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- 2021-05-10 发布
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浮力公式一览表
①、F浮 = G排 ----------------------(阿基米德原理)
②、F浮 = ρ液g v排 -----------------(F浮 = G排 的具体表达式 )
③、F浮 = F↑- F↓ ---------------- (浮力的实质)
④、F浮 =(P↑- P↓)S ------------(柱状体)
⑤、F浮 =︱F前- F后︱ ------------(直筒型容器)
⑥、F浮 =︱P前- P后︱S ------------(直筒型容器)
⑦、F浮 = G物 ± F拉 -----------------(在实验时,常用来测量浮力大小)
⑧、F浮 = G物 -------------------------(物体处于漂浮或悬浮状态)
F支 =(ρ物-ρ液)g v ---------(浸没)
F拉 =︱ρ物-ρ液︱g v ---------(浸没)
ΔF拉 = ΔF支 = ΔF浮 = ΔF压 = ΔP·S =“第三力”---------(直筒型容器)
物体沉浮条件:
G物 < F浮 或 ρ物 < ρ液 ---------------(物体上浮或漂浮)
G物 = F浮 或 ρ物 = ρ液 ---------------(物体悬浮在液体中)
G物 > F浮 或 ρ物 > ρ液 ---------------(物体下沉)
∵ = = ------------(浸没)
∴ ρ物 = ρ液 ρ液 = ρ物
1. 液体对圆筒形容器底部的压力的公式:F压=G液+F浮
2. 物体在露出液面后上提的过程中,ΔF浮= ρ液g h
(其中“h”为物体露出液面后物体上升的高度)
考题训练
1.一个竖直放置在水平桌面上的圆柱形容器,内装某种液体。将金属块A挂在弹簧测力计下并浸没在该液体中(A与容器底未接触)。金属块A静止时,弹簧测力计的示数为F。将木块B放入该液体中,静止后木块B露出液面的体积与其总体积之比为7:12,把金属块A放在木块B上面,木块B刚好没入液体中(如图1所示)。若已知液体密度为ρ,金属块A的体积与木块B的体积之比为13:24,则金属块A的体积为____________。
2.一个竖直放置在水平桌面上的圆柱形容器,内装某种液体。将体积为V的金属块A挂在弹簧测力计下并浸没在该液体中(A与容器底未接触)。金属块A静止时,弹簧测力计的示数为F。将木块B放入该液体中,静止后木块B露出液面的体积与其总体积之比为7:12,把金属块A放在木块B上面,木块B刚好没入液体中(如图2所示)。若已知金属块A的体积与木块B的体积之比为13:24,则金属块A的密度为____________。
3.如图3所示,柱形容器中装有密度为ρ1=1.2g/cm3的某种液体,将一金属块放入底面积为S=100cm2的长方体塑料盒中,塑料盒竖直漂浮在液面上,且液体不会溢出容器,其浸入液体的深度为h1=20cm。若把金属块从塑料盒中取出,用细线系在塑料盒的下方,放入该液体中,塑料盒竖直漂浮在液面上,且金属块不接触容器底,塑料盒浸入液体的深度为h2=15cm。剪断细线,金属块沉到容器底部,塑料盒仍竖直漂浮在液面上,其浸入液体的深度为h3=10cm。则金属块的密度ρ2= g/cm3。 2.4
图4
乙
h1
A
h2
甲
A
4.如图4甲所示,底面积为80cm2的圆筒形容器内装有适量的液体,放在水平桌面上;底面积为60cm2的圆柱形物体A悬挂在细绳的下端静止时,细绳对物体A的拉力为F1。将物体A
浸没在圆筒形容器内的液体中,静止时,容器内的液面升高了7.5cm,如图4乙所示,此时细绳对物体A的拉力为F2,物体A上表面到液面的距离为h1。然后,将物体A竖直向上移动h2,物体A静止时,细绳对物体A的拉力为F3。已知F1与F2之差为7.2N,F2与F3之比为5:8,h1为3cm,h2为5cm。不计绳重,g取10N/kg。则物体A的密度是 kg/m3。 2.8×103
图3
图2
图1
5.一个底面积为50 cm2的烧杯装有某种液体,将一个木块放入烧杯的液体中,木块静止时液体深h1=10cm,如图5甲所示;把一个小石块放在木块上,液体深h2=16cm,如图5乙所示;若将小石块放入液体中,液体深h3=12 cm,如图14丙所示,石块对杯底的压力F=1.6N。则小石块的密度ρ石为 kg/m3。(g取10N/kg)2.4×103
