专项训练03 压强、浮力的判断及相关计算-word文档资料
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物理压强浮力考试题及答案一、选择题1. 一个物体在液体中受到的浮力大小与以下哪个因素无关?A. 物体的密度B. 物体的体积C. 液体的密度D. 物体排开液体的体积答案:A2. 根据阿基米德原理,物体在液体中受到的浮力等于它排开的液体的重量。
如果一个物体在水下10米深处,它的浮力会:A. 增加B. 减少C. 不变D. 无法确定,因为没有提供物体的体积答案:C二、填空题3. 液体压强的计算公式为__________。
答案:P = ρgh4. 一个物体在液体中漂浮时,它所受到的浮力等于物体的__________。
答案:重力三、计算题5. 一个体积为0.02立方米的木箱,密度为0.6×10^3 kg/m^3,问木箱在水中受到的浮力是多少牛顿?(水的密度为1×10^3 kg/m^3,重力加速度为9.8 N/kg)解:首先计算木箱的质量:m = ρV = 0.6×10^3 kg/m^3 × 0.02 m^3 = 12 kg 然后计算木箱的重力:G = mg = 12 kg × 9.8 N/kg = 117.6 N由于木箱在水中漂浮,它所受到的浮力等于它的重力:F浮 = G = 117.6 N四、简答题6. 解释为什么在相同条件下,不同形状的物体在液体中受到的浮力相同。
答:根据阿基米德原理,物体在液体中受到的浮力等于它排开的液体的重量。
不同形状的物体在液体中排开的液体体积相同,因此它们受到的浮力也相同,与物体的形状无关。
五、实验题7. 如果要测量一个不规则形状物体的体积,可以采用什么方法?请简述实验步骤。
答:可以采用排水法来测量不规则形状物体的体积。
实验步骤如下:a. 在量筒中倒入一定量的水,记录水的体积V1。
b. 将不规则形状物体完全浸没在量筒的水中,确保物体不触碰量筒的壁和底部,记录此时的总体积V2。
c. 计算物体的体积:V物 = V2 - V1。
六、判断题8. 如果一个物体的密度大于液体的密度,那么它一定会沉到液体底部。
压强和浮力测试题及答案1. 某容器内装有水,水的深度为10米。
求容器底部受到的压强。
2. 一个体积为0.01立方米的木块漂浮在水面上,求木块受到的浮力。
3. 一个体积为0.01立方米的铁块完全浸没在水中,求铁块受到的浮力。
4. 一个体积为0.01立方米的铁块漂浮在水面上,求铁块受到的浮力。
答案1. 根据压强的定义,压强p等于单位面积上受到的压力F除以面积S,即p = F/S。
在液体中,压强还与液体的密度ρ和重力加速度g有关,即p = ρgh。
在这个问题中,水的密度ρ约为1000千克/立方米,重力加速度g约为9.8牛顿/千克,水的深度h为10米。
因此,容器底部受到的压强为:p = 1000 kg/m³ × 9.8 N/kg × 10 m = 98000 Pa。
2. 根据阿基米德原理,物体在液体中受到的浮力等于它排开的液体的重量。
木块漂浮在水面上,所以木块受到的浮力等于木块的重力。
木块的重力G等于木块的质量m乘以重力加速度g,即G = mg。
木块的体积V为0.01立方米,假设木块的密度ρ木约为500千克/立方米,则木块的质量m = ρ木V = 500 kg/m³ × 0.01 m³ = 5 kg。
因此,木块受到的浮力为:F浮= G = mg = 5 kg × 9.8 N/kg = 49 N。
3. 铁块完全浸没在水中,所以铁块排开的水的体积等于铁块的体积。
铁块受到的浮力等于排开的水的重量。
水的密度ρ水约为1000千克/立方米,重力加速度g约为9.8牛顿/千克,铁块的体积V为0.01立方米。
因此,铁块受到的浮力为:F浮= ρ水gV = 1000 kg/m³ × 9.8 N/kg × 0.01 m³ = 98 N。
4. 铁块漂浮在水面上,所以铁块受到的浮力等于铁块的重力。
铁块的密度ρ铁约为7800千克/立方米,重力加速度g约为9.8牛顿/千克,铁块的体积V为0.01立方米。
浮力压强复习专题知识网络`^2.对阿基米德原理的理解(F浮=G排或F浮=ρ液gV排)A.原理中“浸入液体里的物体”指两种情况B.能区分G 物与G 排;V 物与V 排;ρ物与ρ液的意义.C.明确此公式的适用条件:既用于液体也适用于气体.D.由此式理解决定浮力大小的因素.即:物体浸在液体中所受浮力的大小跟液体(气体)的密度和物体排开液体(气体)的体积有关,而跟物体本身的体积、密度、形状以及物体浸没在液体(气体)中的深度等无关.因此,在用F 浮=ρ液gV 排计算或比较浮力大小时,关键是分析液体的密度ρ液和排开液体的体积V 排的大小.3.怎样判断物体的浮沉及浮沉的应用A.