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文档简介
计算题01A压强浮力的基本计算(含答案详解)
附:可能用到的基本公式:
编号公式物理量和单位相关单位及换算
1.重力G------重力——Nlt=103Kg
和G=mgm-----质量----Kg(g)lKg=103g=106mg
密发g——重力常数-----9.8N/Kglm3=103dm3=106cm3
mV------体积----m3(cm3)lL=ldm3,
p=—
VP----密度-----Kg/m3(g/cm3)lmL=lcm3
lg/cm3=lKg/dm3=10
3kg/m3
=lt/m3
2.压强①固体压强FF——压力——N
P--
②柱形容器底部SS——受力面积--…m2lN/m2=lPa
受到液体压强P——液体(或固体)压强---Palm2=104cm2
lKPa=103Pa
P------液体(或柱体)密度.....kg/rn3
①液体压强
p=pgh
②柱体对水平支g--重力常数一-9.8N/Kg
持面的压强h——深度(或柱体高度)…一m
F济一一浮力一一-Nlt=103Kg
3浮力
①称量法(二次示数法):G物-一物体的重力……NlKg=103g=106mg
F??=G的—F示;F,,;一一弹簧测力计示数---Nlm3=103dm3
②压力差法(原因法)G样--一排开液体的重力一…N=106cm3
:F$?=F向上一F向下;m报一一排开液体的质量---KglL=ldm3,
③(阿基米德)原理法:P冷---液体的密境---kg/m3lmL=lcm3
Fi?=G排=01«g=P液gV持;V"一.物体排开液体的体积一一m3lg/cm3=lKg/dm3
④(漂浮悬浮)状态法(平衡法):g——重力常数一一-9.8N/Kg=103kg/m3=lt/m3
Fw=G物;
1.运动会有一个项目为竞走运动,假设某位运动员的质量为60kg,每只鞋底与地面的接触面积为O.O2m2。
求:
(I)该运动员受的重力大小(g=10N/kg);
(2)该运动员双脚站立在水平地面时对地面的压强;
(3)为了给运动员缓解压力,竞走结束,运动员可登上游艇在河面上游玩。设游艇重为2400N,求该运
动员和艇浸没在水面下的体积(取河水的密度为LOxl()3kg/m3),
2.如图所示,盛有水的薄壁容器静止放在水平桌面上,容器的重为1N,其底面积为3xl(Pm2;容器内水
重2N,水深0.06m。(g取ION/kg,〃求=I.0xl0〈g/n?)问:
<|)水对容器底的压强是多少?
(2)水对容器底的压力是多少?
(3)容器对桌面的压强是多少?
3.小明家的高压锅锅体横截面积为450cm2,排气孔横截面积为12.5mm2。小明不慎丢失了锅的限压阀,
当他到商店购买时售货员告诉他,生产这个锅的厂家提供的限压阀有两种,孔径相同,质量分别为100g
和60g。
(I)说明书标有:当大气压为lO'Pa时,该锅内最高温度达120℃。根据图中液体沸点与气压的关系图像,
在1标准大气压下,锅内气体压强最高可达多少Pa?
(2)请你根据说明书给出的数据,通过计算说明,小明应该买哪一种限压阀。(取g=10N/kg)
(3)请你说明如果买另一种限压阀,使用时会出现什么问题。
4.055卵逐舰是我国最新型的主力战舰,它的满载排水量为在海上满载航行时,舰底到水面的
最大的深度为8m,海水的密度约为l.Oxlgkg/n?,求:
(1)战舰满载时所受到的浮力大小;
(2)在海上满载航行时,舰底受到海水的最大压强。
5.如图所示,弹簧测力计下悬挂重为16N的物体,物体的体积为600cm口拉着弹簧测力计把物体静止浸
没在水中,水的密度为lxl03kg/ii|3,取g-10N/kg。求:
(I)物体受到水的浮力;
(2)当物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数。
6.如图所示的潜水艇是通过向水舱内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,已知某科研潜水艇总体积为20m)潜水艇的水舱未充水时排开水的体积为】6n?,水的密度为
1.0xl03kg/m3,若g取lON/kg,求:
(1)潜水艇水舱未充水时的重力;
(2清水艇刚好浸没在水中时,水舱内水的重力。
7.有一实心正方体物块A,其边长为10cm,现将它放入水中,等到物体静止时漂浮在水面上,且有五分
之一的体积露在水面外.F^n〃&=l.()xlO3kg/m3c求:
(I)物块A漂浮时,受到的浮力是多少?
