浮.乒乓球没有浮起来的原因是
乒乓球受到向下的压力大于向上的压力 .
(2)如图(乙)所示,用手堵住瓶颈的出水口,水继续流下并注满瓶颈后,乒乓球上浮.乒乓球上浮的原因是
乒乓球受到的浮力大于重力 .
30.(2009•凉山州)小明同学的爸爸是一名潜水员,暑假期间他随爸爸参加一次水下考察活动,爸爸告诉他本次考察潜水的最大深度为150m,还告诉他穿耐压低的潜水服比穿耐压高的潜水服活动更方便,让他帮爸爸选择潜水服.小明同学发现有两种潜水服,第一种最大耐压为2×106Pa,第二种最大耐压为6×106Pa.
(1)小明同学为爸爸选了哪一种?通过计算说明理由.
(2)爸爸带好一切潜水设备后总质量为80kg,潜到水下后恰好能达到悬浮在水中的状态.在爸爸用了10min从150m深处浮到水面的过程中,浮力对他所做的功及功率分别是多少?
解:(1)潜水水中最大深度时的压强:
P=ρgh=1×103kg/m3×10N/Kg×150m=1.5×106Pa
潜水员受到的最大压强为P<2×106Pa,且穿耐压低的潜水服活动方便
故应选用第一种最大耐压值为2×106Pa的潜水服;
(2)悬浮时F=G
F=G=mg=80kg×10N/kg=800N
浮力所做的功W=Fs=800N×150m=1.2×105J
做功时间t=10min=600s
则浮力做功的功率P==.
答:(1)选用第一种潜水服,因第一种潜水服能保证安全且行动方便;
(2)浮力做的功为1.2×105J,浮力做功的功率为200W.