物体的浮沉条件 浸没在液体里的物体若只受重力和浮力的作用,由力运动的关系可知: ]当漂浮(F'浮=G 物).当F 浮=G 物(ρ液=ρ物)时,物体悬浮 B.物体浮沉的调节与应用技术上为了实现浮沉总是设法改变重力与浮力的“力量对比”,来达到目的.若保持浮力不变,可改变自身的重力,实现沉浮;若保持重力不变,可改变排开液体(气体)的体积来实现沉浮. a 轮船采用”空心”办法,使它排开水的体积增大,达到增大浮力. b 潜水艇 浮力不变,通过改变“自重”来实现上浮、下沉的.c 气球与飞艇 用小于空气密度的氢气或氦气充入气球和飞艇中,通过改变气球和气囊的体积而改变浮力的大小,实现升降.d 密度计 用来测定液体密度的仪器.它利用漂浮原理:G 密度计=F 浮=ρ液gV 排,即ρ液大,V 排就小,密度计露出部分大而做成的.4.关于液面升降的问题. 》分析 其实质是比较变化前后的V 排.例: 一块冰浮于水面,如图.那么当冰熔化前后,其水面将______(选填“升高”、 “降低”或“不变”)解: 冰熔化前:由于漂浮,F 浮=G 物.则V 排=m 冰g/ρ水g =m 冰/ρ水.冰熔化后:由于m 水=m 冰,由ρ=m/V 得 V 化水=m 水/ρ水=m 冰/ρ水因 V 排水=V 化水,即冰熔化成水后,刚好填满原来被冰排开的水的体积,因此,水面保持不变.5.掌握计算浮力大小的四种方法.A.称重法:利用弹簧测力计两次读数不等来计算浮力.基本公式 F 浮=G -F 拉(式中的G 和F 拉分别为称在空气中的物体和称在液体中的同一物体时弹簧测力计的读数)B.压力差法.:利用浮力产生的原因来计算浮力.基本公式 F 浮=F 向上-F 向下.>C.原理法:利用阿基米德原理来计算浮力.基本公式 F 浮=G 排液或F 浮=ρ液gV 排液.D.平衡法:利用物体漂浮或悬浮的条件来计算浮力.基本公式 F 浮=G 物其中称重法、原理法、平衡法是常用的计算浮力的方法.其它方法一般都要与原理法联合使用,才能顺利完成浮力问题的解答.专题训练: 一、填空题1、.如图7-5所示,容器中盛有水,铁球、铜球和木球都静止在水中,根据图中所示的情况可以判定( )A.木球一定是空心的B.铜球一定是空心的C.铁球一定是空心的D.木球一定是实心的图7-5|2、如图所示,有两个正方体实心物体A、B叠放在水平桌面上,物体A重15N,B重5N。
主题二力学专题题型14压强与浮力计算题专项(原卷版)题型归纳题型一固体压强的计算题型二液体压强的计算题型三浮力大小的计算题型四液体压强与浮力综合计算解题方法与技巧1、固体压强的计算(1)公式p=S F 适用所有压强的计算。
(2)计算时单位要统一,压力F 单位为N ,面积S 单位为㎡,压强P 单位是Pa (N/㎡)。
(3)固体压强的计算,需要确定压力、面积,要注意面积的计算与单位,其中压力的确定是难点,正确判断物体间的压力,进行受力分析是关键;物体间接触部分的面积,一般与较小的物体面积相同。
2、液体压强的计算(1)公式p=ρgh 既可以计算液体的压强,还可以计算质地均匀的柱形固体对水平面的压强;※计算液体压强时,ρ是指液体密度,计算固体对水平面压强时,ρ是指固体密度。
(2)计算时单位要统一,密度ρ单位为kg/m³,重力常数g 单位为N/kg ,高度h 的单位为m ,压强p 单位是Pa (N/㎡)。
(3)液体的压强与液体的深度和密度有关,因此计算时关键找到“液体”的深度和密度。
当容器是柱形容器时,液体对容器底部压力等于液体重力时,先判断压力等于重力后利用p=F/S 求压强。
3、阿基米德原理法(1)阿基米德原理:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力;(2)公式表示:g V G F 排液排浮ρ==。
4、平衡法求浮力:物体处于漂浮和悬浮状态时,物体受到的浮力与自身的重力是一对平衡力,可用“F 浮=G ”求浮力;下沉物体受到向上的拉力处于平衡状态时,可用力的平衡式F 拉+F 浮=G 求浮力;上浮物体受到向下的拉力处于平衡状态时,可用力的平衡式F 浮=G+F 拉求浮力。
题型一固体压强的计算1.(2022•邵阳)2022年北京冬奥会,我国在多个比赛项目取得了重大突破,获得了多枚金牌,由此在国内掀起一股冰雪运动热潮。
一天,小华和父母去滑雪场滑雪。
已知小华和滑雪板的总质量为60kg,滑雪板与雪地的总接触面积为0.4m2。
专题03 压强考点解读的单位是牛顿(N),受力面积S的单位要用平方米(m2),这样得到物体所受压强P的单位是帕(Pa)。
(2)压力F的大小不一定等于重力,方向也不一定是竖直向下。
压力与物体表面垂直;(3)受力面积S是指物体相互挤压的面积,与物体表面积不一定相等,可以等于或小于物体表面积,但绝对不会大于物体的表面积。
(4(5二、对压强公式p=ρgh的理解:(1)应用P=ρgh计算时,单位要统一。
