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文档简介
浮力综合计算题
1.如图所示,水平放置的平底薄壁柱形容器底面积是200cm2,内装有一些水,一个不吸水
的实心正方体木块力边长为10cm,重为6N,用细绳一端系住木块4另一端固定在容器底部匕;工
p-jA~_r
使木块A浸没水中。(细绳的体积和质量均不计,P水=1.0xl03kg/m3;g值取ioN/kg)|展三
求:-
(1)该正方体木块的密度;
(2)细绳对木块的拉力大小;
(3)剪断细绳后木块A露出水面后,容器底受水的压强减少多少帕斯卡?
2.如图所示一个圆柱形容器,里面装入适量水。把体积为1.2X10-37rl3、密度为0.6xl03kg/m3的木块投
入水中,当木块最后静止时,水深15cm,且水未溢出杯外。(g取10N/kg)求:
(1)木块的重力是多少?
(2)此时水对容器底的压强是多少?
(3)若用手向下把木块刚好全部压入水中不动,此时木块受到手的压力是多少?
3.如图所示,薄壁容器重力为2N,底面积为50c/n2,往容器里倒入goop的水,水面上漂浮一质量为
200g的木块时水深为10cm。现将容器平放在面积为1的水平台面上。g取L/kg,求:
(1)木块受到的浮力;
(2)容器底受到水的压力。
(3)台面受到容器的压强。
4.如图所示,某观光载人飞艇由充满锐气的气囊、动力装置和吊舱组成。气囊总体积为3000^3,其体积
不随海拔高度而变化,内部密闭的氮气密度为0」8的/7九3:动力装置是两台电力驱动的发动机,可提供竖
直向上或竖直向下的推力;吊舱非密闭,有观景窗。某次飞行,飞艇总质量为3480kg(含乘员),当日无
风,其海拔高度九对应的空气密度p它见下表,除气囊外不考虑其他部分产生的浮力,g取10N/kg,求此飞
艇:
h/m020040060080010001200
卜/(句/而)
1.2051.1811.1601.1361.1141.0921.070
(1)在海拔12007Tl高空中悬停时,发动机提供的推力F的大小和方向。
(2)能最大程度节省电能的悬停海拔高度。
5.“曹冲称象”是家喻户晓的典故。某校兴趣小组模仿这一现象,制作了一把“浮力秤”。将厚底直筒形
状的玻璃杯浸入水中,如图所示。已知玻璃杯的质量为300g,底面积为30cm2,高度为15cm。(p4=
1.0x103kg/m3,g取lON/kg)求:
(1)将杯子开口向上竖直漂浮在水中时(水未进入杯内),杯子受到的浮力:
(2)此时杯子浸入水中的深度是多少;
(3)此浮力秤能称物体的最大质量是多少;
(4)将玻璃杯开II向上放入一装满水的溢水杯中,并使之完全沉没于水中,测得溢出水的重力为L2N,求
玻畸的密度。
6.如图甲所示,薄壁圆柱形容器放在水平台上,容器的底面积S容=100cm2,质量均匀的圆柱体物块上表
面中央用足够长的细绳系住,悬挂于容器中。以恒定速度向容器中缓慢注水(每分钟注入100g),直至注满
容器为止,细绳的拉力大小与注水时间的关系图像如图乙所示。P水=lg/cm3,常数g=iON/kg,物块
不吸水,忽略细绳体积、液体扰动等其它次要因素。
(1)求注水前圆柱体物块的下表面到容器底部的距离力;
(2)当细绳的拉力为0.9N时,求水对物块下表面的压强;
(3)若改为以恒定速度向容器中缓慢注入另一种液体(每分钟注入100cm3,p液=1.5g/cm3),直至9.4m出
时停止。求容器底部所受液体压强p与注液时间“分钟(0<tx<9.4)的函数关系式。
7.如图所示,将质量为4kg的正方体木块放入水池中静止时,一半体积浸在水中。(g取ION"?,。水=
1.0x1。3的/心)
(1)求木块受到的浮力。
(2)求木块的密度。
(3)当它漂浮在另一液体中时,露出液面的体积是总体积的求该液体的密度。
8.一潜水员要站在江底将质量为04kg的气球竖直匀速拉入水中,如图甲,气球刚浸没在水中时的体积为
0.014m3.在下拉过程中拉力尸随气球所处深度人变化的关系如图乙所示。请回答以下问题。(不计绳重及水
的阻力,g取10N/kg,P水=1-0x103kg/m3)
(1)气球刚浸没在水中时所受的浮力是多大?