6.图6中的物体A的质量是400g,物体B的体积是8cm3。用细绳将两物体通过定滑轮连接,放手后,A恰能沿着水平桌面向右做匀速直线运动。若将B始终浸没在水中,并使A沿着水平桌面向左做匀速直线运动时,需要施加1.12N水平向左的拉力。则物体B的密度为_______ g/cm3。(g取10N/kg)
7.如图7所示,小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中的物体,在被打捞的物体没有露出水面之前,牵引车以2m/s的速度匀速行驶,对绳的拉力为F1,F1的功率为P1;当被打捞的物体完全露出水面后,牵引车以1.5m/s的速度匀速行驶,对绳的拉力为F2,F2的功率为P2,且P1=P2。已知动滑轮重100N,滑轮组的最大机械效率为90%(若不计摩擦、绳重及水的阻力,g取10N/kg)。则被打捞的物体的密度为 kg/m3。 3.6×103
图7
F
图8
图6
图5
图10
图9
图8
8. 如图8甲所示,底面积为50cm2的圆柱形玻璃筒中装有一定量的水,放在水平台面上,底面积为10cm2的圆柱形物体B浸没在水中。如图8乙所示,对物体B施加竖直向上的拉力F为3.2N,物体B有的体积露出水面,筒中水的深度比甲中水的深度下降了0.4m;此时,物体B所受的浮力为F浮。g取10N/kg,细绳的质量均忽略不计。求:(1)物体B的体积; (2)物体B的重力。
9.质量为1kg的平底空水桶,底面积为600cm2。水桶内装有30cm深的水,放在水平地面上,如图6甲所示,水对水桶底的压强比水桶对地面的压强小1000Pa。当小明用竖直向上的力F
提水桶,但没有提起来时,如图6乙所示,水桶对地面的压强为1500Pa。则下列选项正确的是(g取10N/ kg)
A.水桶内水的质量为23kg B.水桶内水的质量为24kg
C.F的大小为154N D.F的大小为150N
10.质量为1kg的平底空水桶,底面积为700cm2。水桶内装有30cm深的水,放在水平地面上,如图10甲所示,水对水桶底的压强比水桶对地面的压强小1000Pa。当小明用竖直向上的力F提水桶,但没有提起来时,如图10乙所示,水桶对地面的压强为1800Pa。则下列选项正确的是(g取10N/ kg)
A.水桶内水的质量为28kg B.水桶内水的质量为27kg
C.F的大小为154N D.F的大小为126N
11.如图11所示,一个半径为r,质量为m的半球,放在容器内,半球的底面与容器底部接触(但不密合),容器内装有密度为的液体,液面高为H。已知球体的体积公式是,球表面积公式是,圆面积公式是,则由于液体重力产生的对半球表面向下的压力为多大?
图13
O
C
D
A
B
甲
乙
D
O
C
玻璃筒
B
A
F
D
A
O
C
玻璃筒
B
图12
图11
12.如图12甲所示,底面积为50cm2的圆柱形玻璃筒中装有一定量的水,放在水平台面上,底面积为10cm2的圆柱形物体B浸没在水中,杠杆CD可绕支点O在竖直平面内转动,CO=2DO,物体A是质量为100g的配重。如图12乙所示,杠杆在水平位置平衡,作用在物体A上的竖直向下的拉力F为0.6 N,物体B有2/5的体积露出水面,筒中水的深度比图甲中水的深度下降了0.4 cm;此时,物体B所受的浮力为F浮,水在物体B底面处产生的压强为p。g取10N/kg,杠杆、悬挂物体的细绳的质量均忽略不计,则下列选项正确的是
A.p的大小为500 Pa B.F浮的大小为0.2N
C.物体B的密度为7g/cm3 D.物体B的体积为100cm3
13.如图13所示,利用此杠杆装置可将浸没在水中的物体B提出水面。已知OC∶OD=1∶2,物体A的质量为200g。烧杯的底面积为75cm2,物体B的质量是320g,体积是40cm3。当物体B浸没在水中时,水对杯底的压强为p1。当用力拉A,将物体B从容器底提出水面一部分以后,杠杆恰好在水平位置平衡,此时,竖直向下拉A的力为F,杯中水对容器底的压强为p2。若p1与p2之差为40Pa。则拉力F是_____________N(g取10N/kg,杠杆的质量、悬挂物体A和物体B的细绳的质量均忽略不计)。