p表示液体的压强,单位是Pa,ρ表示液体的密度,单位是kg/m3,h表示液体的深度,单位是m,g一般取9.8 N/kg。
(2)h是指深度,表示从自由液面到计算压强的那点之间的竖直距离,即深度是由上往下量的。
(3)压强公式P=ρgh既适用液体和气体,又适用形状规则的固体。
(4(5)液体对容器底部的压力一般不等于液体的重力,只有柱形容器(圆柱、正方体、长方体)放到F=求水平面上,液体对容器底部的压力才等于液体的重力(F=G)。
其他情况的压力应用公式PS 解。
重点考向1.(2019•南京)2019年,我国航天事业取得了世界瞩目的又一项成就﹣“玉兔二号”月球车成功登陆月球背面。
图示为科技馆展厅内“玉兔二号”月球车的模型,质量为36kg。
(1)模型车静止在水平地面上时,它对地面的压力为多少牛?(g取10N/kg)(2)若车轮与地面的总接触面积为400cm2,则车对地面的压强为多少帕?【解析】解:(1)模型车静止在水平地面上时,它对地面的压力:F=G=mg=36kg×10N/kg=360N。
(2)车对地面的压强:p===9×103Pa。
答:(1)模型车静止在水平地面上时,它对地面的压力为360N;(2)若车轮与地面的总接触面积为400cm2,则车对地面的压强9×103Pa。
2.(2019•岳阳)人工智能逐渐融入我们的生活。
如图所示,某餐厅的送餐机器人的质量为40kg,它与地面的接触面积为0.01m2。
压强和浮力测试题及答案1. 压强的定义是什么?2. 压强的国际单位是什么?3. 如何计算一个均匀固体对水平面的压力?4. 液体压强的特点是什么?5. 阿基米德原理是什么?6. 浮力的大小与哪些因素有关?7. 一个物体在液体中沉浮的条件是什么?8. 为什么轮船可以漂浮在水面上?9. 潜水艇是如何实现上浮和下潜的?10. 为什么气球可以在空中飘浮?答案1. 压强是指作用在单位面积上的压力。
它是一个描述压力分布的物理量。
2. 压强的国际单位是帕斯卡(Pa)。
3. 计算一个均匀固体对水平面的压力可以使用公式:\[ F = P\times A \],其中\( F \)是压力,\( P \)是压强,\( A \)是受力面积。
4. 液体压强的特点包括:液体内部向各个方向都有压强;液体的压强随深度增加而增大;同一深度处液体向各个方向的压强相等。
5. 阿基米德原理指出:浸在液体中的物体受到一个向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体的重量。
6. 浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关。
7. 物体在液体中的沉浮条件是:如果物体的密度小于液体的密度,则物体会上浮;如果物体的密度大于液体的密度,则物体会下沉;如果物体的密度等于液体的密度,则物体会悬浮。
8. 轮船可以漂浮在水面上是因为它的形状使得它排开的水的重量大于自身的重量,从而产生足够的浮力支撑它。
9. 潜水艇通过改变自身的密度来实现上浮和下潜。
通过向压载舱中注入或排出水,潜水艇可以改变自身的重量,从而改变浮力,实现上浮或下潜。
10. 气球可以在空中飘浮是因为它内部的气体密度小于空气的密度,从而产生足够的浮力使气球上升。
附加练习题1. 一个长方体木块,底面积为0.05平方米,高为0.2米,放在水平桌面上。
如果木块的密度为0.6×10^3 kg/m^3,求木块对桌面的压强。
2. 一个圆柱形容器内装有水,水的深度为0.5米。
求容器底部受到的水压强。
3. 一个物体在空气中的重量为50牛顿,当它完全浸没在水中时,受到的浮力是30牛顿。
压强浮力专题练习题(含答案)一、单选题1.下列估算符合实际的是()A.高山上的大气压为1.5×105Pa B.中学生站立时对地面的压强104Pa C.一个中学生的质量约为500kg D.一个鸡蛋的质量约为10N2.三峡船闸是世界最大的人造连通器。
如图是轮船通过船闸的示意图。
此时上游阀门A 打开,下游阀门B关闭。
下列说法正确的是()A.闸室和上游水道构成连通器,水对阀门B 两侧的压力相等B.闸室和上游水道构成连通器,水对阀门B右侧的压力大于左侧的压力C.闸室和下游水道构成连通器,水对阀门B右侧的压力大于左侧的压力D.闸室和下游水道构成连通器,水对阀门 B 两侧的压力相等3.关于图中现象及其解释正确的是()A.甲图运动员穿的滑雪板很宽大是为了增大受力面积从而增大压强B.乙图的拦河大坝建造得上窄下宽是因为液体压强随深度的增大而增大C.丙图中在水平路面上高速行驶的轿车,受到的重力等于地面对它的支持力D.丁图中拔火罐治病利用了分子间的引力4.下列生活实例中,不是利用大气压强工作的是()A.用注射器注射药液B.活寨式抽水机C.瓷砖吸盘器D.吸尘器5.如图,是小敏同学在探究甲、乙两种不同的固体物质的质量和体积的关系时得出的图象。