(2)当气球被拉到水面下1m时,气球的体积是多大?
(3)由图乙可知,气球在水面下越深的位置所需拉力越小,请说明原因。
9.地球气候变暖,冰川熔化加剧,是造成海平面变化的原因之一。小明同学根据所学知识,通过比较冰川
完全熔化成水后水的体积与冰川熔化前排开海水的体积,就能推断海平面的升降。如图所示是冰川漂浮在
海面上的情景,若冰川的质量为m冰,海水的密度为P海,水的密度为P水,且P海水,g用符号表示。
(1)求冰川熔化前受到的浮力;
(2)求冰川熔化前排开海水的体积;
(3)求冰川完全熔化成水后水的体积;
(4)推断海平面的升降,并说明理中。
10.如图是小聪同学利用水、弹簧测力计和金属块等测量某液体密度的情景。根据图中信息求:(。水=
l.OxI()3kg/m3,g取lON/kg)
A
■s
—N
■♦4“
■8
—
・I4
X
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・
・
_?某
-‘
三
二
三
三
f液
2二i
1三
二
二U
三
二
二
三t
体
・
三
三
二
一m
二
三I
三
三
一
/////7~
(1)金属块的质量。
(2)金属块的密度。
(3)所测液体的密度。
11.春节期间,小红一家在码头乘坐“翠浪二号”游览赣江风光。如图所示,“翠浪二号”与乘客的总质
量约为7.8x10%,。,吃水深度约为1.2m,(江水的密度取1.0xl03kg/m3,g取iON〃g)
(1)“翠浪二号”漂浮在江面上,求此时它排开江水的体积是多少?
(2)“翠浪二号”船底受到江水的压强为多少?
12.小明用传感器设计了如图甲所示的力学装置,竖直细杆B的下端通过力传感器固定在柱形容器的底部,
它的上端与不吸水的实心长方体力固定(不计细杆B及连接处的质量和体积),力传感器可以显示出细杆B的
下端所受作用力的大小。现缓慢地向容器中加水,力传感器的示数大小F随水深h水变化的图像如图乙所
75,g取10N/kg,=1.0x105kg/m3c求:
(1)物体4的质量大小;
(2)物体4的密度;
(3)力传感器的示数为。时,水对容器底的压强。
13.如图甲所示,足够高的长方体薄壁容器C置于水平地面,不吸水的力、8两物体叠放置于容器内,力为正
方体,B为长方体,力、8的高度均为0.1m,缓慢向容器中加水,直到容器中水的深度为0.12m时停止加
水,所加水的质量与容器中水的深度关系如图乙所示。停止加水后,将物体4取走,水面下降了3cm(设物
体上、下表面始终与水面平行)。求:
(1)刚加完水时,水对容器底部的压强:
(2)容器C的底面积:
(3)4受到的重力。
14.曹冲称象是我国古人运用智慧解决实际问题的经典故事,某校物理兴趣小组通过实验来模拟“称象”
的过程,如图所示。在水平桌面上,底面为正方形的薄壁柱形容器人足够高,底面积为lOOcm?;底面为正
方形薄壁柱形容器8的质量为50g,底面积为50cm2,高为15cm;待测物体。是边长为5cm的实心正方体。
测量C的质量时,先在片中注入10cm深的水,然后将8竖直缓慢放入4中直至平衡,再将C竖直缓慢放入8
中,平衡时8又竖直下降了5cm,小组同学在8tl做好标记;取出C后,将50g的钩码逐个缓慢放入8中,直
至波面再次达到标记处为止。忽略液体搅动、物体吸水等次要因素,p水=lxl()3kg/m3,g取ION/kg°
(1)力中未放入8时,求水对力底部的压强;
(2)液面再次达到标记处时,求加入钩码的个数;
(3)设C的密度为pc,请写出将C竖直缓慢放入8中,平衡后水对4底部压强p水与Pc的关系式。
15.2025年4月28日,全球首艘高速可潜无人艇“蓝鲸号”下水,如图所示。其体积为127n3,依靠智能压
载水舱系统进行浮沉调节,可实现数十米深的下潜、静态悬浮和水下航行。(近海海水密度取p水=1.0x
10W°/63,取iON/3,忽略“蓝鲸号”体积的变化)通过计算回答:
(1)“蓝鲸号”在近海悬浮时所受浮力是多少?
