初中物理10.3 物体的浮沉条件及其应用巩固练习
展开A.下水变管阻隔臭气
B.拦河坝上窄下宽
C.人漂浮在死海海面
D.工人用吸盘搬运玻璃
2.(2020春•连山区期末)如图所示的四个场景中,主要依靠空气浮力而“飞天”的是( )
A. 孔明灯
B.飞机
C.火箭
D.风筝
3.(2020•长春一模)下列说法正确的是( )
A.飞机利用空气的浮力飞行
B.高铁保持匀速直线运动靠的是惯性
C.飞艇飞行原理是流速大的位置压强小
D.压路机的滚子做成圆形的目的是增大压强
4.(2020•鄂州模拟)将一鸡蛋投入水中浸没后,鸡蛋在不断地下沉过程中,说法正确的是( )
A.鸡蛋受到水的压强不变
B.鸡蛋所受浮力的方向竖直向上
C.在水中越深,鸡蛋所受浮力越大
D.水对鸡蛋向下的压力大于水对它向上的压力
5.(2019春•乳山市期中)下列关于浮力知识的应用,说法正确的是( )
A.阿基米德原理只适用于液体,不适合于气体
B.一艘轮船在海里装卸货物时,所受浮力不变
C.密度计在不同液体中漂浮,浸入液体体积越大,所测液体密度越小
D.潜水艇像鱼一样是靠改变自身体积,从而改变所受的浮力,实现上浮下潜的
6.(2019春•古冶区期末)下列关于浮力的应用叙述不正确的是( )
A.同一艘轮船从长江驶入大海,所受的浮力变大
B.潜水艇是靠改变自身所受的重力来实现其浮沉的
C.气球上升是因为气球里充的是密度小于空气的气体
D.用同一密度计测量不同液体的密度时,密度计露出体积大的液体密度大
7.(2020春•古冶区期中)(1)轮船制造的原理是 ,轮船自河里开向海里所受浮力 (选填“变大”、“不变”或“变小”),轮船应 (选填“上浮一些”或“下沉一些”)。
(2)潜水艇是靠 实现上浮和下潜的,潜水艇自水面下开始下潜过程中所受水的浮力 ,所受水的压强 (均选填“变大”、“不变”或“变小”)。
8.(2020春•东丽区期末)冰山、游船、鸭子都受到重力的作用,但却没有因此而沉入水底却漂浮在水面,这是因为它们受到了 力的作用,施力物体是 。
9.(2020春•唐河县期末)如图所示,一艘驶入港口的货轮,卸下8×106kg的货物后,轮船所受的浮力改变了 N,轮船的“排水量” (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
10.(2020•沙坡头区二模)小明自制土密度计并测定盐水的密度。
实验器材:刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水、待测盐水。
(1)实验步骤:
①在竹筷的一端缠上适量细铅丝,制成土密度计(细铅丝图中未画出);
②用刻度尺测出竹筷的长度L;
③把土密度计放入盛水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h1;
④ 。
请将上面实验步骤补充完整并回答下列问题:
(2)竹筷一端缠上铅丝,是为了 。
(3)密度计是利用 条件工作的,被测液体的密度越大,密度计排开液体的体积 (填“越小”或“越大”)。
(4)被测盐水的密度表达式:ρ盐水= 。(不计铅丝体积,水的密度用ρ水表示)
考点二.物体的浮沉条件及其应用
11.(2021•秦淮区模拟)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
12.(2021春•临邑县校级月考)如图,A、B、C三个体积相同的小球,放在液体中静止,它们受到的浮力大小分别为FA、FB、FC,则( )
A.FA>FB>FCB.FA<FB<FCC.FA=FB>FCD.FA=FB<FC
13.(2021•运城模拟)两个完全相同的圆柱形容器甲、乙,原来都装有同样多的水,放置在水平桌面上,将体积相等的不同物体A、B分别轻轻放入甲、乙中,A漂浮,B悬浮,水都没有溢出。下列判断不正确的是( )
A.A、B的密度关系是ρA<ρB
B.A、B受到的浮力关系是F浮A<F浮B
C.甲、乙中水对容器底的压强关系是p甲=p乙
D.甲、乙对桌面的压强关系是p甲′<p乙′
14.(2021•和平区模拟)小明在饮料吸管中塞入一些细铁丝作为配重,并将一端封闭,制作了一只简易密度计:将其先后放入甲、乙两杯液体中,当密度计静止时,两杯中液体深度相同,如图所示,密度计在甲杯液体中受到的浮力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)在乙杯液体中受到的浮力;密度计放入后, (选填“甲”或“乙”)杯中液体对容器底的压强更大。
15.(2020春•海珠区校级期中)如图所示,我国自行研制的第一艘航空母舰,排水量为6×107kg,是目前世界上最大的常规动力航母,(海水密度ρ水=1×103kg/m3,排水量指满载时排开水的质量)
(1)“国产航母”满载时正常行驶在水面上,受到的浮力是多大?