如果用上述两种物质做成甲、乙两个质量相同的实心正方体,把它们并排放在水平面上,则根据图象可知,甲、乙两物体对水平面的压强之比为()A.p甲:p乙=4:1 B.p甲:p乙=8:1C.p甲:p乙=2:1 D.p甲:p乙=1:16.下列实例中属于增大压强的是()A.图钉尖很尖锐B.书包背带较宽C.铁轨下铺设枕木D.穿滑雪板滑雪7.如图所示,完全相同的两个容器中分别装入甲、乙两种不同的液体,下列分析正确的是()A.若甲乙液体的质量相等,则A点的压强等于B点的压强B.若甲乙液体的质量相等,则C点的压强小于D点的压强C.若甲乙液体对容器底部的压强相等,则甲液体的质量等于乙液体的质量D.若甲乙液体对容器底部的压强相等,则甲液体的质量小于乙液体的质量8.人们在生产、生活中有很多物理知识的应用,下列说法中正确的是()A.在铁轨下面铺设枕木,是为了减小对地面的压力B.滑雪板一般都有较大的面积,是为了增大对地面的压力C.图钉的头部做得很尖,是为了减小对墙壁的压强D.把书包带做得宽些,是为了减小书包对人体的压强9.如图所示是与压强知识相关的实验和实例,其中分析正确的是()A.甲图实验,帕斯卡裂桶实验,证明液体压强随高度的增加而增加B.乙图实验,在两纸片中间向下吹气,两纸片均会向外运动C.丙图实验,若只将玻璃管换成较粗的管子,则实验结果会偏小D.丁图实验,塑料吸盘能粘在光滑墙壁上不掉下来说明了大气压强的存在10.下列表述正确的是()A.物体的运动需要力来维持B.拖拉机有两条很宽的履带是为了增大压强C.物体质量用天平测量,力的大小用弹簧测力计测量D.摩擦力是一种阻碍物体运动的力,其方向与物体的运动方向一定相反11.一个鱼缸用隔板隔开两半,分别装入体积相等的淡水和海水(ρ淡水=1g/cm3,ρ海水=1.1g/cm3),且两边水面相平,则()A.a、b点的压强相等B.装入水的质量相等C.装入海水的质量较小D.a点的压强较大12.用梳子梳头时,头发容易被梳子“粘”起,下列现象中“粘”的原因与其相同的是()A.用硬纸片盖住装满水的玻璃杯口,倒置后纸片“粘”在杯口上B.电风扇使用一段时间后,扇叶上“粘”着一层灰尘C.吸盘式挂钩,可以“粘”在竖直的瓷砖墙壁上D.两个铅块底面削平挤压后能“粘”在一起13.1666年,发现光的色散的科学家是()A.牛顿B.帕斯卡C.阿基米德D.法拉第14.某同学在“研究液体内部的压强”的实验中,选择如图所示的器材,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭。
压强、浮力的综合计算一、计算压强的方法(1)公式p =F S普遍适用,p =ρgh 适用于液体和各种水平面上的直柱体. (2)对于固体,先求出压力,再求压强.(3)对于液体,先求压强,再求压力.二、计算浮力的方法(1)称重法:F 浮=G -F (F 表示物体浸在液体中时弹簧测力计示数).(2)压力差法:F 浮=F 向上-F 向下(用浮力产生的原因求浮力).(3)阿基米德原理法:F 浮=G 排或F 浮=ρ液V 排g (知道物体排开液体的质量或体积时常用).(4)平衡法:F 浮=G 物,适用于漂浮或悬浮的自由状态的物体.三、漂浮问题“四规律”(历年中考频率较高)规律一:同一物体漂浮在不同液体里,所受浮力相同.规律二:同一物体漂浮在不同液体里,在密度大的液体里浸入的体积小.规律三:漂浮物浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几.规律四:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力.一 、压强计算1.(2016,上海)如图所示,圆柱形容器A 和均匀圆柱体B 置于水平地面上,A 中盛有体积为6×10-3 m 3的水,B 受到的重力为250 N ,B 的底面积为5×10-2 m 2.(1)求A 中水的质量.(2)求B 对水平地面的压强.(3)现沿水平方向在圆柱体B 上截去一定的厚度,B 剩余部分的高度与容器A 中水的深度之比h B ′∶h 水为2∶3,且B 剩余部分对水平地面的压强等于水对容器A 底部的压强,求B 的密度ρB .类型二 浮力计算2.(2016,常州)如图所示是湖南师范大学学生发明的水上自行车,车下固定5个充满气的气囊,每个气囊的体积均为3.0×10-2 m3,已知该水上自行车的总质量为25 kg,不计车轮浸入水中的体积.(g取10 N/ kg)(1)当自行车停放在水面上没人骑行时,气囊排开水的总体积为多少?(2)当质量为75 kg的人骑行时,固定在正中间的1个气囊破裂,该自行车是否还能安全骑行?请通过计算说明.类型三综合计算3.