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浮力培优(附分析解答)(2)

来源:网络收集 时间:2019-04-05 下载这篇文档 手机版
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(2)根据漂浮或悬浮条件即可判断浮力关系。 【解答】解:

(1)由图可知,鸡蛋在甲、乙两杯中分别处于悬浮和漂浮状态, 因为ρ液=ρ物时物体悬浮,ρ液>ρ物时物体漂浮,

所以乙杯中盐水的密度大于甲杯中盐水的密度,故A错误;

由于两杯中液面相平,根据p=ρgh可知,乙杯底受到的压强大于甲杯底受到的压强;故B正确;

由于甲、乙是两个完全相同的杯子,则底面积相同,根据F=pS可知,乙杯中所受液体的压力较大,故C错误; (2)因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,

所以同一只鸡蛋在两杯中受到的浮力相等,都等于鸡蛋的重力,故D错误。 故选:B。

3.全球变暖已经日益威胁到生物的生存,如图为一对北极熊母子无助地坐在一块不断融化缩小的浮冰上,若浮冰和北极熊始终处于漂浮状态,则随着浮冰的融化( )

A.浮冰受到的浮力在增大 B.浮冰受到的浮力大小不变 C.北极熊受到的支持力在减小 D.浮冰在水中的体积在减小

【分析】(1)浮冰和北极熊始终处于漂浮状态,受到的浮力等于北极熊和浮冰的总重力;随着浮冰的熔化,浮冰的重力减小,北极熊和浮冰的总重力减小,根据漂浮条件得出受到的浮力减小,则由阿基米德原理可知排开水的体积减小;

(2)北极熊站在浮冰上,受到的重力和支持力为一对平衡力,大小相等。 【解答】解:

(1)由题知,浮冰和北极熊始终处于漂浮状态,随着浮冰的熔化,浮冰的重力减小,北极熊和浮冰的总重力减小,因为F浮=G总,所以浮冰和北极熊受到的浮力减小;而F浮=ρ

V排g,所以浮冰排开水的体积减小,故AB错,D正确;

(2)北极熊站在浮冰上,受到的支持力和重力大小相等、大小不变,故C错。 故选:D。

4.如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景。实验甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N和2.5N.若盐水的密度为1.2×10kg/m,则下列结论正确的是( )

3

3

A.物体A的密度为3.2×10kg/m B.实验乙中,物体A受到的拉力为1.0N C.实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5N D.实验丁中,容器底部受到的压力大于0.3N

【分析】(1)根据实验控制的变量与实验现象得出实验结论,然后分析答题。根据阿基米德原理和弹簧测力计的示数,利用F浮=G﹣F拉列出方程可求得物体A的体积,然后可求得其密度; (2)先求出在水中受到的浮力,再根据F浮=G﹣F拉可得A在乙中的拉力; (3)A在乙中的拉力与丙中比较可得结论;

(4)根据实验丁中物体A对烧杯底部的压力等于支持力,F=G﹣F浮﹣F拉可求。 【解答】解:

A、实验甲、丙中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N, 由F浮=G﹣F拉可得, F浮=ρ

盐水

3

3

g V排,

物体A全部浸没,所以V排等于V物,则: ρ

盐水

gV排=G﹣F拉,

3

3

V排=V物=将ρ

盐水

=1.2×10kg/m、G=4N、F拉=2.8N代入上式可得:

﹣43

V排=V物=1×10m, 物体A的质量m==

=0.4kg,

3

3

物体A的密度ρ===4×10kg/m,故A错误;

B、物体A在水中受到的浮力, F浮水=ρ

gV排=1×10kg/m×10N/kg×1×10m=1N,

33﹣43

在乙中物体A受到的拉力:F=G﹣F浮水=4N﹣1N=3N,故B错误;

C、在实验丙中,弹簧测力计的示数:F丙拉=2.8N,在乙中物体A受到的拉力:F=3N, 弹簧测力计的示数比乙中小:3N﹣2.8N=0.2N,

故C错误;

D、由甲、丙,F浮盐水=G﹣F丙拉=4N﹣2.8N=1.2N,根据实验丁中物体A对烧杯底部的压力等于支持力,F支=G﹣F浮﹣F

丁拉

=4N﹣1.2N﹣2.5N=0.3N,容器底部也受到盐水对它的压力,故压力大于0.3N,故D正确。

故选:D。

5.实心正方体木块(不吸水)漂浮在水上,如图所示,此时浸入水中的体积为6×10m,然后在其上表面放置一个重4N的铝块,静止后木块上表面刚好与水面相平(g取10N/kg,ρ水=1.0×10kg/m)则该木块( )

3

3﹣43

A.未放置铝块前,木块受到的浮力是10N B.放置铝块后,木块排开水的体积是1×10m C.木块的密度是0.7×10kg/m

D.放置铝块后,木块下表面受到水的压强增大了600Pa

【分析】(1)知道木块排开水的体积,利用阿基米德原理求木块受到水的浮力;

(2)根据漂浮时,浮力等于总重力,算出总浮力,根据阿基米德原理算出放置铝块后木块排开水的体积; (3)利用漂浮条件求木块受到的重力,再利用重力公式求木块的质量;