(2)“蓝鲸号”在近海悬浮时,距海面20m处的顶部受到海水的乐强是多少?
(3)若“蓝鲸号”从近海水平潜行至远海,海水密度突变为1.03xl03〃g/7n3时它需要增加多少重力才能保
持悬浮?
答案和解析
1.【答案】解:(1)己知实心正方体木块4边长为10sn,木块的体枳为:
V=L3=(10cm)3=1000cm3=1x10-37n3,
且其重力G=6N,由G=mg可得:
C八〃,
m=-=6N=66kg,
910N/kg”
根据密度公式p=£可得,该正方体木块的密度:
P木十=06X10弘?/苏,
(2)因木块浸没则有,=匕作,根据阿基米德原理可得:
产浮=P水p排。=10x103kg/m3xION/kgx(0.1m)3=10/V,
对木块进行受力分析可知其受到的拉力:
F拉=F浮-G=10/V-6N=4N,
(3)剪断细线后,木块最终处J:漂浮状态有:
尸浮=G=6/V,
与木块浸没相比其受到的浮力减小了4N,即柱形容器底部受到水的压力减小了4N,根据压强公式可得:
功手藤=20°”
答:(1)正方体木块的密度为0.6xl03kg/m3;
(2)细绳对木块的拉力大小为4N;
(3)剪断细绳后木块力露出水面后,容器底受水的压强减少200Pa。
【解析】(1)根据边长求出木块的体积,根据木块受到的重力求出木块的质量,根据p=§求出木块的密
度;
(2)由受力分析可知,木块此时受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和拉力,根据阿基米德原理求出木
块受到的浮力,由F拉=F淬-G求出细绳对木块的拉力大小;
(3)剪断细线后,木块最终处于漂浮状态,减小的浮力即为减小的压力,由0=々计算出减少的压强。
本题考查了密度、阿基米德原理、物体浮沉条件和液体压强公式的应用,是一道难度较大的题FI。
2.【答案】解:(1)根据G=mg=pVg知,木块的重力G=mg=p木卜木g=0.6x103kg/m3x1.2x
10-37n3xl0/V//c<7=7.2/V;
(2)水对容器底的压强p=p水g/i=1x103kg/m3x10N/kgx0.15m=1.5x103Pa;
(3)若用力把木块刚好全部压入水中不动,排开水的体积等于木块的体积,根据阿基米德原理知,此时木
块受的浮力/浮=P水9%=p水”木=1xlO3kg/m3x10N/kgx1.2x10-37n3=12N;根据力的平衡条
件知,木块受到手的压力尸压=尸浮一G=12N—7.2N=4.8N,
【解析】略
3.【答案】(1)木块漂浮,所以浮力等于重力,木块受到的浮力为:F浮=6木=^1木g=0.2kgx
10N/kg=2N;
(2)水对容器底部的压强为:p水=p水g/i=1.0x103kg/rn3x10N/kgx10x10-2m=1000Pa;由公式
p=(可得水对容器底部的压力为:F水=p水S=1000Pax50x10-4m2=5N;
(3)水的重力为:G水=m水g=800x10-3kgx10N/kg=8N,容器对水平桌面的压力大小等于容器、
水和木块的总重力,即:尸容=6容+0水+G木块=2N+8N+2N=12N,台面受到容器的压强为:
尸空12N
P台=^=^TO=240"a。
【解析】略
4.【答案】【详解】(1)飞艇总重力G匕皴=m匕艇g=3480kgx10N/kg=34800N
由表中数据可知,海拔1200m处空气密度为1.070kg/m3,飞艇受到的浮力F浮=p空g匕*=
1.070kg/〃正xlON/kgx3000m3=32100/V
在海拔1200m高空中悬停时,飞艇受到竖直向卜•的重力、竖直向上的浮力和竖直向上的推力,发动机提供
的推力F=GK迪-尸浮=34800/V-32100/V=2700/V
(2)最节省电能的悬停海拔最大程度节省电能时,发动机推力为0,不需要输出动力,此时满足浮力等于总
重力,即F'浮=G飞艇
由阿基米德原理和G=mg得至ljp'至gV=m0臭g
空气密度p'空=竿=箫=1.160^/7713
由表中数据可知,对应的悬停海拔高度是400m。
【解析】详细解答及解析过程见【答案】