(2015,眉山)如图甲所示,有一种圆柱形薄壁烧杯,它的底面积为50 cm2,烧杯自重1.2 N,置于水平桌面上,在烧杯内倒入200 mL的盐水时,杯底所受盐水的压强为440 Pa.(g取10 N/ kg).求:(1)烧杯内盐水的密度.(2)烧杯对桌面的压强.(3)如图乙所示,把一个鸡蛋轻轻放入盐水中,鸡蛋刚好悬浮,液面上升到250 mL刻线处,求鸡蛋的重力.4.(2016,鄂州)如图所示,台秤上放置一个装有适量水的烧杯,已知烧杯和水的总质量为800 g,杯的底面积为100 cm2,现将一个质量为600 g,体积为400 cm3的实心物体A 用细线吊着,然后将其一半浸入烧杯的水中(烧杯厚度不计,水未溢出).求:(1)物体A所受到的浮力.(2)物体A一半浸入水中后,水对烧杯底部压强增大了多少?(3)物体A一半浸入水中后,烧杯对台秤表面的压强.5.(2016,甘肃一模)某同学学习了浮力的有关知识后,制作了一台浮力秤,用它可方便地称量物体的质量,其构造如图所示.已知小筒底面积为10cm2,高度为20 cm,托盘中不放物体时,小筒浸入水中的深度为8cm,问:(g取10 N/kg)(1)当水面平齐浮力秤的零刻线A时,小筒和托盘的总重力是多大?(2)该秤能称出物体的最大质量是多少千克?(3)该班另外一名同学认为该秤能称出的物体的最大质量太小,请你提出一条改进建议.6.(2016,揭阳)图甲是修建码头时用钢缆绳拉着实心长方体A沿竖直方向以0.3 m/s的速度匀速下降的情景.图乙是A下降到水底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图象(水的密度为ρ=1.0×103 kg/m3,g取10 N/ kg).求:(1)长方体A的高度.(2)长方体A浸没在水中后受到的浮力.(3)长方体A的密度.7.(2015,广安)新农村建设让农村面貌焕然一新.许多楼房顶部装有自动供水水箱,箱体重1520 N,与水平楼顶接触面积为1.5 m2.为了控制进水量,在水箱顶部安装压力传感器,如图所示,A物体通过细线与压力传感器相连接,压力传感器相当于拉线开关,A的密度是2.5×103 kg/m3,A重为25 N.当压力传感器受到竖直向下的拉力等于25 N时闭合,电动水泵向水箱注水;当拉力等于15 N时断开,电动水泵停止向水箱注水.(1)求未装水时整个水箱对楼顶的压强是多少?(压力传感器及连接线质量不计,g取10 N/ kg)(2)通过计算说明当水面与A上表面相平时,电动水泵能否停止注水?(g取10 N/ kg,连接线体积不计)答案解析:1、(1)A 中水的质量m 水=ρ水V 水=1×103 kg/m3×6×10-3 m3=6 kg(2)B 对水平地面的压力FB =GB =250 N ,B 对水平地面的压强pB =FB SB =250 N 5×10-2 m2=5000 Pa(3)剩余部分对地面的压强pB ′=FB ′SB =ρBSBghB ′SB=ρBghB ′,水对容器底的压强p 水=ρ水gh 水,hB ′:h 水=2:3,因为B 剩余部分对水平地面的压强等于水对容器A 底部的压强,所以ρBghB ′=ρ水gh 水,ρB =h 水hB ′ρ水=32ρ水=32×1×103 kg/m3=1.5×103 kg/m32、(1)当自行车停放在水面上没人骑行时处于漂浮状态,则自行车受到的浮力F 浮=G 车=m 车g =25 kg ×10 N/kg =250 N ,由F 浮=ρgV 排可得气囊排开水的总体积V 排=F 浮ρ水g =250 N 1.0×103 kg/m3×10 N/kg=0.025 m3 (2)当质量为75 kg 的人骑行恰好漂浮时,则受到的浮力F 浮′=G 总=(m 人+m 车)g=(75 kg +25 kg)×10 N/kg =1000 N ,排开水的体积V 排′=F 浮′ρ水g=1000 N 1.0×103 kg/m3×10 N/kg=0.1 m3,剩余气囊的总体积V =4×3.0×10-2 m3=0.12 m3,因V 排′<V ,所以该自行车能安全骑行3、(1)根据V =Sh ,烧杯内盐水深度h =V S =200 cm350 cm2=4 cm =0.04 m ,根据p =ρgh ,盐水密度为ρ=p gh =440 Pa 10 N/kg ×0.04 m=1.1×103 kg/m3 (2)烧杯为圆柱形且置于水平桌面上,盐水对烧杯底部压力等于盐水重力,由p =F S得盐水重力G 盐水=F =pS =440 Pa ×50×10-4 m2=2.2 N ,烧杯对桌面的压强p ′=F ′S=G 杯+G 盐水S =1.2 N +2.2 N 50×10-4 m2=680 Pa (3)由图鸡蛋放入盐水中排开盐水的体积V 排=250 cm3-200 cm3=50 cm3,鸡蛋刚好悬浮,所以G 蛋=F 浮=ρgV 排=1.1×103 kg/m3×10 