(2)物块A的密度是多少?
(3)已知容器的底面积为O.O2m2,则A物体放入后,水对容器底部压强的变化量是多少?
8.为了尽可能避免病毒的交叉感染,多地警方利用如图所示的测温巡逻机器人辅助日常巡逻,该机器人
的质量为120kg。空载时它对水平地面的压强为1.5xlO5pa,g取lON/kg。求:
(I)机器人所受的重力;
(2)图中机器人空载时的车轮与地面的接触面积。
9.杲大学设计发明了“都市蚂蚁”电动环保车,如图所示,这款车小巧实用,有利于缓解城市交通拥堵,已
知“都市蚂蚁”车的士要参数如下:
车和2名乘员的总质量小/kg600
轮抬与地面的总接触面积S/cm2200
总体积V/m31.1
(I)求乘载两人的“都市蚂蚁”车的总重力?(g=10N/kg)
(2)它对水平路面的压强为多大?
(3)想将此车改进成“水陆两栖车”,上述乘载两人的“都市蚂蚊''车能浮在水面上,静止时,由于其受到的
浮力和重力二力平衡,故尸浮二G。,求其浸入水中的体积是多少?
10.如图所示,面积为Inf的水平桌面正中央放着一个圆形鱼缸。鱼缸重为600g,内外底面积均为100cm2,
缸内装有质量为4kg的水和一条质量为60g的鱼,此时水的深度为20cm。(忽略鱼缸厚度,g取10N/kg,
p行l.Ox103kg/m3)求:
(I)水对鱼缸底产生的压力;
(2)当鱼浮出水面呼吸的时候,鱼缸对桌面的压强。
II.为做好新冠疫情防控工作,降低医护人员感染风险,有的医院用机器人给病人送药送餐,如图所示,
送药机器人质量为80kg,轮子与地面接触的总面积为10W,在水平走廊上匀速直线前进时受到的阻力是
重力的0.1倍。g取lON/kgo
求:
(I)机器人受到的重力;
(2)机器人静止时对水平地面的压强;
(3)机器人匀速直线前进时受到的牵引力。
12.如图所示,一重为1.2N的平底玻璃杯放在水平桌面上,杯子的底面积是lOcnf,不计杯子的厚度。
(1ON/kg,p1.Ox103kg/m')
求:(1)求容器底部受到水的压强;
(2)求水对杯底的压力;
(3)若桌面受到玻璃杯的压强是2.7xl03pa,求玻璃杯内水的重力。
13.如图甲所示,将一个底面积为400cm2的薄壁柱形溢水杯置于水平桌面上,倒入2400g的水时水的高
度/〃=6cm,此时水面离溢II的竖直距离力2=2cm。再将长为10cm的圆柱体缓慢放入水中,当圆柱体竖立
下沉在杯中后(图乙),从溢水杯中溢出了400g的水。求:
(I)原溢水杯中水的重力;
<2)圆柱体受到的浮力;
(3)若此时再将圆柱体竖直向上移动4cm,此时圆柱体底部受到水的压强。
14.如图所示,水平桌面上放有圆柱形溢水杯、它的重为6N、底面积为400cm2、溢水口距杯底20cm,内
装水的深度为18cm。将一体积为lOOOcn?、密度为0.9g/cn?的正方体木块缓慢放人水中,不计溢水杯厚度。
求;
(I)木块的质量
(2)木块放入前,水对流水杯底的压力E
(3)木块放入水中,待液面稳定后溢水杯对桌面的压强〃。
15.如图所示,将底面积为100cm2,重为5N的容器放在水平桌面上,容器内装有重45N,深40cm的水。
(g取10N/kg)求:
(I)距容器底10cm的A处水的压强;
(2)水对容器底的压强;
(3)水对容器底的压力;
(4)容器对水平桌面的压强。
16.如图所示,这是小伟家新购买的高压锅,锅盖上有一个空心柱为排气孔,空心柱上戴着一个帽子为限
压倒,当高压锅内气体的压强超过安全值时,锅内气体就会冲开限压阀,气体跑出•部分,使锅内气体减
小,小伟阅读说明书得知:高压锅的直径为24cm,锅底面积为400cm2(不计锅体的厚度),空心柱小孔
横截面积为10mm2,限压阀的质量为100g。小伟查阅资料得知不同气压下水的沸点如表所示。请结合小
伟的调杳研究,解决下列问题:(g取10N/kg;p=1.0xl03kg/n?)