14.如图14所示,柱形容器中分别装有体积相同的A、B两种液体,它们的密度分别为ρA和ρB。若将甲、乙两物块分别放入A、B两种液体中(液体均没有溢出),甲在A液体中悬浮,乙在B液体中沉底,此时,A液体对容器底部增加的压强是B液体对容器底部增加压强的4倍,已知甲物块所受重力是乙物块所受浮力的2倍,甲物块的体积是乙物块体积的4倍,则没有放入甲、乙两物块前, A和B两种不同液体对容器底部的压强之比为_______。1:1
图15
图17
甲
乙
图16
AB
图14
B
15.如图15所示,将一块重为3N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。 若将石块在水中缓慢提升3cm,石块仍然处于浸没状态,拉力做功0.03J,(容器的重力和容器壁的厚度忽略不计,g=10N/kg)。 松开细线,石块沉到容器底静止后,容器对水平面的压强是___________Pa。1.3×103
16.底面积为50cm2的容器中装有一定量的水,用轻质细绳相连的体积相同的甲、乙两球悬浮在水中,如图16所示;将细绳剪断后,甲球漂浮且有的体积露出水面,乙球沉入水底;若细绳剪断前、后,水对容器底部的压强变化了40Pa,g取10N/kg,则乙球的质量为 g。70
17.如图17所示,底面积为100cm2的容器中装有水,水面浮着一木块。容器底部受到的压强为1960Pa,若取走木块,容器底部受到的压强为1470Pa,则木块重为 N。
18.如图18所示,是一个水位高度控制装置的示意图,当水位到达高度H时,水恰好顶起塞子A从出水孔流出,水位下降后,塞子A又把出水孔堵住。塞子A底部是一个半径为r的半球状,半球恰好塞入出水口中。已知球的体积公式是V=,球表面面积公式是S球=4πr2,圆面积公式是S圆=πr2,水的密度为ρ,为满足水位高度自动控制的要求,塞子的质量应为 。
甲
乙
图21
H
A
图18
甲 乙
图19
图20
19.用密度为ρ的金属制成质量相等的金属盒和实心金属球各一个,若把球放在盒内密封后,可悬浮在水中,如图19甲所示;若把球和盒用细线相连,放在水里静止后,盒有1/4的体积露出水面,此时细线对球的拉力是2N,如图19乙所示。下列说法中正确的是:
A.ρ:ρ水=3:1 B.金属盒的体积为6×10-4m3
C.金属球的质量为0.4kg D.金属盒空心部分体积是5×10-4m3
20.图20所示装置中,物体A重20N,B重10N,C重6N。滑轮甲重3N,乙重2N。装置平衡时,A对地的压强跟B对A的压强之比为pA∶pB=1∶1。当物体C有100cm3的体积浸入在水中后,A对地的压强跟B对A的压强之比pA¢∶pB¢=________。(g=10N/kg) 26:25
21.用同种金属制成质量为6N的金属盒和实心金属球各一个,若把球放在盒内密封后,可悬浮在水中.如图21甲所示。若把球和盒用细线相连,放在水里静止后,盒有1/6的体积露出水面,如图12乙所示。则若要盒与球在水中悬浮,应向盒中注入水的质量为 kg。(取g=10N/kg) 1.6
22.边长为1dm的正立方体木块,漂浮在酒精液面上,有一半的体积露出液面,如图22甲所示,将木块从底部去掉一部分,粘上体积相同的玻璃
图22
甲
乙
后,投入某种液体中,它仍漂浮,如图22乙所示,此
时液体对它竖直向上的压强为980Pa,酒精和玻
璃的密度分别为ρ酒精=0.8×103kg/m3 ρ玻璃=
2.4×103kg/m3,胶的质量和体积忽略不计,则玻
璃的质量是 kg。 0.72
23.一个竖直放置在水平桌面上的圆柱形容器,内装密度为ρ的液体。将挂在弹簧测力计下的金属块A浸没在该液体中(A与容器底未接触),金属块A静止时,弹簧测力计的示数为F1;将木块B放入该液体中,静止后木块B露出液面的体积与其总体积之比为7:10;将挂在弹簧测力计下的金属块A放在B上面,使木块B刚好浸没入液体中,如图23所示,弹簧测力计的示数为F2。若已知金属块A的体积与木块B的体积之比为13:20,则金属块A的体积为 。
24.如图24所示,在盛有水的圆柱形容器内,体积为100cm3实心物块甲放在实心木块乙上,木块乙漂浮在水面上,木块受的浮力为F1,水对容器底部的压强为p1;现将甲取下并浸没水中,静止时,容器对甲的支持力为N,木块静止时受的浮力为F2,水对容器底部的压强为p2,水面深度变化5cm。已知木块乙的质量为400g,圆柱形容器的底面积为200cm2(g取10N/kg),则下列说法中正确的是( )
A.p1