N/kg ×50×10-6 m3=0.55 N4、(1)物体A 的一半浸入水中时受到的浮力F 浮=ρ水gV 排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg ×12×400×10-6 m3=2 N (2)由力的作用是相互的,水对A 有向上的浮力,物体A 对水有向下压力,所以水对烧杯底部增大的压力ΔF =F 浮=2 N ,所以水对烧杯底部增大的压强Δp =ΔF S=2 N 100×10-4 m2=200 Pa (3)烧杯对台秤的压力等于烧杯和水的重力、物体A 对水向下的作用力之和,即F =G杯和水+F 浮=8 N +2 N =10 N ,烧杯对台秤的压强p =F S =10 N 100×10 -4 m2=1000 Pa5、(1)当托盘中不放物体,即水面平齐浮力秤的零刻度线A 时,V 排=ShA =10 cm2×8 cm =80 cm3=8×10-5m3,F 浮=ρ水V 排g =1×103 kg/m3×10 N/kg ×8×10-5 m3=0.8 N ,因为浮力秤漂浮,则G =F 浮=0.8 N(2)这台浮力秤最大V ′排=Sh =10 cm2×20 cm =200 cm3=2×10-4 m3,最大浮力F 浮′=ρ水V ′排g =1×103 kg/m3×2×10-4 m3×10 N/kg =2 N ,因为浮力秤漂浮,则G ′=F 浮′=2 N ,m =G ′g = 2 N 10 N/kg=0.2 kg ,该秤能称出物体的最大质量m 最大=0.2 kg -0.08 kg =0.12 kg(3)由阿基米德原理和漂浮条件F 浮=G 排=ρ液V 排g =G 秤+G 物可知:要使能称出物体的质量变大,就要增大浮力,所以可以增大排开的液体体积或增大液体的密度6、(1)由图乙可知,长方体A 从下底面接触水面到刚好浸没所用的时间t =15 s -10 s=5 s ,根据v =s t可得,长方体A 的高度s =vt =0.3 m/s ×5 s =1.5 m (2)由图乙可知,前10 s 钢绳拉力不变,等于物体A 的重力,G =F =3×104 N ,10~15 s ,钢绳的拉力减小,是物体A 从与水面接触到刚好完全浸没,由图可知,当A 完全浸入水中时,拉力F ′=1×104 N ,所以A 完全浸没受到的浮力F 浮=G -F ′=3×104 N -1×104 N =2×104 N(3)根据F 浮=ρ水gV 排可得,A 的体积V =V 排=F 浮ρ水g =2×104 N 1×103 kg/m3×10 N/kg=2 m3,所以A 的密度ρ=m V =G Vg =3×104 N 2 m3×10 N/kg=1.5×103 kg/m3 7、(1)未装水时整个水箱对楼顶的压力F =G =1520 N +25 N =1545 N ,则p =F S=1545 N 1.5 m2=1030 Pa (2)A 的质量m =G g =25 N 10 N/kg =2.5 kg ,由ρ=m V 可得,A 的体积V =m ρA=2.5 kg 2.5×103 kg/m3=1×10-3 m3,当水面与A 上表面相平时,V 排=V =1×10-3 m3,此时A 受到的浮力F 浮′=ρgV 排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg ×1×10-3 m3=10 N ,细线的拉力F =G -F 浮=25 N -10 N =15 N ,根据力的作用是相互的可知,压力使传感器受到的向下拉力为15 N ,电动水泵停止注水。
专项训练(三)压强、浮力的判断及相关计算(限时:45分钟)一、选择题1.晶晶帮妈妈洗碗时发现,同一只瓷碗既可以漂浮在水面上,也可以沉入水底(如图ZX3-1所示),下列说法正确的是()图ZX3-1A.瓷碗能漂浮在水面上,说明陶瓷的密度比水小B.瓷碗漂浮在水面上时,所受浮力等于其受到的重力C.当漂浮的瓷碗沉入水底后,水对盆底的压力变大D.当漂浮的瓷碗沉入水底后,水对盆底的压强不变2.如图ZX3-2所示,压在杯底的乒乓球,上浮时会弹离水面。
下列说法正确的是()图ZX3-2A.乒乓球上浮过程中,受到的浮力始终不变B.乒乓球弹离水面后上升,是由于受到了水的浮力作用C.乒乓球上浮过程中,水对杯底的压强始终不变D.乒乓球上浮过程中,水对杯底的压强先不变,后减小3.水平桌面上,甲、乙两相同的杯中盛有不同浓度的盐水,现将两相同的物块分别放入杯中,待物块静止时,两杯中液面恰好相平,如图ZX3-3所示,则()图ZX3-3A.甲杯中物块受到的浮力较大B.乙杯底部受到液体的压强较小C.甲杯中物块对杯底的压力等于物块所受重力D.乙杯中物块所受到的浮力等于物块所受重力4.水平桌面上有甲、乙两个完全相同的容器,甲容器内盛有适量的A液体,乙容器内盛有适量的B液体。