气压p/xlO^Pa0.981.011.131.291.481.691.802.00
水的沸点〃℃99100103107111115117120
(I)当锅内装入10cm深的水时,水对锅底的压力是多少?
(2)求小伟家的高压锅内气体能达到的最大压强和锅内水的最高温度。(小伟家环境的大气压为1.0xI05Pa)
17.如图所示A、B两个实心正方体的质量相等,密度之比p八:p8=8:1,若按甲、乙两种不同的方式,
分别将它们叠放在水平地面上,则地面受到的压力之比和压强之比分别是多少?
18.如图甲将杯高为10cm的薄壁圆柱体状空杯放在电子秤上。现均匀向杯中缓慢倒水,电子秤所显示质
量,〃随杯中水的高度力变化的图像如图乙所示,g取10N/kg。求:
(I)空杯对电子秤的压力为多大?
(2)杯装满水时,水对杯底的压强多大?
(3)杯子的底面积多大?
19.用如图所示装置粗略测量大气压的值。把吸盘用力压在玻璃上排出吸盘内的空气,吸盘压在玻璃卜•的
面积为4xl0』m2,轻轻向挂在吸盘下的小桶内加沙子。吸盘刚好脱落时,测出吸盘、小桶和沙子的总质量
为3.5kg。(g取10N/kg)
(I)大气对吸盘的压力是多大?
(2)求出此时大气压的测量值是多少?
20.如图甲所示,将平底薄壁直圆筒状的空杯放在饮料机的水平杯座上、杯座受到的压力「随杯中饮料的
高度力变化的图象如图乙所示,饮料出口的横截面积S/=8xIO-5m2,饮料流出的速度v=0.5m/s,杯高/z=0.lm,
杯底面积S2=3xlO3m2。求;
(I)装满饮料时杯底受到饮料的压力;
(2)饮料的密度;
(3)当饮料持续流入空杯6s后关闭开关时杯子对杯座的压强。
45
•
36
•
饮27
•
出18
•
09
•
21.某同学想测量一种液体的密度。他将适量的待测液体加入到圆柱形平底玻璃容器里,然后一起缓慢放
入盛有水的水槽中.当容器下表面所处的深度儿=10cm时,容密处干直立漂浮状态,如图a所示.已知容
器的底面积S=25cm?,p^=1.0xl03kg/m\g取10N/kg)
(I)求水对容器下表面的压强;
(2)求容器受到的浮力;
(3)从容器中取出100cm3的液体后,当容器下表面所处的深度〃2=6.4cm时,容器又处于直立漂浮状态,
如组b所示,求液体的密度。
图a图b
22.中国研制的“鳏龙”AG600是才前世界上最大的水陆两栖飞机,可用于森林灭火、水上救援等,其有关
参数如表所示。在某次测试中,飞机在水面以I2m/s的速度沿直线匀速行驶,此时阻力是重力的().1倍。
(水的密度〃次=L0xl()3kg/m3,g取的N/kg)求:
“能龙”AG600有关参数
最大起飞质量53.5:
最大巡航速度500km/h
最大航行时间12h
最大航行路程4500km
(I)飞机以最大巡航速度飞行4D00km所用的时间;
(2)飞机在水面匀速行驶时,水平动力(推力)的大小:
(3)达最大起飞质量时的飞机关闭动力系统静止在水面上,飞机受到的浮力及排开水的体积。
23.如图在空气中用弹簧测力计测得某物块重10N;浸没在水口称量,弹簧测力计的示数为8N。按要求
求解下列问题:(&取10N/kg)
(I)物块浸没在水中受到的浮力是多少?
(2)物块的质量是多少?