5.【答案】【详解】解:(1)玻璃杯的重力为
G籽=m朴g=300x]0-3kgxION/kg=3N
根据物质的浮沉条件可得,玻璃杯漂浮,受到的浮力等于其自身重力,则玻璃杯受到的浮力为
『浮=G杯=3N
(2)根据阿基米德原理可得,玻璃杯排开水的体积为
F浮3N
=3X10-47713
P水g1x103kg/m3x10N/kg
玻琦杯浸入水中的深度为
kV排3X10—47n3
n==--------z--=0.1m
S30x10-4m2
(3)玻璃杯浸入水中最大体积为
“最大二S/i最大=30cm2x15cm=450cm3
根据阿基米德原理可得,玻璃杯受最大浮力为
〜浮最大=P水大=x103kg/m3x10N/kgx450x10-6TH3=4.5N
能称物体的最大重力为
°最大=/浮最大一G杯=4.5N—3N=1.5N
能称物体的最大质量为
G奴才1.5N
m城大=k=10AW=015如
(4)根据阿基米德原理可得,此时玻璃杯受到的浮力等于排开水的重力,故玻璃杯的体积为
,F浮1.2/V一.
=V!.,=---=------5---------------=1.2x104m3
33
川P水91x10kg/mx10N/kg
玻畸的密度为
m300xlOAg
=2.5x103^/m3
P=V=1.2x10-4m3
答:(1)将杯子开口向上竖直漂浮在水中时(水未进入杯内),杯子受到的浮力为3N;
(2)此时杯子浸入水中的深度是0.1m;
(3)此浮力秤能称物体的最大质量是0.15的;
(4)玻璃的密度为2.5x103^/TH3O
【解析】【详解】解:(1)玻璃杯的重力为
G],=m杯g=300x10~3kgxION/kg=3N
根据物质的浮沉条件可得,玻璃杯漂浮,受到的浮力等「其自身重力,则玻璃杯受到的浮力为
/浮=G杯=3N
(2)根据阿基米德原理可得,玻璃杯排开水的体积为
F浮3/V
=3X10-473
P水91x103/c(g/m3x10N/kgn
玻瑞杯浸入水中的深度为
V排3x10Tm3
h==---------------7-----=0・1771
S30x10-4m2
(3)玻璃杯浸入水中最大体积为
V品b=Sh最大=30cm2x15cm=450cm3
根据阿基米德原理可得,玻璃杯受最大浮力为
33
F泞最大=P水9"最大=I"x10kg/mxION/kgx450x10-67n3=45%
能称物体的最大重力为
G最大=尸浮最大一6杯=4.5/V-3N=1.5N
能称物体的最大质量为
G技大1.5/V
吗^大=丁=而0后=。-15句
(4)根据阿基米德原理可得,此时玻璃杯受到的浮力等r排开水的重力,故玻璃杯的体积为
,F浮1.2NA,
=K,..=----=-----------------------=1.2x104m3
-"P水g1x103kg/m3xION/kg
玻琦的密度为
m_300x10-3的
=2.5x102kg/m2
”"—L2x10一%3
答:(1)将杯子开口向上竖直漂浮在水中时(水未进入杯内),杯子受到的浮力为3N;
(2)此时杯子浸入水中的深度是0.1m;
(3)此浮力秤能称物体的最大质量是0.15Ag;
(4)玻璃的密度为2.5x103kg/m3。
6.【答案】解:(1)(1)分析图象可知,第4mm时,水面刚好接触物块下底面。注水质量为400g,水的体积
3
Vi=—=I4胖6=400cm,水的深度人=普=:*吗=4cm;
1p水Ig/cm1S容100c7M
(2)物块的重力等于开始时的拉力,即:6物=2.4N,则m物=-^=/。=0.24kg,
第时水面刚好与物块的上表面相平,则/浮=G物一F=2AN-0.4/V=2N,
P
根据阿基米德原理可知:"=%=旦=⑶,2:…=2x10-4m3=200cm3,
物科P水glO’kg/nPxiON/kg
从第4m讥到第7m讥注水质量为300g,根据密度公式可知注水体积外=—=苦鼻=300cm3,z
P水ig/cm
细绳拉力不为零,说明细绳一直处于拉直状态,物块位置没有移动,
“+4=$容九物,代入数据得:九物=5cm,,
c"物200cm32Axz1n-33