将同一个苹果先后放入甲、乙两个容器中,苹果静止后的浮沉状况及液体的深度如图ZX3-4所示。
下列对图中情景分析正确的是()图ZX3-4A.甲容器对桌面的压强大于乙容器对桌面的压强B.苹果排开A液体的重力小于苹果排开B液体的重力C.A液体对容器底部的压强等于B液体对容器底部的压强D.苹果在A液体中受到的浮力大于苹果在B液体中受到的浮力5.在水平桌面上,有两个完全相同的圆柱形容器甲和乙,内盛相等质量的同种液体。
将体积相同、材料不同的两个小球A 和B分别放入两容器中,A球漂浮,B球悬浮,如图ZX3-5所示。
两球在两容器中所受的浮力分别为F甲和F乙,两容器底部对桌面的压强分别为p甲和p乙,则下列关系中正确的是()图ZX3-5A.F甲>F乙p甲<p乙B.F甲<F乙p甲>p乙C.F甲<F乙p甲<p乙D.F甲>F乙p甲>p乙6.如图ZX3-6甲所示,盛有液体的柱形容器置于水平桌面上,容器对桌面的压强为1000 Pa;如图乙所示,用细线拴一铝块,将铝块的一半浸在液体中,容器对桌面的压强改变了80 Pa;如图丙所示,将细线剪断,铝块沉到容器底部,容器对桌面的压强又改变了460 Pa。
容器的底面积为100 cm2,ρ铝=2.7 g/cm3,g取10 N/kg。
下列判断正确的是()图ZX3-6A.铝块浸没在液体中时所受的浮力为0.8 NB.铝块的体积是100 cm3C.铝块沉底时对容器底部的压力是4.6 ND.液体的密度是0.8 g/cm3二、计算题7.[2019·江西]如图ZX3-7所示,将边长为5 cm的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中,木块静止时,从杯中溢出水的质量为0.1 kg。
求:(g取10 N/kg)(1)木块受到的浮力。
(2)木块的密度。
(3)木块下表面受到水的压强。
图ZX3-78.某实验小组在研究某种物质的属性时,日常需将物体浸没在煤油中保存,将体积为1×10-3 m3、重6 N的该物体用细线系在底面积为250 cm2的圆柱形容器的底部,物体浸没在煤油中,如图ZX3-8所示。
(g取10 N/kg,ρ煤油=0.8×103 kg/m3)(1)细线受到的拉力是多大?(2)若细线与物体脱落,待物体静止后煤油对容器底的压强变化了多少?图ZX3-89.如图ZX3-9甲所示,不吸水的长方形物块放在底部水平的容器中,物块的质量为0.2 kg,物块的底面积为50 cm2,物块与容器底部用一根质量、体积均忽略不计的细绳相连,当往容器中缓慢注入水至如图乙所示位置时,停止注水,此时物块上表面距离水面10 cm,绳子竖直拉直,物块水平静止,绳子的拉力为2 N,已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,求:(1)物块的重力。
(2)物块的密度。
(3)注水过程中,绳子刚好竖直拉直时到图乙所示位置时,水对物块下表面压强的变化范围。
图ZX3-910.在水平台面上放置一个底面积为100 cm2的圆筒形容器,容器内水深20 cm,将一个长方体用细线拴好悬挂在弹簧测力计下,从水面开始逐渐浸入直至浸没到水面下某处停止。
此过程中,弹簧测力计的示数F与长方体下表面到水面的距离h 的关系图像如图ZX3-10所示。
g取10 N/kg,容器厚度、细线重力均不计,容器内的水未溢出。
求:(1)长方体浸没在水中时受到的浮力。
(2)长方体浸没时,水对容器底的压强。
图ZX3-10参考答案1.B[解析] 瓷碗是空心的,增大了可以利用的浮力,所以瓷碗能漂浮在水面上并不能说明陶瓷的密度比水的密度小,故A 错误;瓷碗漂浮时,根据浮沉条件可知:瓷碗受到的浮力等于它所受的重力,故B正确;由于瓷碗浸没时是沉底状态,浮力小可知,瓷于重力,漂浮时瓷碗受到的浮力与其所受重力相等,所以瓷碗浸没时和漂浮时相比所受的浮力变小,根据V排=浮水碗浸没后,排开的水的体积减小,水面下降,容器底受到水的压强变小,根据F=pS,水对容器底的压力变小,故C、D错误。
2.D[解析] 乒乓球在上浮过程中,先是完全浸入水中的上升过程,此过程排开水的体积不变,由F浮=ρ水V排g可知,受到的浮力不变;然后从刚露出水面到脱离水面,此过程排开水的体积变小,由F浮=ρ水V排g可知,此过程中受到的浮力变小,所以乒乓球在上浮过程中,受到的浮力先不变,后变小,故A错误;乒乓球弹离水面后不再受浮力作用,故B错误;由以上分析可知,乒乓球在上浮过程中,水对杯底的压强先不变,后变小,故C错误,D正确。
3.D[解析] 物块在甲杯中沉底,受到的浮力小于物块所受重力,ρ甲<ρ物;在乙杯中悬浮,物块受到的浮力等于物块所受重力,ρ乙=ρ物;因此甲杯中物块受到的浮力较小,故A错误。
由以上分析可知,ρ乙>ρ甲,两杯中液面恰好相平,由p=ρgh可知,乙杯底部受到液体的压强较大,故B错误。