(3)物块的密度是多少?
w殿
1*
O1N
l-o}r
-
a8N
1----rW卜:::r空W::::
屋蒸司巡疔港
水水
24.一个底面积为2xl0-2m2的薄壁圆柱形容器放在水平桌面中央,容器高为0.12m,内盛有0.1m深的水,
如空(〃)所示。另有质量为0.5kg,体积为lx1(T3m3的木球A,如图(b)所示。求:(P水=l.OxlO’kg/m',
g=10N/kg)
(I)水对容器底的压力是多少?
(2)将木球A放入水中会漂浮,它此时受到的浮力是多少?
(3)木球A浸入水中的体积?
冒④
(a)(b)
25.为对中国天眼(FAST)的4450块厚度仅为1mm的反射面板进行健康体检,FAST调试组研制了“微
重力蜘蛛人系统“。它使用一个氮气球及配重,将检修员对反射面板的压力减小到面板能够承受的范围之
内,如图,质量为60kg的检修员在反射面底部检修,氮气球(包括球内氮气)连同吊索等配件的总质量
为180kg,体积为200m3;检修员对反射面的压力为100N,与反射面的接触面积为lOOOcm?。求:
(I)氨气球受到的浮力大小为多少N?(夕空气=1.29kg/m?)
(2)检修员对FAST反射面的压强为多少Pa?
(3)若反射面板能承受的最大压力为120N,则检修员携带的检修装备必须在多少kg范围内,才能开展
26.小东将质量为400g的实心物块用细线挂在弹簧测力计下,受没在盛有水的圆柱形容器中,如图所示,
此时弹簧测力计示数为3N。g取10N/kg。
(I)画出物块此时的受力分析图;
<2)求该物块所受浮力&*;
(3)求该物块的体积Vo
(4)求该物块的密度夕。
27.一盛有水的圆柱形容器静止放在桌面上,容器高为15cm,底面积为500cm,质量为0.5kg,容器厚
度忽略不计。将一个正方体金属放入水中,金属一直下沉到容器底部静止,该过程中溢出水5N,金属所
受浮力与其底部进入水中深度的关系如图像所示。求:
(I)该金属在容器底部静止时所受浮力?
(2)金属未放入水中时,盛有水的容器对桌面的压强?
28.如图中所示,用弹簧测力计吊着一长方体物块从空中匀速卜放到盛水的圆柱形容器中(物块始终未与
容器底接触)。物块下放过程中,弹簧测力计示数F随物块下降高度变化的关系如图乙所示。
,
(p1K=l.()xlOkg/m\g取10N/kg)求:
(I)物块完全浸没在水中时受到的浮力;
(2)物块的体积;
甲乙
29.如图所示为我国自主建造的第一艘国产航母——山东舰,该舰标准排水量为5万吨,可同时停放36
架歼一15舰载机,每架舰载机质量为25吨。(标准排水量为航母空载时排水量)求:
(I)在标准排水量时,航母所受的浮力;
(2)当山东舰上停放30架歼一15舰载机时,航母所受的浮力:
(3)航母在某海域训练,每起匕一架舰载机,航母排开海水减少的体积。(本题中海水密度取1.0xl()3kg/m3)
30.如图甲所示,弹簧测力计下挂有一个圆柱体,把它从盛水的烧杯中缓慢提升,直到全部露出水面,已
知烧杯的底面积为400cm2,该过程中弹簧测力计示数/随圆柱体上升高度力的关系如图所示。(g取10N/kg)
求:
(I)该圆柱体受到的最大浮力为多大?
(2)圆柱体的体积多大?
(3)圆柱体的密度多大?
参考答案:
1.(1)600N;(2)l.SxKTPa;(3)0.3m3
【解析】
【详解】
解:(1)运动员的重力
G=〃?g=60kgx10N/kg=600N
(2)运动员双脚站立在水平地面时对地面的压力
F=G=600N
运动员双脚站立在水平地面时对地面的压强
F_600N_
===1.5x107〃
-y-2x0.02nr
(3)游艇始终漂浮在水面上,所以运动员和艇受到的浮力
F行G产2400N+600N=3000N
由尸产,衣gV疝I得,运动员和艇浸没在水面下的体积
=。=3000N0.3m
v=v"「水g1.0xl03^/m3xl0N/^
答:(1)运动员受到的重力为600N;
(2)该运动员双脚站立在水平地面时对地面的压强l.5xl(HPa;
(3)运动员和艇浸没在水面下的体积为0.3m3。
2.(1)600Pa;(2)1.8N;(3)lOOOPa
【解析】
【详解】
(I)水对容器底的压强
?
