初中物理人教版八年级下册第十章 浮力10.1 浮力随堂练习题
展开1.(2021•广饶期末)图中小球受到的浮力的方向是( )
A.1B.2C.3D.4
解:由浮力产生的原因可知:浮力的方向总是竖直向上的。故图中小球受到的浮力的方向是1。
答案:A。
2.(2020•开封期末)如图所示,浸没在液体中的物体受到浮力的作用,即F浮等于( )
A.F浮=F向下B.F浮=F向上
C.F浮=F向上﹣F向下 D.F浮=F向下﹣F向上
解:浸在液体中的物体,会受到一个向上和一个向下的压力,压力差就产生了浮力,即:F浮=F向上﹣F向下,所以浮力方向是与向上的压力F向上的方向一致,是竖直向上的。
故C正确,ABD错误。
答案:C。
3.(2020•凉山州期末)如图所示,一个半球形物体重为100N,浸没在水中,受到水向下的压力40N,半球受到水施加的浮力为80N,则半球受到水向上的压力为( )
A.40NB.60NC.80ND.120N
D。解:由F浮=F上﹣F下得,半球受到的水向上的压力:
F上=F浮+F下=80N+40N=120N。
答案:
4.(2020•临沂期末)一个浸没在水中的正方体物块,其下表面受到的水对它的向上压力为20N,上表面受到水对它的向下的压力为12N,则正方体在水中受到的浮力大小和方向为( )w
A.32N 竖直向上B.8N 竖直向上
C.8N 竖直向下D.无法判断
解:由题知,正方体物块上表面受到水的压力为F上表面=12N,其方向竖直向下;
下表面受到水的压力F下表面=20N,其方向竖直向上;
所以正方体物块受到的浮力F浮=F下表面﹣F上表面=20N﹣12N=8N;浮力方向总是竖直向上的。
答案:B。
5.(2020•岳阳期末)将一个乒乓球放入倒置的饮料瓶中,然后向瓶内注入水将乒乓球浸没,如甲图所示,乒乓球保持静止状态,后将饮料瓶瓶口盖住并拧紧,乒乓球迅速向上浮起,如图乙所示,则乒乓球( )
A.乒乓球一直受到浮力作用
B.前者不受水的浮力作用,也不受水对它的压力
C.前者不受水的浮力作用,但受水对它的压力
D.后者受到水的浮力作用的同时也受水的压力
解:甲图中,乒乓球下部没有水,它的底部不受水的向上的压力,所以,乒乓球不受浮力,乒乓球上部有水,水对乒乓球有一个向下的压力;
乙图中,乒乓球上浮时,上下表面受到水的压力,所以产生了一个向上的压力差,该压力差就是浮力;
综上所述,C正确。
答案:C。
6.(2019•丛台区期末)如图所示,用细绳将一物体系在容器底部,若物体所受浮力为10N,上表面受到水向下的压力为3N,则物体下表面受到水向上的压力为( )
A.13NB.3NC.7ND.10N
解:
由题意可知,物体受到的浮力F浮=10N,上表面受到水向下的压力F向下=3N,
由浮力产生的原因可得:F浮=F向上﹣F向下,
则物体下表面受到水向上的压力:
F向上=F浮+F向下=10N+3N=13N。
答案:A。
7.(2020•茌平期末)用弹簧测力计测出一个物体重为5N,然后将物体浸没在水中,这时弹簧测力计的示数变为3N,则该物体在水中受到的浮力是( )
A.8NB.5NC.3ND.2N
解:
该物体在水中受到的浮力:
F浮=G﹣F示=5N﹣3N=2N。
答案:D。
8.(2020•宜昌期末)用钓鱼杆钓鱼的时候,鱼钩已经钩住了鱼,鱼还在水中时,感觉鱼很轻,刚把鱼从水中拉离水面就感觉鱼变“重”了。对钓鱼过程的下列几种解释,正确的是( )
A.鱼离开水后,失去了水的浮力,使人感觉鱼变重
B.鱼离开水后,鱼的重力增大,使人感觉鱼变重了
C.鱼离开水后,钓鱼线对钓鱼杆的拉力会不变
D.钓鱼杆太重
解:
AC、鱼在水中时,受到水施加的竖直向上的浮力,则钓鱼线对鱼施加的拉力等于鱼的重力减去鱼受到的浮力;当鱼离开水后,不再受到浮力的作用,钓鱼线对鱼施加的拉力等于鱼的重力;所以,鱼离开水后,钓鱼线对鱼杆的拉力增大,使人感到鱼变重了,故A正确、C错误;
B、鱼离开水后,鱼的重力是不变的,感觉到鱼变重了,是因为钓鱼线对鱼杆的拉力变大了,故B错误;