(2)此时航母排开水的体积是多少?
16.(2020春•仁寿县校级期末)某一木块的体积为200cm3,密度为0.8×103kg/m3,把它浸没在水中放开手后。
(1)请通过计算后说明木块能悬浮在水中吗?
(2)木块最终漂浮在水面静止时,浸在水中的体积有多大?
(3)要用多大的力才能将木块刚好全部没入水中?
17.(2020春•成都期中)浮在水面上的木块,它浸没在水中部分的体积为60cm3,它在水面上的部分是40cm3,求:
(1)木块受到的浮力多大?
(2)木块的质量是多少?
(3)木块的密度多大?
18.(2020春•桂林期末)小桂将一边长为10cm的正方体木块放入装水的容器中,测得木块静止时浸入水中的深度为8cm,如图所示。已知水的密度为1×103kg/m3,求:
(1)木块在水中受到的浮力是多大?
(2)此木块的质量是多少?
19.(2020•天津模拟)底面积为S的薄壁容器,装入适量水,先将一物块放入其中,正好悬浮于水中,将物块捞出,空烧杯放入,漂浮在水面上,此时测得水面高度为h0,再将金属球放入烧杯中,一起漂浮于水面上,此时测得水面深度为h1,最终将金属球放入水中,沉底后,测得水面深度为h2,已知水的密度为ρ水。
(1)金属球密度与物块密度之比。
(2)金属球沉底后,它对容器的压力。
20.(2020•当阳市模拟)如图所示,094型战略导弹核潜艇是我国“国之利器”之一,对我国的国防安全有着重要的意义。核潜艇的重力为8×107N,体积为9×103m3,海水密度取1×103kg/m3。
(1)核潜艇潜入水下时应至少要向水舱加多少吨的水?
(2)潜入水下200m时,核潜艇的一个面积为1.2m2的舱盖所受海水的压力有多大?
人教版物理八下10.3物体的沉浮条件及应用
参考答案
1.(2020春•西山区期末)如图所示事例中,与浮力知识相关的是( )
A.下水变管阻隔臭气
B.拦河坝上窄下宽
C.人漂浮在死海海面
D.工人用吸盘搬运玻璃
【解答】解:A.下水管中的弯曲的部分利用了连通器原理,起的主要作用是:U形管总是会有水的,这样可以隔绝下水道往上反的臭味,故A不符合题意;
B.拦河坝上窄下宽,是由于随着深度增加液体压强增大,故B不符合题意;
C.因为死海的盐含量很大,使海水的密度大于人的密度,于是人就浮在水面上了,故C符合题意;
D.工人用吸盘搬运玻璃利用了大气压的作用,故D不符合题意。
故选:C。
2.(2020春•连山区期末)如图所示的四个场景中,主要依靠空气浮力而“飞天”的是( )
A. 孔明灯
B.飞机
C.火箭
D.风筝
【解答】解:
A、孔明灯点燃时,其内部空气的密度变小,质量减小,孔明灯受到的浮力大于重力时会升空,即它是依靠空气浮力而升空的,故A符合题意;
B、飞机滑行时,机翼上下表面的空气流速不同、压强不同,会产生向上的压力差,即产生升力而升空,故B不合题意。
C、火箭起飞时,向后喷气,空气对火箭产生一个向前的力,使火箭加速前进,这是利用了力的作用是相互的,故C不合题意;
D、将风筝放飞到高空是因为风筝上方空气流速快、压强小,下方空气流速慢、压强大,产生了向上的升力,故D不合题意;
故选:A。
3.(2020•长春一模)下列说法正确的是( )
A.飞机利用空气的浮力飞行
B.高铁保持匀速直线运动靠的是惯性
C.飞艇飞行原理是流速大的位置压强小
D.压路机的滚子做成圆形的目的是增大压强
【解答】解:
A、飞机的机翼通常都做成“上凸下平”的形状,飞机是利用气体压强和流速的关系产生的升力来飞行的,并不是利用空气的浮力,故A错误;
B、高铁运行时受到摩擦力的作用,要保持匀速直线运动需要牵引力与其保持平衡,靠的不是惯性,故B错误;
C、飞艇工作时,需要向飞艇内充入比空气密度小的气体,从而利用浮力来飞行,故C错误;
D、压路机的滚子做成圆形,减小了受力面积,在压力一定时增大了压路机对地面的压强,故D正确。
故选:D。
4.(2020•鄂州模拟)将一鸡蛋投入水中浸没后,鸡蛋在不断地下沉过程中,说法正确的是( )
A.鸡蛋受到水的压强不变
B.鸡蛋所受浮力的方向竖直向上
C.在水中越深,鸡蛋所受浮力越大
D.水对鸡蛋向下的压力大于水对它向上的压力
【解答】解:A、根据p=ρ水gh,鸡蛋在下沉过程中,受到水的压强增大,故A错误;
B、鸡蛋所受浮力的方向竖直向上,B正确;