〃水=P代gh=1.0x10kg/m'xION/kgx0.06m=600Pa
(2)水对容器底的压力
/=p^S=600Pax3x10-3m2=1.8N
(3)容器对水平桌面的压力
F=G容+G次=1N+2N=3N
容器对水平桌面的压强
F3N
〃=—=-=lOOOPa
S3xl0-3m2
答:(1)水对容器底的压强是600Pa0
(2)水对容器底的压力是1.8N0
(3)容器对桌面的压强是lOOOPao
3.⑴L8xlOSPa;(2)100g;⑶锅内的最高温度不能达到120c
【解析】
【详解】
解:(1)由图中液体沸点与气压的关系图像知,锅内最高温度达120℃时,锅内气体压强最高可达l.8xlO5pa。
⑵当锅内气压达到1.8xl()5pa时,排气阀处于平衡状态,则有
G的'poS内S描
即
m闽g=p内S所p()S同
代入数据
52552
m附x1ON/kg=l.8xI(ppax1.25x10-m-10Pax1.25x10m
解得
/H=O.lkg=IO()g
⑶由
GK^+p()S后p内S盘
可得
〃内=「〃。
J闾
如果买了另一种质品为60g的限压阀,使用时会出现锅内的最高气压值偏小,锅内的最高温度不能达到
120。
答;(I)在1标准大气压下,锅内气体压电最高可达I.SxlO5Pa;
(2)他应该买质量为100g的限压阀;
(3)如果买了另一种质量为60g的限压阀,使用时会出现锅内的最高气压值偏小,锅内的最高温度不能达到
120℃o
4.(1)1.2XIO8N;(2)8xlO4Pa
【解析】
【分析】
【详解】
解:(1)战舰的满载排水量为
叫丰=1.2x104t=1.2xl0kg
根据阿基米德原理,战舰满载时所受的浮力等于此时排开水的重力,所以有
尼=叫木g=l.2x10'kgx10N/kg=l.2x1N
(2)舰底到水面的最大距离为8m,根据液体压强的特点可列式为
p=p^/?=1.0xl0'kg/m'x10N/kgx8ni=8x101Pa
答:(1)战舰满教时所受到的浮力大小为1.2xlO、N。
(2)在海上满载航行时,舰底受到海水的最大压强为8xl0"Pa。
5.(1)6N:(2)ION
【解析】
【分析】
【详解】
解:(1)由阿基米德原理,浮力
F淳=。次gV建=1.Ox103kgx10N/kgx600x106m3=6N
(2)由力的平衡条件,弹簧测力计的示数
F=G-F部=16N-6N=10N
答:(1)物体受到水的浮力6N;
(2)当物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数10N.
6.(1)1.6X105N;(2)4X104N
【解析】
【详解】
解:(1)水舱未充水时,潜水艇漂浮,根据物体漂浮条件可得
G=47[匕“=1.0x1(/kg/m1x1ON/kgx16ml=1.6xlO5N
(2)完全浸没于水中,潜水艇所受浮力
5
七2二。然匕|2=1.0xlO,kg/m'xION/kgx20m'=2.0x10N
所以根据物体漂浮条件可的
5
G=/^2=2.0X10N
则水的重力
GK=G-G胆=2.0X1()5N-1.6X10SN=4X104N
答:(1)潜水艇水舱未充水时的重力ISxlON;
(2滞水艇刚好浸没在水中时,水舱内水的重力4x1O'1N。
7.(1)8N;(2)0.8x1⑴kg/n?;(3)400Pa
【解析】
【详解】
解:(1)实心正方体物块A,其边长为10cm,物体静止时漂浮在水面上有五分之一的体积露在水面外,
排开水的体积为
匕止=LLh=0.1mx0.1mx0.08m=0.8x1O'm5
物块A漂浮时,根据阿基米德浮力原理可知
埸=夕迷%=1.0x10?kg/n?x1ON/kgx0.8x10^nV=8N
(2)物块A的体积为
V==0.1mx0.1mx0.1m=1x101m'
物块A漂浮时,所受浮力与重力相等,即
G=Ef=8N
可知物块A的密度是
夕=晕=----------------=0.8x103kg/m3
Vg1x103m3xlON/kg
(3)已知容器的底面积为0.02m2,水对容器底部压力的变化量是物体重力即8N,则A物体放入后水对容
器底部压强的变化量是
F=8N^=4(x)pa
S0.02m2
答:(1)物块A漂浮时,受到的浮力是8N;