D、刚把鱼从水中拉离水面就感觉鱼变“重”了,与鱼杆的重力没有关系,故D错误。
答案:A。
9.(2019•临沂)被誉为“新世界七大奇迹”的港珠澳大桥(如图)由“水上桥面”和“海底隧道”两部分组成,其中海底隧道长5.7km,设计时速100km/h,隧道洞壁采用了让人视觉舒适的新型装饰材料。下列说法正确的是( )
A.水中的桥墩不受海水的浮力
B.桥面上行驶的汽车相对灯杆静止
C.通过海底隧道最少需要34.2min
D.光在装饰材料上发生镜面反射
解:A、桥墩下面没有水,水不会对桥墩产生向上的压力,不会产生浮力。故A正确。
B、汽车行驶时,汽车和灯杆之间距离发生的变化,所以以灯杆为参照物,汽车是运动的。故B错误。
C、t===0.057h=3.42min,故C错误。
D、隧道洞壁采用了让人视觉舒适的新型装饰材料,说明人看隧道壁不会刺眼,所以隧道洞壁发生漫反射。故D错误。
答案:A。
10.(2019•芙蓉区期末)水球运动员把漂在水面上的水球慢慢压入水下0.5m的过程中,水球受到的浮力变化情况是( )
A.逐渐增大B.逐渐减小
C.始终不变D.先增大后不变
解:水球运动员把漂在水面上的水球压入0.5m深水下的过程中,淹没前,水球排开水的体积逐渐增大,当完全浸没时,水球排开的体积不变,由F浮=ρ液g V排可知,F浮先增大后不变,故ABC错误,D正确。
答案:D。
11.(2020•诸城市期末)关于浮力,下列说法中正确的是( )
A.沉入水底的物体不受浮力
B.物体受到的浮力大小与物体的形状无关
C.浸在液体中的物体,上浮时受浮力,下沉时不受浮力
D.只有浸在液体里的物体才受到浮力,在空气中的物体不受浮力
解:A、沉入水底时,物体和底部之间是有缝隙的,所以受浮力。故A错误;
B、根据F浮=ρ液gV排可知,物体所受浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关,与物体的形状无关,故B正确;
C、浸在液体或气体中的物体,一般都要受到浮力作用,上浮时受浮力,下沉时也受浮力。故C错误;
D、浸在液体里的物体受到浮力,在空气中的物体也受到浮力,故D错误。
答案:B。
12.(2019•天津期末)如图所示,将鸡蛋浸入容器里的盐水中,鸡蛋所受浮力的施力物体是( )
A.盐水B.鸡蛋C.容器D.地球
解:浸入盐水中的鸡蛋,会受到盐水对鸡蛋上下表面的压力差,这个压力差就是浮力,故浮力的施力物体是盐水。
答案:A。
13.(2019•庐阳区期末)一只水桶装满水,总重为60牛,其中空桶重20牛,用这个水桶从井里提水,当水桶尚未露出水面之前,人所用的拉力为( )
A.40NB.小于20牛C.0牛D.等于20牛
解:铁桶浸没在水中,根据二力平衡,铁桶受到的水的浮力加上所用的拉力等于铁桶和水的重力,
即G=F浮+F拉,
则F拉=G﹣F浮,
所以,F拉<G=20N。
答案:B。
14.(2020•桥西区期末)物块浸没在液体中,受到液体对它向上、向下的压力分别为20牛、5牛,其受到浮力的大小为( )
A.5牛B.10牛C.15牛D.20牛
解:
由题可知,液体对物体向上、向下的压力分别为F向上=20N、F向下=5N,
则物体受到的浮力:F浮=F向上﹣F向下=20N﹣5N=15N。
答案:C。
15.(2019•宝山区期末)关于浮力,下列说法正确的是( )
A.上浮的物体所受浮力一定越来越大
B.下沉的物体不受浮力
C.浮力的方向总是竖直向下
D.物体在空气中可能不受浮力
解:
A.上浮的物体所受的浮力,在没有浮出液面之前,排开液体的体积不变,由阿基米德原理可知,浮力不变,故A错误;
B、上浮和下沉的物体都受到浮力的作用,如果浮力大于自重,物体上浮;如果浮力小于自重,物体下沉,故B错误;
C.浮力的方向总是竖直向上,故C错误;
D.当物体与地面密合时,物体下表面不受气体的压力,因此浸没在空气中的物体,可能不受浮力,故D正确。
答案:D。
16.(2020•赫章期末)下图的实验中,用来演示浮力产生原因的是( )
A.B.