木块与铁块漂浮,所以浮力等于木块与铁块的总重,从而可求出排开水的体积,即木块的体积,利用密度公式求木块的密度;

(4)根据(2)求出的体积算出正方体的边长和底面积;

根据浮力产生的原因可求出水的压力的变化,根据p=算出放置铝块后木块下表面受到水的压强的增加量。 【解答】解:(1)因为木块漂浮,所以G=F浮=ρ

3

3

﹣33

gV排=10kg/m×10N/kg×6×10m=6N,故A错误;

33﹣43

(2)放置铝块后,因为漂浮,所以F浮′=G+G铝=6N+4N=10N; 因为放置铝块后,木块上表面刚好与水面相平即木块正好完全浸没; 木块排开水的体积:V=V排=

=

=1×10m,故B正确;

﹣33

(3)由G=mg得,m木===0.6kg;

3

3

木块的密度:ρ木===0.6×10kg/m,故C错误;

(3)由(2)知实心正方体木块的体积为1×10m,则边长为0.1m, 底面积为0.1m×0.1m=0.01m;

2

﹣33

根据浮力产生的原因,放入铁块后,增大的压力等于增大的浮力,则△F=4N, 则木块下表面受到水的压强增大:△p=故选:B。

6.如图甲所示的圆柱形容器中装有适量的某种液体,现将密度为0.6×10kg/m的正方体木块A放入容器中,木块静止时露出液面的体积与浸入液体的体积之比为1:3;在木块上表面轻放一个物块B(VA=2VB),A的上表面刚好与液面相平,如图乙所示。若将物块B单独放入此液体中,它静止时将( )

3

3

==400Pa,故D错误。

A.悬浮 B.漂浮 C.沉底 D.无法判断

【分析】根据物体漂浮时浮力等于重力,算出物体B的密度,作出判断。

【解答】解:甲图中,木块A在液体中漂浮,木块静止时露出液面的体积与浸入液体的体积之比为1:3,则V排=VA, 漂浮时浮力等于重力,所以ρ即:ρ

gV排=ρ

gVA,

g×VA=ρ

gVA,

3

3

3

3

则液体的密度:ρ液=ρ木=×0.6×10kg/m=0.8×10kg/m;

在木块上表面轻放一个物块B(VA=2VB,则VB=VA),A的上表面刚好与液面相平,如图乙所示,因为整体漂浮,所以浮力等于总重力, 即:ρρ

gVA=ρ

gVA+ρBgVB,

gVA=ρgVA+ρBg×VA,

化简可得:ρ液=ρ木+ρB,

则B的密度:ρB=2(ρ液﹣ρ木)=2(0.8×10kg/m﹣0.6×10kg/m)=0.4×10kg/m<ρ液, 故若将物块B单独放入此液体中,它静止时将漂浮。 故选:B。

7.水平桌面上的薄壁圆柱形容器中盛有某种液体,容器底面积为80cm,用细线拴着体积为为100cm的金属球沉入容器底,这时液体深度为10cm,它对容器底的压力为1.9N,如图所示。现将金属球从液体中取出,液体对容器底的压强改变了100Pa,从容器中取出金属球时,表面所沾液体与细线的体积均不计。则下列判断正确的是( )

2

3

3

3

3

3

3

3

A.金属球在液体中所受浮力大小为1N B.容器中液体所受重力大小为6.4N

C.取出金属球后,容器对桌面的压强减小了100Pa D.金属球的密度为2.7×10kg/m

【分析】(1)根据浮力公式,求出浮力大小。

(2)求出液体的密度,根据G=mg=ρVg求出液体的重力; (3)根据p=ρ

3

3

gh求出压强变化量;

(4)根据浮力、重力的关系,求出金属球的密度。

【解答】解:ACD、液体对容器底的压强改变了100Pa,即△p=ρ

g△h=ρ

g,

代入数据,△h==1.25cm=0.0125m,

100Pa=ρ液×10N/kg×0.0125m, ρ液=0.8×10kg/m;

金属球沉入容器底,它对容器底的压力为G球﹣F浮=1.9N, ρ

3

3

gV球﹣ρ

gV球=1.9N,

(ρ球﹣ρ液)gV球=1.9N, ρ球﹣ρ液=

ρ球=ρ液+1.9×10kg/m,

ρ球=0.8×10kg/m+1.9×10kg/m=2.7×10kg/m,故D正确;

因为小球浸没在液体中,所以V排=V球,金属球在液体中所受浮力大小F浮=ρ×1×10m=0.8N;故A错误; 因为G球﹣F浮=1.9N, 所以G球=1.9N+0.8N=2.7N;

小球取出后对桌面的压力减小,减小的压力就是物体重力,△p==

B、容器中液体体积为V液=Sh﹣100cm=80cm×10cm﹣100cm=700cm=7×10m, G液=m液g=ρ故选:D。

8.一个底面积为2×10m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0.08m深的水,如图(a)

﹣22

3

3

3

3

﹣43

﹣43

3

3

3

3

3

3

3

3

=1.9×10kg/m,

33

gV排=ρ

gV球=0.8×10kg/m×10N/kg

33

=337.5Pa;故C错误;

V液g=0.8×10kg/m×7×10m×10N/kg=5.6N;故B错误。

33﹣43

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