(2)物块A的密度是0.8x103kgzm3;
(3)水对容器底部压强的变化量是400Pa。
8.(I)I200N;(2)8xlO3m2
【解析】
【详解】
解:(1)机器人所受的重力为
G=mg=120kgxION/kg=1200N
(2)空载时它对水平地面的压强为1.5xl()spa,且水平地面上它对地面的压力等于它的重力为1200N,则
机器人空载时的车轮与地面的接触面积为
s不豁r—2
答:(1)机器人所受的重力为12D0N;
(2)机器人空载时的车轮与地面的接触面积为8x10-Wo
9.(1)6xlgN;(2)3x10^Pa;(3)0.6m3
【解析】
【详解】
解:(1)乘载两人的“都市蚂蚁”车的总重力为
G/="?g=60()kgxl()N/kg=6x103N
(2)它对水平路面的压强为
p=y=2mxiX2=3xl°5^
(3)其浸入水中的体积为
E浮_G总二6x10、
=0.6m'
P水gP水gI.OxlO"g/m'xlON/&g
答:⑴乘载两人的“都市蚂蚁',车的总重力为6xl(FN;
(2)它对水平路面的压强为3x18Pa;
(3)其浸入水中的体积为0.6n?0
10.(1)20N:(2)4,66x103Pa
【解析】
【详解】
解;(1)鱼缸中水的深度为20cm,水对鱼缸底的压瑚
p=pgh=l.Ox10?kg/m3x1ON/kgxO.2m=2x103Pa
水对鱼缸底的压力
F=/)S=2x103PaxO.01m2=2ON
(2)鱼缸重为600g,缸内装有质量为4kg的水和一条质量为60g的鱼,鱼缸的总质量
33
m=m次+〃?>z=4kg+60x10kg+600x10kg=4.66kg
鱼缸对桌面的压力
F,=G=mg=4.66kgx10N/kg=46.6N
鱼缸对桌面的压强
,尸'46.6N
n=——=--------=--4-.-6--6x1()304
5l(X)xlO4c/«2
答:(1)水对鱼缸底产生的压力是20N;
(2)鱼缸对桌面的压强是4.66xl03pa.
11.(1)800N;(2)8x105pa;(3)80N
【解析】
【详解】
解:(1)机器人受到的重力为
G=〃?g=80kgx10N/kg=800N
(2)机器人对地面的压力
产归G=800N
它耐地面的压强
%SOON
p=—=-5—7=8ox11A0$^n3
S103m2
(3)因为机器人做匀速直线运动,牵引力与阻力是一对平衡刀,大小相等,所以,机器人受到的牵引力
F=f=^.\G=0.1x800N=8()N
答:(1)机器人受到的重力为800N;
(2)机器人静止时对水平地面的压强为8xlO5Pa;
(3)机器人匀速直线前进时受到的牵引力为80N。
12.(1)1200Pa;(2)1.2N;(3)2.7N
【解析】
【详解】
解;(I)由图示知,水的深度为12cm,容器底部受到水的压强
〃=pg/?=1.0xIO'kg/m\ION/kgx0.12m=1200Pa
(2)水对杯底的压力
F=pS=1200Pax0.001m2=1.2N
(3)玻璃杯对桌面的压力
p尸〃/S=2.7x103Pax0.001m2=2.7N
玻璃杯对桌面的压力等于杯和水的总重力,所以水的重力
G^Fi-G启7N-1.2N=1.5N
答:(1)容器底部受到水的压强为1200Pa;
(2)水对杯底的压力为I.2N;
(3)玻璃杯内水的重力为1.5No
13.(1)24N;(2)12N;(3)160Pa
【解析】
【详解】
解:(1)原溢水杯中水的重力为
G,y=〃?,、g=2400gx10N/kg=2.4kgx10N/kg=24N
(2)溢出水的体积为
圆柱体排开水的体积为
%=匕;,水+4也=400cm'+400cm2x2cm=1200cm'=1.2x103m
所以圆柱体受到的浮力为
格二夕通%=1x103kg/m3x1ON/kgxl.2xl03m3=12N
(3)圆柱体的底面积为
/1.2xlOW…,
Sc同二一r—=----;-----=150cm-
'4+46cm+2cm
若比时再将圆柱体竖直向上移动4cm,水下降的高度为
,150cnrx4cm八“
%=―^—=----2、--------27=2.4cm
管400cm-150cm
此时圆柱体浸在水中的深度为
?