C、根据F浮=ρ水gV排,排开水的体积不变,所以鸡蛋受到的浮力不变,故C错误;
D、鸡蛋向上的压强大于向下的压强,所以向上的压力大于向下的压力,这个压力差即为浮力,故D说法错误。
故选:B。
5.(2019春•乳山市期中)下列关于浮力知识的应用,说法正确的是( )
A.阿基米德原理只适用于液体,不适合于气体
B.一艘轮船在海里装卸货物时,所受浮力不变
C.密度计在不同液体中漂浮,浸入液体体积越大,所测液体密度越小
D.潜水艇像鱼一样是靠改变自身体积,从而改变所受的浮力,实现上浮下潜的
【解答】解:A、阿基米德原理的内容为:浸在液体的物体所受的浮力,大小等于它排开液体受到的重力,表达式为F浮=G排=ρgv排.该原理也适用于物体在气体里的情况,故A错误;
B、一艘轮船在海里和河里航行时,始终处于漂浮状态,受到的浮力和自身的重力相等,当轮船在海里装卸货物时,重力减小,受到的浮力变小,故B错误;
C、密度计在不同液体中漂浮,受到的浮力和自身的重力相等,重力不变,受到的浮力不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,液体的密度越大,密度计排开液体的体积就越小,故C正确;
D、在水中,F浮=ρ水V排g,潜水艇和鱼一样ρ水、V排不变,所以F浮不变;可以通过“让海水进入压力舱”增大自重,F浮<G时,潜水艇下沉;“将海水排出压力舱”减小自重,F浮>G时,潜水艇上浮。故潜水艇像鱼一样是靠改变所受的浮力与重力的大小关系,来实现上浮和下潜的,故D错误。
故选:C。
6.(2019春•古冶区期末)下列关于浮力的应用叙述不正确的是( )
A.同一艘轮船从长江驶入大海,所受的浮力变大
B.潜水艇是靠改变自身所受的重力来实现其浮沉的
C.气球上升是因为气球里充的是密度小于空气的气体
D.用同一密度计测量不同液体的密度时,密度计露出体积大的液体密度大
【解答】解:A、轮船从长江驶入大海时,始终处于漂浮状态,自身的重力不变,受到的浮力不变,故A错误;
B、潜水艇通过排水或进水来改变自身的重力,当排出水时,自身重力减小,浮力不变,则潜水艇将上浮,故B正确;
C、气球是利用在空气中的浮力来工作的,当气球里气体的密度小于空气的密度时,浮力大于重力,才可以升空,故C正确。
D、同一密度计测量不同的液体的密度时,都处于漂浮状态,受到的浮力始终等于密度计的重力。由F浮=ρ液gV排可知:露出的体积越大(排开液体的体积越小),液体的密度越大。故D正确。
故选:A。
7.(2020春•古冶区期中)(1)轮船制造的原理是 密度大于水的钢铁制成空心可以浮在水面上 ,轮船自河里开向海里所受浮力 不变 (选填“变大”、“不变”或“变小”),轮船应 上浮一些 (选填“上浮一些”或“下沉一些”)。
(2)潜水艇是靠 改变自身重力 实现上浮和下潜的,潜水艇自水面下开始下潜过程中所受水的浮力 不变 ,所受水的压强 变大 (均选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【解答】解:(1)浮在水面上的轮船也是浮力的应用,由物体的浮沉条件可知,漂浮在水面上的轮船,受到的浮力等于船受到重力,即利用密度大于水的钢铁制成空心可以浮在水面上;
同一艘轮船从河里驶进海里,船始终漂浮,浮力等于重力,船质量没有变化,所以受到的重力大小不变,所以,船受到的浮力不变;
海水的密度大于河水的密度,由F浮=ρ液gV排可知,排开河海水的体积小于排开河水的体积,所以,船身相对于水面将上浮一些。
(2)潜水艇是靠改变自身重力实现上浮和下潜的;
潜水艇在水面下下潜过程中,排开水的体积始终等于潜水艇的自身体积不变,由阿基米德原理F浮=ρ水V排g可知,潜水艇受到水的浮力不变;
潜水艇在水面下下潜过程中,水的深度变大,由p=ρgh可知,潜水艇受到水的压强变大。
故答案为:(1)密度大于水的钢铁制成空心可以浮在水面上;不变;上浮一些;(2)改变自身重力;不变;变大。
8.(2020春•东丽区期末)冰山、游船、鸭子都受到重力的作用,但却没有因此而沉入水底却漂浮在水面,这是因为它们受到了 浮 力的作用,施力物体是 水 。
【解答】解:轮船、鸭子、冰山能够浮在水面,这是因为它们受到了水的浮力,浮力的施力物体是水。
故答案为:浮力;水。