C.D.
解:浸在液体中的物体,浮力产生的原因是液体对物体向上和向下的压力差;
A、该图是探究力可以改变物体的运动状态,故A不符合题意;
B、该图是演示惯性现象的实验,故B不符合题意;
C、该图是探究流体的压强与流速关系的实验;故C不符合题意;
D、该实验中,左图中,乒乓球受到向下的水的压力,但没有受到水给球一个向上的压力,不会产生压力差,即无法产生浮力;右图中,当用手堵住瓶口,乒乓球下面有水,乒乓球下面也受到液体压强,且向上的液体压强大于向下的液体压强,于是产生一个向上的压力差,所以乒乓球会上浮,则该实验能探究浮力产生的原因,故D符合题意。
答案:D。
17.(2016•邯郸期末)某天,晓琳用细线绑住一个近似于长方形的小石块,并将它竖直悬置于一桶水中。当小石块浸没在水中时,她发现手受到的绳子的拉力变小了,这是因为( )
A.小石块的质量变小了
B.小石块所受到的重力消失了
C.小石块的上下表面存在压力差
D.小石块对水有压力
解:当小石块浸没在水中时,由于小石块的上下表面存在压力差即小石块受到水的浮力,所以手受到的绳子的拉力变小了。
答案:C。
18.(2020•青岛)探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示,其中所用金属块a和塑料块b的密度不同,但重力均为1.6N.下列分析正确的是( )
A.金属块a浸没在水中时,受到浮力的大小为0.3N
B.利用甲、乙,可以探究浮力的大小与物体体积的关系
C.利用乙、丙,可以探究浮力的大小与物体密度的关系
D.利用丙、丁,可以探究浮力的大小与液体密度的关系
解:
A、金属块a浸没在水中时,根据称重法测浮力可知,受到浮力的大小为F浮=G﹣F乙=1.6N﹣1.0N=0.6N,故A错误;
B、根据甲、乙可知,物体浸在液体的体积不同,排开的液体的体积不同,所以可以探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系,故B错误;
C、根据乙、丙可知,物体的重力相同、物体的密度不同、物体的体积不同,浸没在同种液体中时排开的液体的体积不同,测力计示数不同,探究浮力与密度关系时,需要控制物体的体积相同(排开液体的体积相同),物体的密度不同,故C错误;
D、根据丙、丁可知,同一个物体浸没在不同液体中,排开的液体的体积相同,液体的密度不同,所以可以探究浮力的大小与液体密度的关系,故D正确。
答案:D。
19.(2021•迎泽区期末)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小伟把弹簧测力计下悬挂的铁块完全浸没在水中,如图所示。则下列说法正确的是( )
A.铁块深度增大时,水对烧杯底的压强减小
B.铁块深度增大时,测力计的示数增大
C.向烧杯中加盐并轻轻搅动后,测力计示数会变小
D.用体积相同的铜块代替铁块,测力计示数不变(铁的密度小于铜的密度)
解:
A、铁块完全浸没在水中,铁块排开液体的体积不变,水的深度不变,由p=ρgh可知,水对容器底的压强不变,故A错误;
B、铁块全部浸没在水中后,排开水的体积不变、水的密度不变,受到的浮力不变,而弹簧测力计的示数等于重力减去浮力,所以弹簧测力计的示数不变,故B错误;
C、铁块全部浸没在水中后,排开水的体积不变,向烧杯中加盐并轻轻搅动后盐水的密度变大,受到的浮力变大,而弹簧测力计的示数等于重力减去浮力,所以弹簧测力计的示数变小,故C正确;
D、用体积相同的铜块(ρ铁<ρ铜)代替铁块,则铜块的重力大于铁块的重力;由于都全部浸没在水中后,排开水的体积相等、水的密度不变,受到的浮力不变,而弹簧测力计的示数等于重力减去浮力,所以弹簧测力计的示数变大,故D错误。
答案:C。
20.(2020•江西期末)如图所示,物体所受浮力F与物体下表面在水中所处深度h的关系图象中,正确的是( )
A.B.
C.D.