阳=〃i+,z2f升一般=6cm+2cm—4cm—2.4cm=L6cm=1.6xl0m
所以圆柱体底部受到水的压强为
p=P*.gh陵='x1kg/m5x1ON/kgxl.6x!02m=16OPa
答:(1)原溢水杯中水的重力为24N;
(2)圆柱体受到的浮力为12N;
(3)圆柱体底部受到水的压强为160Pa。
14.(I)0.9kg;(2)72N;(3)2150Pa
【解析】
【详解】
解:(I)由0=令得,木块的质量为
m=pV=。(憾cm号900g=0:9kg
(2)依题意得,木块放入前,水的深度为
h=18cm=0.18m
木块放入前,水对溢水杯底的压限为
p=p^=(DO^st^)()Pa
溢水杯的底面积为
S=400cm2=0.04m2
木块放入前,水对溢水杯底的压力为
2
F=pS=(DSiX)rPa?72N
(3)木块的密度小于水的密度,放入水中静止时,木块漂浮水面,木块受到的浮力为
/=G=〃吆=0.9kg?
由阿基米德原理得,木块排开水的体积为
%=-5^=———竺----------=9?103m=9002
。水gltfkg/m3?1ON/kg
溢出的水的体积为
%=900cm3-400cnr?()20c4
溢出的水的质最为
^=AK^=1S/cm37
由。=,得,未放入木块前,溢水杯中水的质量为
〃0=。水以=1g0??
木块放入水中,待液面稳定后溢水杯对桌面的压力为
F'=G&=(7.2kg-0.1kg+0.9kg)?
木块放入水中,待液面稳定后溢水杯对桌面的压强为
〃'=5二舟=215(^
答:(1)木块的质量M为0.9kg;
(2)木块放入前,水对溢水杯底的压力厂为72N;
(3)木块放入水中,待液面稳定后溢水杯对桌面的压强〃为2:50Pa。
15.(I)3000Pa;(2)4000Pa;(3)40N;(4)5000Pa
【解析】
【详解】
解:(1)距容器底10cm的A处深度
/z4=40cm-10cm=30cin=0.3m
距容器底10cm的A处水的压强
px=pgh,\=1x10?kg/m'x1ON/kgxO.3m=3OOOPa
(2)水对容器底的压强
p=pgh=1x103kg/m3x10N/kgx0.4m=4000Pa
(3)水对容器底的压力
F=pS=4000Pax100xI(Hm2=40N
(4)容器对桌面的压力
F=G庠豺G及=5N+45N=50N
容器对桌面的压强
F_50N
=5(J00Pa
"T"100x10^nr
答:(1)距容器底10cm的A处水的压强是30(X)Pa;
<2)水对容器底的压强是4000Pa;
(3)水对容器底的压力是40N;
(4)容器对水平桌面的压强是5000Pa。
16.(.1)40N;(2)120#C
【解析】
【详解】
解:(1)锅内水深
h=1Ocm=O.1m
水对锅底的压强为
33
p=pSh=LOx10kg/mxION/kgxO.Im=lOOOPa
锅底的面积
S=400cm2=0.04m2
水对锅底的压力是
F=pS=l000Pax0.04m2=40N
(2)限压阀面枳
S*1Omm2=lx105m2
质量为
mx<=100g=0.1kg
限压阀对锅内气体的压强为
4=2=如=里空粤检=LPa
/阿S闺S词S例lxio-5m-
锅内气体能达到的最大压强
Pma.x=p人干1x105Pa+1x]05Pa=2x105Pa
对褥表格数据可知,锅内水的最高温度为120C。
答:(1)当锅内装入10cm深的水时,水对锅底的压力是40N;
(2)高压锅内气体能达到的最大压强为lOOOPa,锅内水的最高温度为120℃。
17.1:I;1:4
【解析】
【详解】
解:地面受到的压力之比为
F甲:F乙=(GA+GB):(GA+GB)=1:1
因为
"A♦"8=8.1
且
由V=%可知AB体积之比
P
匕8