甲杯中物块静止在容器底部,物块对杯底的压力等于物块所受重力与浮力之差,故C错误。
物块在乙杯中悬浮,根据浮沉条件可知,此时物块受到的浮力等于物块所受重力,故D正确。
4.A[解析] 由题图可知,苹果在A液体中漂浮,所以苹果的密度小于A液体的密度;苹果在B液体中悬浮,所以苹果的密度等于B液体的密度,因此A液体的密度大于B液体的密度。
因为甲、乙为两个完全相同的容器,待苹果静止后容器内液面高度相同,由图可知,甲容器内A液体体积大于乙容器内B液体体积,且A液体的密度大于B液体的密度,所以A液体重力大于B液体重力,则甲容器对桌面的压力较大,由p=可知,甲容器对桌面的压强较大,由p=ρgh可知,A液体对容器底部的压强较大,故A正确、C错误。
苹果在A液体中漂浮,则苹果受到的浮力等于苹果的重力;苹果在B液体中悬浮,则苹果受到的浮力也等于苹果的重力;因此在A液体和B液体中苹果所受浮力相等,根据阿基米德原理可知:苹果排开A液体的重力等于苹果的重力等于苹果排开B液体的重力,故B、D错误。
5.C[解析] 由F浮=ρ液V排g可知,决定浮力大小的因素有两个,一是液体的密度,二是物体排开液体的体积;甲、乙容器中为等质量的同种液体,A、B两球的体积相等,而V排不同,V甲排<V乙排,所以F甲<F乙。
根据漂浮、悬浮条件F浮=G可知:G A<G B,甲、乙容器中液体质量相等,则G甲=G乙,则放入小球后G甲总<G乙总,因此桌面受到的压力大小关系是F甲压<F乙压,则p甲<p 乙,故选C。
6.D[解析] 题图乙中,铝块的一半浸在液体中,所受浮力F浮1=Δp1S=80 Pa×100×10-4m2=0.8 N,则完全浸没在液体中所受浮力为1.6 N,故A错误。
铝块沉底时,压强变化了80 Pa+460 Pa=540 Pa,桌面所受压力变化量F1+2=p1+2S=540 Pa×100×10-4 m2=5.4 N,即铝块重力G铝=5.4 N,则铝块的体积V铝=铝==2×10-4 m3=200 cm3,故B错误。
铝铝块浸没时,所受浮力为1.6 N,重力为5.4 N,则支持力F支=G-F浮=5.4 N-1.6 N=3.8 N,F压=F支=3.8 N,故C错误。
液体密度ρ液=浮排=-=0.8×103 kg/m3=0.8 g/cm3,故D正确。
7.解:(1)F浮=G排=m排g=0.1 kg×10 N/kg=1 N。
(2)木块漂浮,则G木=F浮,ρ木=木木=木木=浮木=-=0.8×103 kg/m3。
(3)F浮=F向上-F向下=F向上-0=F向上,则p=向上=浮=-=400 Pa。
8.解:(1)物体浸没在煤油中时,V排=V=1.0×10-3m3,受到的浮力F浮=ρ煤油V排g=0.8×103kg/m3×1.0×10-3m3×10 N/kg=8 N,因为G+F拉=F浮,所以物体受到的拉力F拉=F浮-G=8 N-6 N=2 N。
(2)漂浮时,F浮'=G=6 N,此时排开煤油的体积V'排=浮煤油==7.5×10-4m3,ΔV排=1×10-3m3-7.5×10-4m3=2.5×10-4 m3,煤油深度变化量Δh=排=--=0.01 m,Δp=ρ煤油gΔh=0.8×103 kg/m3×10 N/kg×0.01 m=80 Pa。
9.解:(1)物块的重力G=mg=0.2 kg×10 N/kg=2 N。
(2)由题意可知F浮=G+F=2 N+2 N=4 N,根据F浮=ρ水V排g,ρ=物,V物=V排,可得ρ=水浮==0.5×103 kg/m3。
(3)绳子刚好被拉直时物块恰好漂浮,下表面所受压强为p1==-=400 Pa,物块上下表面高度差h=物=浮水①,停止注水时下表面与水面的高度差为H=h+h0②,压强为p2=ρ水gH③,联立①②③解得p2=1800 Pa。
故压强的变化范围为400~1800 Pa。
10.解:(1)当h=0时,长方体未进入水中,此时弹簧测力计的示数等于长方体的重力,由题图可知,G=9 N;当h≥10 cm时,弹簧测力计的示数不变,说明此时浮力不变,长方体完全浸没,此时F示=5 N;所以长方体浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F示=9 N-5 N=4 N。
(2)长方体浸没时排开水的体积V排=浮水==4×10-4 m3,容器内水的体积V水=S容h=100 cm2×20 cm=2019 cm3=2×10-3 m3,长方体浸没时,水和长方体的总体积V=V水+V排=2×10-3 m3+4×10-4 m3=2.4×10-3 m3,则此时容器内水的深度h'=容=--=0.24 m,水对容器底的压强p=ρ水gh'=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.24 m=2400 Pa。