9.(2020春•唐河县期末)如图所示,一艘驶入港口的货轮,卸下8×106kg的货物后,轮船所受的浮力改变了 8×107 N,轮船的“排水量” 不变 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【解答】解:(1)轮船漂浮在水上,由二力平衡原理可知,受到水的浮力等于自身重力,故轮船所受浮力变化量等于自身重力变化量,
所以轮船减少的浮力:△F浮=△G=△mg=8×106kg×10N/kg=8×107N;
(2)轮船的大小通常用排水量表示,排水量是轮船满载时排开水的质量;对于任何一艘轮船来说,排水量是固定不变。
故答案为:8×107;不变。
10.(2020•沙坡头区二模)小明自制土密度计并测定盐水的密度。
实验器材:刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水、待测盐水。
(1)实验步骤:
①在竹筷的一端缠上适量细铅丝,制成土密度计(细铅丝图中未画出);
②用刻度尺测出竹筷的长度L;
③把土密度计放入盛水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h1;
④ 把土密度计放人盛盐水的烧杯中,静止后刚刻度尺测出液面上竹筷的长度h2 。
请将上面实验步骤补充完整并回答下列问题:
(2)竹筷一端缠上铅丝,是为了 使竹筷能够竖直漂浮在液体中 。
(3)密度计是利用 漂浮 条件工作的,被测液体的密度越大,密度计排开液体的体积 越小 (填“越小”或“越大”)。
(4)被测盐水的密度表达式:ρ盐水= 。(不计铅丝体积,水的密度用ρ水表示)
【解答】解:(1)实验步骤:
④把土密度计放入盛盐水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h2(或把土密度计放入盛盐水的烧杯中,静止后用刻度尺测出竹筷浸入液面下的长度h2);
(2)铅丝的密度比较大,在液体中能够浸没,并且密度计重心偏低越稳定,使密度计能够竖直漂浮在液体中;
(3)根据漂浮条件,密度计在液体中处于漂浮状态,浮力与重力相等,因此密度计在水中与在盐水中所受的浮力相等,即:F浮=ρ液gV排,当液体密度越大时,V排会越小。
(4)在水中时:F浮=ρ水gV排1=ρ水gs(L﹣h1);
在盐水中时:F浮=ρ盐水gV排2=ρ盐水gs(L﹣h2)或者:F浮=ρ盐水gV排1=ρ水gsh2;
因为浮力相等所以:ρ水gs(L﹣h1)=ρ盐水gs(L﹣h2)或者:ρ水gs(L﹣h1)=ρ盐水gsh2;
即:ρ盐水=。
故答案为:(1)④把土密度计放入盐水中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h2;(2)使竹筷能够竖直漂浮在液体中;(3)漂浮;越小;(4)。
11.(2021•秦淮区模拟)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、由题知,A、B、C三个正方体的体积相同;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错误;
B、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;
C、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,根据F=pS可知,受到的压力也是相同的,故C错误;
D、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,根据p=可知,压强也是相同的,故D正确。
故选:D。
12.(2021春•临邑县校级月考)如图,A、B、C三个体积相同的小球,放在液体中静止,它们受到的浮力大小分别为FA、FB、FC,则( )
A.FA>FB>FCB.FA<FB<FCC.FA=FB>FCD.FA=FB<FC
【解答】解:
由图知,相同体积的三个小球在同种液体中静止,则液体的密度相同;A和B都浸没,排开液体的体积相同且大于C排开液体的体积,由公式F浮=ρ液gV排知,A、B两球受到的浮力相同,C球受到的浮力较小,即FA=FB>FC。
故选:C。