S蜘=l;---=40cm乙=4x103m,
物h物田5cm
当细绳拉力为0.9N时,/浮=G物-尸=1.5N,即为水对物块底面的压力/压。
尸压L5N
P=丁=----=375PQ;
S物4x103m2
(3)从注水时的图象看,第77n由至第97rl讥注水质量为200g,注水体积g=200cm3,物块的上表面距容器
口距离:L3嗤=需|=2皿
容器的高度:h容=Li+h物+人=4cm+5cm+2cm=11cm,
由丁每分钟注水和注液的体枳是相同的,所以笫4〃山i时液体刚好接触物块底面。
当OWG—时,p=隼=兽=?=坐=⑶V%=150仙,
-S.容s容S容S容100xl0-4m2
第47n加时,p=600Pa,
由干P液>p物,所以继续注液到某一时刻,物块刚好漂浮。
此时:V=-^-=-^=-----3-^------=1.6x10-4m3=160cm3,
徘0液9〃液1.5xlO3^/m3xlO/V/^
物块底面浸入深度:%?=9=嘤察=4cm,
仅b物缶,4Ucm,
从第4m出到这一一时刻的注液体积:V=(S容一S物)力浸=240cm3,
则注液时间为2.4m讥,
当4<G46.4时,p=600Pa+△p=(250tx-400)Pa,
6.4min时,p=1200Pa,
6.4rnin至9.4min,物块漂浮并随液面一起上升。
这段时间注液体积匕=300cm3,假设无液体溢出,液面上升3cm。
9.4miri时,液体深度为4czn+4cm+3cm=11cm=h容,所以假设成立。
当6.4<tx<9.4时,p=1200Pa+△p'=(150tx+240)P0。
故答案为:(1)注水前圆柱体物块的卜表面到容益底部的距离3为4sn:
(2)当细绳的拉力为0.9N时,水对物块卜.表面的压强为375Pa:
(3)当04£刀工4时,p=150GPQ,当446.4时,p=(250tx—400)Pa,当6.4W9.4■时,p=
(150tx+240)Pczo
【解析】(1)由图乙可知,第47nm时水面刚好接触物块下底面,故可求出注入水的质量,由密度可求出体
积,再由体积公式可求出此时水的深度;
(2)物块的重力等于开始时的拉力,即:G物=2.4N,根据重力公式得出物体的质量,
第7m加时水面刚好与物块的上表面相平,根据/浮=G物-/得出浮力,
根据阿基米德原理可得出I,物和片,
从第4租汾到第7min注水质量为300g,注水体积%=BOOcm?,‘
细绳拉力不为零,说明细绳一直处于拉直状态,物块位置没有移动,
根据“+屿=S容h物得出h物,进而得出物体的底面积,
当细绳拉力为0.9N时,求出水对物块底面的压力
根据p=萼得出水对物块下表面的压强;
)物
(3)从注水时的图象看,第7m比至第9向九注水质量为200g,根据密度公式可知注水体积根据:L3=
兽得出物块的上表面距容器口距离,
3容
进而得出容器的高度/I容,
由于每分钟注水和注液的体积是相同的,所以第4m)时液体刚好接触物块底面。
每分钟注入100czn3,当OW£xW4时,根据p=F得出容器底部所受液体压强p与注液时间小的函数关系
,容
式;
第4mi7l时,根据密度公式得出p物,
分析P液、P物的大小关系,所以继续注液到某一时刻,物块刚好漂浮。
根据阿基米德原理得出此时的匕C
进而得出物块底面浸入深度:h浸,
从根据V=(S容一S%)九浸得出第4血出到这一时刻的注液体积,
进而得出注液时间,
当4VGW6.4时,p=600Pa+△p=(250%-400)Pa得出此段容器底部所受液体压强p与注液时间久的
函数关系式;
6.4min时,p=1200Pa,
6.4min至9.4m出,物块漂浮并随液面一起上升。
这段时间注液体积匕=300cm3,假设无液体溢出,液面上升3cm。
9.4mi7i时,液体深度为4sH+4cn+3cm=11cm=/?容,所以假设成立。
可得出当6.4<tx<9.4时,容器底部所受液体压强p与注液时间小的函数关系式。
本题考查液体压强的有关计算,综合性强,难度较大。
7.【答案】解:(1)由于木块漂浮在水中,
则木块受到的浮力:F浮=6木=m木g=4kgx10N/kg=40/V.