AB是正方体,AB的边长之比为
k=K=l
/A陀2
则底面积之比
5A=£=1
2
SBlB4
故地面受到的压强之比
亚
〃「五飞一4
SA
答:地面受到的压力之比和压强之比分别是1:1和1:4。
18.(1)0.2N;(2)1.0xl03Pa;(3)3x1OW
【解析】
【详解】
解:(1)由图乙可知,当倒入水的质量为0时,空杯的质量为
m宏»=O.2kg
根据重力的计算公式可得,杯子的重力为
G密后m交杯g=0.2kgxl0N/kg=2N
由二力平衡条件可知,空杯对电子秤的压力等于空杯的重力,即为
F空产G胡=2N
(2)杯装满水时,根据压强的计算公式可得,水对杯底的压强为
p=/入gh=L()xl(Pkg/m3x1()N/kgxO.lm=l.()xl()3Pa
(3)杯装满水时,水的质量为
m=m满村rn空#=0.5kg-0.2kg=0.3kg
由重力的计算公式可得,水的重力为
G=mg=0.3kgx10N/kg=3N
因为杯子是圆柱体,水对杯底的压力为
F=G=3N
根据压力的计算公式可得,杯子的底面积为
S工」V
=3xlCr3m3
p1.0xl03Pa
答:(1)空杯对电子秤的压力为2N;
(2)杯装满水时,水对杯底的压强为LOxIORa;
(3)杯子的底面积为3xlO-3m3。
19.(1)35N;(2)8.75x104Pa
【解析】
【详解】
解:(1)吸盘、小桶和沙子的总质量为3.5kg,则吸盘、小桶和沙子的总重力
G=mg=3.5kgxION/必=35N
吸盘受到竖直向下的拉力
F=G=35N
吸盘静止在玻璃上,吸盘受到竖直向下的力和竖直向上的大气压力是平衡力,根据平衡力条件得,大气对
吸盘的压力
F=r=35N
(2)由〃=与可得大气压值
p?SN
/?=—=------=8.75XI04P«
S4xl0^?m2
答:(1)大气对吸盘的压力是35N;
(2)此时大气压的测量值是8.75x10^。
20.(I)3.6N;(2)l^xlO^kg/m3;(3)126()Pa
【解析】
【详解】
解;(1)由图可知杯子重
G=0.9N
装满饮料时,杯对杯座的压力
片=4.5N
因杯子为平底薄壁直圆筒状,所以杯底受到饮料的压力
F=F「G=4.5N-0.9N=3.6N
(2)饮料的质量
勿=£=£=工=036kg
gg10N/kg
杯中饮料的体积
V=SJi=3x10'nrx0.hn=3xl0'4ini
则饮料的密度
(3)饮料持续流入空杯6s,则流入杯中饮料的质量
552
町=/?S(vz=l.2x10'kg/mx8xl0mx0.5m/sx6s=0.288kg
此时饮料对杯底的压力
k=叫g=0.288kgx10N/kg=2.88N
杯对杯座的压强
G+F'0.9N+2.88N〜小
p=--------=----------=1260Pa
S,SxIOW
答:(1)装满饮料时杯底受到饮料的压力为3.6N;
(2)饮料的密度为lOxllkg/n?;
(3)当饮料持续流入空杯6s后关闭开关时杯子对杯座的压强为I260PU。
21.(1)lOOOPa;(2)2.5N;(3)0.9g/cm3
【解析】
【详解】
解:(1)容器下表面所处的深度为
A/=10cm=0.1m
水对容器下表面的压强为
1
p=p.ygh=I.OxIOkg/m'xlON/kgx0.1m=1OOOPa
(2)容器排开水的体积为
%=Sh=25cm2x10cm=250cm'=2.5x10^*m'
所以容器受到的浮力为
%==I.OxlO3kg/m3xlON/kgx2.5xl(F1m3=2.5N
(3)从容器中取出100cm3的液体后,容器下表面所处的深度力2:6.4cm,此时容器排开水的体积为
匕J=S%=25cm2x
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