解:
在完全浸没前,随着深度的增加,排开水的体积增大,浮力增大,即浮力随深度的增加而增加;
浸没后,排开水的体积不变,受到的浮力不变,故能正确反映物体所受浮力F与物体下表面在水中所处深度h关系的图象为C。
答案:C。
二、填空题
21.(2020•吴中区期末)利用如图所示的装置来探究浮力的方向是怎样的,随着α角的改变,悬线与水平面的夹角将 保持不变 (选填“改变”或“保持不变”),剪断悬线,小气球将沿 竖直 方向运动。
解:浮力的方向总是竖直向上的,随着α角的改变,悬线与水平面的夹角不会改变(始终为90°);
剪断悬线,由于竖直向上的浮力大于竖直向下的重力,所以小气球将沿竖直方向向上运动。
答案:保持不变;竖直。
22.(2019•新田期末)一只鸭子漂浮在水面上,此时,它受到了 水 对它产生向上的浮力;一条金鱼在水里游泳,此时,它 受到 (选填“受到”或“不受”)浮力作用。
解:一只鸭子漂浮在水面上,会受到水对鸭子向上的托力,这个托力就是鸭子受到的浮力;
一条金鱼在水里游泳,金鱼受到水向上的压力大于向下的压力,这个压力差即为金鱼受到的浮力。
答案:水;受到。
23.(2020•百色期末)图中A、B都浸没于液体中,A与容器侧壁紧密接触,B与容器底紧密接触。则:A 受到 浮力,B 不受到 浮力(填“受到”或者“不受到”)。
解:浮力产生的原因上下表面的压力差,由题意知,A与容器壁紧密接触,上下表面有压力差,A受到浮力;B与容器底紧密接触,上下表面没有压力差,所以B不受浮力作用。
答案:受到;不受到。
24.(2019•桐城市期末)如图所示,一个棱长为10cm的正方体悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力F1为5N,下表面受到液体的压力F2为13N.则正方体受到的浮力为 8 N,正方体上表面到液面的距离= 6.25 cm.(g=10N/kg)
解:(1)由浮力产生的原因F浮=F下﹣F上可得,正方体受到的浮力:
F浮=F2﹣F1=13N﹣5N=8N;
(2)因物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,V排=V=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3,
由F浮=ρgV排可得,液体的密度:
ρ===0.8×103kg/m3,
正方体上表面的面积:
S=L2=(10cm)2=100cm2=1×10﹣2m2,
液体对物体上表面的压强:
p===500Pa,
由p=ρgh可得,正方体上表面到液面的距离:
h上===0.0625m=6.25cm。
答案:8;6.25。
25.(2019•曲阜市期末)王老师演示了如下实验:将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球放入瓶内并注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球不会浮起来(如图所示),为了让乒乓球浮起来了,王老师应该 堵住瓶口 ,该实验说明,浮力产生的原因是 液体对乒乓球上下表面的压力差 。
解:图中乒乓球静止时,虽然有少量水从瓶口向下流出,但球的下表面没有受到水的压力,而上表面受到水向下的压力,则受到的合力方向向下,即乒乓球不受浮力的作用,所以乒乓球不能上浮;
用手堵住瓶口,乒乓球受到液体对乒乓球上下表面的压力差即浮力作用,当浮力大于重力时,乒乓球上浮,最终乒乓球漂浮在水中。
答案:堵住瓶口;液体对乒乓球上下表面的压力差。
26.(2020•瑶海区期末)将同一个长方体分别水平与竖直放置在水中,如图所示,则它们上下表面受到水的压力差 相等 (选填“相等”或“不相等”)。
解:长方体物块悬浮在水中,说明受到水的浮力不变,而浮力等于物体上下表面受到水的压力差,所以长方体物块上下表面受到水的压力差相等。
答案:相等。
27.(2020•迁西期末)小明利用烧杯、水、细线、弹簧测力计和橡皮泥等实验器材,探究“浸没在液体中的固体所受的浮力是否跟固体的形状有关”。他先用细线拴上橡皮泥,悬挂在弹簧测力计下,使橡皮泥缓慢地 完全浸没 在水中,读出测力计的示数F1;接下来他应该 改变橡皮泥的形状,重复上述步骤 ,读出弹簧测力计的示数F2;若F1和F2大小 相等 (选填“相等”或“不相等”),说明固体所受浮力与固体的形状无关。