(2)解法一:由尸泞二。液〃排9可得,
木块排开水的体积:%=二=八",钝I=4.10-37n3,
邦P疤1.0xl0Akg/m3xlON/kg
由于木块的一半体积浸在水中,
所以木块的体积:V木=2%=2x4x10-3血3=8x10-3m3,
33
所以木块的密度:。小=-TT-=—当R=0.5x10Zc^/mo
小屋8x103m3
解法二:由于木块漂浮在水面且一半体积浸在水中,
则有/浮=6木,以=2%,所以p水%g=p木以g,
则木块的密度:。去=::头=|x1.0x103kg/m3=0.5x10,kg/m?。
v木z
(3)解法一:由题知,木,木块漂浮时,/浮,=6木=40/7,
由F浮=〃液/彳可得,该液体的密度:
P9
P讷=7T~!~-2----------------=0.75X]03kg/3。
V推g:x8xio一3m3xl0"//cg7n
解法二:由题知,匕『二|%,
木块漂浮时,F浮'=G木,则p液"'g=。木,木g,
所以该液体的密度:
V.V.33
P液=LP木=kP木=]p木=5X0.5xlO^kg/m3=0.75x
排产次1
【解析】略
8.【答案】解:(1)气球刚浸没在水中时所受的浮力F浮=p水V排g=p水Vg=1.0x103kg/m3x0.014m3x
lON/kg=140/V
(2)气球的重力G=mg=OAkgxlON/kg=4N
当气球被拉到水面下lm时,由题图乙可知,此时拉力F=12ON,
因不计绳重及水的阻力,
则此时气球受到的浮力F浮1=尸+G=120/V+4N=124/V
3
由阿基米德原理可得,此时气球的体积匕=%:1二二一I-=0.0124m
川1Pal.Qxl^kg/m3xlON/kg
(3)下拉过程中气球所处的深度变大,由p=00八可知它受到水的压强变大,体积变小,由户浮=p水/国可
知,气球受到的浮力变小,由尸=尸浮一G可知,气球在水面下越深的位置所需拉力越小。
【解析】略
9.【答案】(1)因为冰川漂浮,所以冰川熔化前受到的浮力等于重力,即F浮=G=/n冰g。
(2)根据阿基米德原理/浮=P液知,冰川熔化前排开海水的体积%=2=F=3f=等。
p承p海gp承p海
m,
(3)因为冰川熔化成水后质量不变,所以小水=小冰,若冰川中的冰全部熔化成水,水的体积4=*A=
小,次
----O
P水
(4)因为p海>。水,所以由以排=上和V水=上可知,,排<以,所以海中冰川熔化后,海平面会升高。
P海P水
【解析】略
10.【答案】解:(1)由图甲可知,弹簧测力计的示数为4.8N,故金属块重4.8N,由G=mg可得,金属块
的质量:m=£==0.48kg。
910N/kg”
(2)金属块浸没在水中受到的浮力:/浮水=G-/示乙=4.8/V-2.8/V=2N;
根据%=0液%。可得,金属块排开水的体积/排=£=,:焉、。啊=2*10F,
金属块浸没,金属块的体积:V==2x10-4m3,
33
所以金属块的密度:p金属=y=^黑雪丁=24x10/ct9/mo
(3)金属块浸没在另一种液体中受到的浮力:尸浮液=G-尸示丙=4.8/V-2.4N=2.4/V,
P
由F浮=P液"排9可得,所测液体的密度:。液=〃=1.2x103kg/m30
济L浓排"L液v承2x104m3xi0N/kg⑴
【解析】略
11.【答案】(1)漂浮时,F浮=G^=mg=7.8x109kgxlONjkg=7.8x101°N
排开江水的体积是%:=也=A,呀:=“=7.8x106l3
川P疤1.0xl(r/g/m3xlON/〃gn