13.(2021•运城模拟)两个完全相同的圆柱形容器甲、乙,原来都装有同样多的水,放置在水平桌面上,将体积相等的不同物体A、B分别轻轻放入甲、乙中,A漂浮,B悬浮,水都没有溢出。下列判断不正确的是( )
A.A、B的密度关系是ρA<ρB
B.A、B受到的浮力关系是F浮A<F浮B
C.甲、乙中水对容器底的压强关系是p甲=p乙
D.甲、乙对桌面的压强关系是p甲′<p乙′
【解答】解:A、因A漂浮,B悬浮,根据物体沉浮条件可知:ρA<ρ水,ρB=ρ水,则:ρA<ρB,故A正确;
B、已知A、B体积相等,由图可知:VA排<VA,VB排=VB,则:VA排<VB排,由于A、B都是放入水中,所以根据F浮=ρ液gV排可知:F浮A<F浮B,故B正确;
C、由于甲、乙都装有同样多的水,VA排<VB排,则甲容器水上升的高度小于乙容器上升的高度,由p=ρ液gh可知,两容器中水对底部的压强关系p甲<p乙,故C错误;
D、因ρA<ρB,且两物体的体积相同,则根据G=mg=ρVg可知两物体所受重力关系为:GA<GB,又因两相同的容器中装有相同质量的水,则水和容器的总重力相同,所以,容器对桌面的压力关系为F甲<F乙,由于两容器的底面积相同,则容器对桌面的压强关系是:p甲′<p乙′,故D正确。
故选:C。
14.(2021•和平区模拟)小明在饮料吸管中塞入一些细铁丝作为配重,并将一端封闭,制作了一只简易密度计:将其先后放入甲、乙两杯液体中,当密度计静止时,两杯中液体深度相同,如图所示,密度计在甲杯液体中受到的浮力 等于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)在乙杯液体中受到的浮力;密度计放入后, 乙 (选填“甲”或“乙”)杯中液体对容器底的压强更大。
【解答】解:
同一支密度计放在甲、乙两种液体中都漂浮,则F浮甲=F浮乙=G,即浮力是相同的;
由图可知,密度计在乙液体中排开的液体的体积小,根据ρ液=可知,乙液体的密度大,深度相同,根据p=ρgh可知,乙杯中液体对容器底的压强更大。
故答案为:等于;乙。
15.(2020春•海珠区校级期中)如图所示,我国自行研制的第一艘航空母舰,排水量为6×107kg,是目前世界上最大的常规动力航母,(海水密度ρ水=1×103kg/m3,排水量指满载时排开水的质量)
(1)“国产航母”满载时正常行驶在水面上,受到的浮力是多大?
(2)此时航母排开水的体积是多少?
【解答】解:(1)该航母满载时排水量:m排=6×107kg,
航母满载时受到的浮力:F浮=G排=m排g=6×107kg×10N/kg=6×108N;
(2)由F浮=ρ液gV排可得此时航母排开水的体积:V排===6×104m3。
答:(1)“国产航母”满载时正常行驶在水面上,受到的浮力是6×108N;
(2)此时航母排开水的体积是6×104m3。
16.(2020春•仁寿县校级期末)某一木块的体积为200cm3,密度为0.8×103kg/m3,把它浸没在水中放开手后。
(1)请通过计算后说明木块能悬浮在水中吗?
(2)木块最终漂浮在水面静止时,浸在水中的体积有多大?
(3)要用多大的力才能将木块刚好全部没入水中?
【解答】解:(1)木块的质量:m=ρ木V木=0.8×103kg/m3×200×10﹣6m3=0.16kg;
木块所受重力:G=mg=0.16kg×10N/kg=1.6N
当物体完全浸没时V排=V木,浸没在水中时受到的浮力:F浮=ρ水gV木=1.0×103kg/m3×10N/kg×200×10﹣6m3=2N
因F浮>G,所以物体上浮,最终处于漂浮状态,不能悬浮;
(2)当物体静止后,漂浮在水面上,则F浮′=G=1.6N;
由F浮=ρ液gV排得,浸在水中的体积:V排===1.6×10﹣4m3;
(3)木块完全浸没时,有:F浮=F+G,
对木块施加的力:F=F浮﹣G=2N﹣1.6N=0.4N。
答:(1)木块浸没在水中时所受的浮力大于重力,受力不平衡,所以不能在水面下悬浮;
(2)木块漂浮时浸在水中的体积是1.6×10﹣4m3;
(3)要用0.4N的力才能将木块刚好全部没入水中。
17.(2020春•成都期中)浮在水面上的木块,它浸没在水中部分的体积为60cm3,它在水面上的部分是40cm3,求:
(1)木块受到的浮力多大?