解:探究浮力与物体形状的关系,应控制物体排开液体的体积、液体的密度相同而物体形状不同,实验步骤为:
①用细线拴上橡皮泥,悬挂在弹簧测力计下,使橡皮泥缓慢地完全浸没在水中,读出测力计的示数F1;
②改变橡皮泥的形状,重复上述步骤,读出测力计的示数F2,
③比较F1和F2的大小,若相等,说明与形状无关;反之,则说明有关。
答案:完全浸没;改变橡皮泥的形状,重复上述步骤;相等。
28.(2020•新洲区期末)图甲是小勇研究弹簧测力计的示数F与物体A下表面离水面的距离h关系的实验装置。其中A是实心均匀圆柱形物体,用弹簧测力计提着物体A,使其缓慢浸入水中(水未溢出),得到F与h的关系图象如图乙所示。(g取10N/kg)
(1)物体A重为 3 N。
(2)浸没前,物体A逐渐浸入水中的过程中,水对容器底部的压强将 变大 。(填“变大”“变小”或“不变”)
(3)完全浸没时,A受到水的浮力为 2 N。
解:(1)由弹簧测力计的示数F与物体A下表面离水面的距离h关系的图象知,当物体A下表面离水面的距离h为0时,测力计示数为3N,即物体的重力为3N;
(2)浸没前,物体A逐渐浸入水中的过程中,排开水的体积变大,容器中水面升高,容器底部的深度变大,根据p=ρgh,容器底部的压强将变大;
(3)由图乙知,物体A下表面离水面的距离小于hA时,测力计示数逐渐变小,当物体A下表面离水面的距离大于等于hA时,测力计示数不变,根据F浮=G﹣F,受到的浮力不变,说明物体完全浸没在水中,完全浸没时,A受到水的浮力为:F浮=G﹣F=3N﹣1N=2N;
答案:(1)3;(2)变大;(3)2;
三、实验探究题
29.(2020•莱芜区)小明用如图所示装置来验证“浸在液体中的物体受到浮力的作用”。
①由图甲可知,小明选用的石块的重力是 3 N。
②如图乙、丙所示,挂在弹簧测力计挂钩上的石块浸入水中时,小明通过观察发现 弹簧测力计的示数减小 ,则说明“浸在水中的石块受到浮力的作用“。
③小明要得出“浸在液体中的物体受到浮力的作用”的实验结论,他还要选用 不同物体 来继续做更多次的实验。
解:(1)由弹簧测力计示数知:石块的重力G=3N;
(2)如图乙、丙所示,挂在弹簧测力计挂钩上的石块浸入水中时,小明通过观察发现弹簧测力计的示数减小,说明“浸在水中的石块受到竖直向上的浮力的作用“;
(3)小明要得出“浸在液体中的物体受到浮力的作用”的实验结论,应选用不同物体并进行了多次实验的目的是减小偶然性,使实验得出的实验规律更具有普遍性,所以本实验的目的是寻找普遍规律。
答案:(1)3;(2)弹簧测力计的示数减小;(3)不同物体。
30.(2020•河池)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小月做了如图所示实验。
(1)分析 ③④ (填实验序号)两次实验数据,可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(2)分析③⑤两次实验,可知浸在液体中的物体受到浮力的大小与 液体的密度 有关。
(3)若先完成实验②,再完成实验①,则测得的浮力将 偏大 (选填“偏大”或“偏小”)。
解:(1)要探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关,需要控制液体的密度和排开液体的体积相同,改变物体所处的深度,③④两次实验符合要求;
(2)分析比较③⑤两次实验数据知排开液体的体积和所处深度相同,液体的密度不相同,弹簧测力计的示数不同,根据称量法F浮=G﹣F示知浮力不同,所以可以得出浸在液体中的物体受到浮力的大小与液体的密度有关;
(3)若先完成实验②,再完成实验①,由于物体上沾有一部分水,使得重力偏大,根据F浮=G﹣F示知则测得的浮力将偏大;
答案:(1)③④;(2)液体的密度;(3)偏大;
31.(2019•宁夏)小红用弹簧测力计、铁圆柱体、两个相同的大烧杯做“探究影响浮力大小的因素”的实验,其实验步骤和弹簧测力计示数如图所示。
(1)由图可知:铁圆柱体浸没在水中所受浮力为 4 N。
(2)由甲、乙、丁图可探究的问题是 研究浮力与排开液体体积的关系 。
(3)由甲、丁、戊图可以得出的结论是 浮力大小与液体密度有关 。
(4)在上述实验的基础上,请你添加合适的物体设计实验,探究浮力大小与物体质量是否有关。请写出你的实验思路: 取两块体积相同的铁块和铝块,测出它们各自的重力,然后可知其质量,分别用测力计吊着浸没到水中,读出测力计示数,根据测力计的示数算出浮力,通过比较得出结论 。