334
(2)船底受到江水的压强为p=p!}.gh=1.0x10kg/mx10N/kgx1.2m=1.2x10Pa
【解析】详细解答过程见答案
12.【答案】解:(1)由题图乙知,当ho=Osn时,G=F0=7.2N,
?n=-==0.72kg。
9/10个N/kgv
(2)由题图乙可知,当九2=5cm时,物体A的下表面恰好与水面接触,
当自=15cm时,71刚好浸没,A的高度拉=阳一电=15cTn—5cm=10cm,
浸没时浮力/浮=G+/杆=7.2N+4.8N=12N,
力的体积V=Vj|i=——=-----3I2”-------=1.2x10-3m3,
排P心1.0xl03/cg/m3xl0/V//c^
力的密度p=£=I?;第.=°-6x103kg/m\
(3)力传感器的示数大小为。时,七,=G,%='=皿嬴/,叫=72X10F,
4的底面积S=y=串辔!=1.2X10-2m2,
nO.lm
pr4
4浸入水的深度h3=弋=72x1。7n=6x10-2m,
s1.2X10zm2
此时水的深度九水=总+电=6x10-2m4-5xI。-?7n=o.llm,
33
水对容器底的压强p=P水9h水=10xlO3kg/mxION/kgx0.1Im=1.1x10Pao
【解析】略
13.【答案】【分析】第一问根据p=pg/i可计算水对容器底部的压强;第二问浮力的知识和图像乙可发
现加水的深度小于8的高度时,加水质量发生变化,说明此时两个物体整体漂浮,根据密度与质量和体积
的关系及圆柱体体积公式可进行求解;第三问根据水面卜降的高度及浮沉条件和阿基米德原理进行求解。
【详解】(1)根据液体压强公式p=pgh,刚加完水时水对容器底部的压强p=p水gh=l.Ox
102kg/m3x10N/kgx0.12m=1.2x103Pa
(2)由图乙可知,水深度砥=0.08m时,加水质量血1=1.6kg;水深度电=。12小时,加水质量根?=
4.8kg,由题意可知,水深度超过0.08m后,4、8漂浮在水面上,新增水的横截面积等于容器底面积;增
加水的质量zlm=m2-m1=4.8kg-1.6kg=3.2kg
增加水的深度Ah=h2-h1=0.12m-0.08m=0.04m
增加水的体积AV=也=-3智R=3.2x10-37n3
容器底面积S=需=3玲;户、=008nl2
Ah0.04m
(3)原状态A、B整体漂浮,总浮力等于力、B总重力;取走4后,水面下降4/1降=3czn=0.03m
水的深度为坛二九2-降=0.12m—0.03m=0.09m>0.08m
说明此时力、8整体仍然漂浮在水面上,浮力的减小量等于4的堇力,即与=4F浮
7A[i2
则4受到的重力GA=d/浮=p水排=p水gS4h降=1.0x10kg/mxION/kgx0.08mx0.03m=
24N
【解析】详细答案和解答过程见答案
14.【答案】【详解】(1)由题意,已知A中水深h=10cm=0.1m
则水对力底部的压强p=p水gh=1x103kg/m3xION/kgx0.1m=lOOOPa
(2)放入C前后,8均漂浮,物体C放入8中,8下降5cm,力中液面升高/h,则B排开水的体积增加
量4晞=SAxAh=SB{Ah+5cm)
则IOOCTH2xAh=50cm2x(Ah+5cni)
解得Ah=5cm
23
贝i]4匕"=SAxAh=100c?nx5cm=
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