(2)木块的质量是多少?
(3)木块的密度多大?
【解答】解:
(1)木块受到的浮力为F浮=ρ水gV排=103kg/m3×10N/kg×60×10﹣6m3=0.6N;
(2)木块漂浮,则G=F浮=0.6N,
木块的质量:m===0.06kg。
(3)木块的密度为:
ρ===0.6×103kg/m3。
答:(1)木块受到的浮力为0.6N;
(2)木块的质量是0.06kg;
(3)木块的密度为0.6×103kg/m3。
18.(2020春•桂林期末)小桂将一边长为10cm的正方体木块放入装水的容器中,测得木块静止时浸入水中的深度为8cm,如图所示。已知水的密度为1×103kg/m3,求:
(1)木块在水中受到的浮力是多大?
(2)此木块的质量是多少?
【解答】解:
(1)木块排开的水的体积:
V排=hS=8cm×(10cm)2=800cm3=8×10﹣4m3,
木块的浮力:
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣4m3=8N;
(2)木块漂浮在水面上,浮力等于重力,
所以重力为:G=F浮=8N
木块的质量:
m===0.8kg。
答:(1)木块在水中受到的浮力是8N;(2)此木块的质量是0.8kg。
19.(2020•天津模拟)底面积为S的薄壁容器,装入适量水,先将一物块放入其中,正好悬浮于水中,将物块捞出,空烧杯放入,漂浮在水面上,此时测得水面高度为h0,再将金属球放入烧杯中,一起漂浮于水面上,此时测得水面深度为h1,最终将金属球放入水中,沉底后,测得水面深度为h2,已知水的密度为ρ水。
(1)金属球密度与物块密度之比。
(2)金属球沉底后,它对容器的压力。
【解答】解:因为物块放入水中处于悬浮状态,所以ρ物=ρ水;
金属球放入烧杯中,增加的排开水的体积为:
△V排=S(h1﹣h0),
根据漂浮时浮力等于重力,放入小球后增加的浮力等于增加的小球的重力,即:G球=△F浮=ρ水g△V排=ρ水gS(h1﹣h0),
所以小球的质量为:m球==ρ水S(h1﹣h0),
小球的体积为V球=V排′=S(h2﹣h0),
小球的密度为:ρ球===•ρ水,
金属球密度与物块密度之比为:==。
(2)金属球沉底后,小球受到的浮力为:
F浮=ρ水gV排′=ρ水gS(h2﹣h0),
所以它对容器的压力为:
F=G球﹣F浮=ρ水gS(h1﹣h0)﹣ρ水gS(h2﹣h0)=ρ水gS(h1﹣h2)。
答:(1)金属球密度与物块密度之比为。
(2)金属球沉底后,它对容器的压力为ρ水gS(h1﹣h2)。
20.(2020•当阳市模拟)如图所示,094型战略导弹核潜艇是我国“国之利器”之一,对我国的国防安全有着重要的意义。核潜艇的重力为8×107N,体积为9×103m3,海水密度取1×103kg/m3。
(1)核潜艇潜入水下时应至少要向水舱加多少吨的水?
(2)潜入水下200m时,核潜艇的一个面积为1.2m2的舱盖所受海水的压力有多大?
【解答】解:(1)核潜艇浸没,排开水的体积V排=V=9×103m3,
核潜艇受到的浮力为:
F浮=ρgV排=1×103kg/m3×10N/kg×9×103m3=9×107N,
核潜艇完全浸没后受竖直向下的水和潜艇的总重力、竖直向上的浮力,即F浮=G+G水,
加水的重力为:
G水=F浮﹣G=9×107N﹣8×107N=1×107N,
由G=mg得,水的质量为:
m水===1×106kg=1000t;
(2)舱盖所受海水的压强为:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×200m=2×106Pa,
由p=得,受海水的压力:
F=pS=2×106Pa×1.2m2=2.4×106N。
答:(1)核潜艇潜入水下时应至少要向水舱加1000吨的水;
(2)潜入水下200m时,核潜艇的一个面积为1.2m2的舱盖所受海水的压力有2.4×106N。
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