解:(1)由图甲、丙(丁)可知:铁圆柱体浸没在水中所受浮力F浮=G﹣F=5N﹣1N=4N,
(2)由甲、乙、丁图可知,液体的密度不变,排开液体的体积不同,浮力不同,所以是研究浮力与排开液体体积的关系;
(3)由甲、丁、戊图可知,排开液体的体积不变,液体的密度不同,浮力不同,可以得出的结论是浮力大小与液体密度有关;
(4)若想探究浮力大小与物体质量是否有关,应保持液体密度和物体排开液体的体积相同,并且物体的重力不同,所以可以取两块体积相同的铁块和铝块,测出它们各自的重力,然后可知其质量,分别用测力计吊着浸没到水中,读出测力计的示数,根据测力计的示数算出浮力,通过比较得出结论。
答案:(1)4;(2)研究浮力与排开液体体积的关系;(3)浮力大小与液体密度有关;(4)取两块体积相同的铁块和铝块,测出它们各自的重力,然后可知其质量,分别用测力计吊着浸没到水中,读出测力计示数,根据测力计的示数算出浮力,通过比较得出结论。
四、计算题
32.(2020•宾阳期末)将一实心圆柱体悬挂于弹簧测力计下,物体下表面刚好与水面接触,从此处匀速下放物体,直至浸没(物体未与容器底接触)的过程中,弹簧测力计示数F与物体下表面浸入水中深度h的关系如图所示,求:
(1)圆柱体受到的重力;
(2)圆柱体浸没时受到的浮力;
(3)圆柱体刚好浸没时下表面受到的液体压强;
解:
(1)由图象可知,当h=0cm时,弹簧测力计示数为25N,此时圆柱体处于空气中,
根据二力平衡条件可知,圆柱体受到的重力:G=F示1=25N;
(2)由图象可知,当h=4cm之后,弹簧测力计示数F示2=15N不变,此时圆柱体浸没在水中,
则圆柱体浸没时受到的浮力:F浮=G﹣F示2=25N﹣15N=10N;
(3)由图象可知,圆柱体刚浸没时下表面所处的深度h=4cm=0.04m,
圆柱体刚好浸没时下表面受到的液体压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa;
答:(1)圆柱体受到的重力为25N;
(2)圆柱体浸没时受到的浮力为10N;
(3)圆柱体刚好浸没时下表面受到的液体压强为400Pa;
33.(2020•延庆区期末)如图所示,一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力F1为5N,下表面受到液体的压力F2为13N,两侧受到液体的压力相等。(g取10N/kg)。求:
(1)正方体受到的浮力;
(2)正方体上表面受到液体的压强;
(3)正方体上表面到液面的距离。
解:(1)由浮力产生的原因可得,正方体受到的浮力:
F浮=F2﹣F1=13N﹣5N=8N。
(2)正方体上表面积:
S=L2=(10cm)2=100cm2=1×10﹣2m2,
正方体上表面受到液体的压强:
p===500Pa。
(3)物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,则:
V排=V=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3,
由F浮=ρgV排可得,液体的密度:
ρ液===0.8×103kg/m3,
由p=ρgh可得,正方体上表面到液面的距离:
h===0.0625m=6.25cm。
答:(1)正方体受到的浮力为8N;
(2)正方体上表面受到液体的压强为500Pa;
(3)正方体上表面到液面的距离为6.25cm。
34.(2018•铜陵一模)一均匀的长方体浸没在密度为ρ液的液体中,如图所示。已知它的底面积为S,上表面所处的深度为h1,下表面所处的深度为h2,请根据浮力产生的原因,推导出此时长方体受到液体浮力的数学表达式。
解:由液体压强公式p=ρgh及压强公式的变形公式F=pS得:
长方体上表面受到的压力是:F1=p1S=ρ液gh1S;
长方体下表面受到的压力是:F2=p2S=ρ液gh2S,
长发体侧面受到的液体的合力为零;
所以长方体受到液体向上和向下的压力差是:F差=F2﹣F1=ρ液gh2S﹣ρ液gh1S=ρ液g(h2﹣h1)S。
据浮力的产生原因可知,此时所受的浮力是:F差=F浮=ρ液g(h2﹣h1)S;
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