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2024中考物理三輪突破3檢測壓強浮力的綜合計算習題含答案
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這是一份2024中考物理三輪突破3檢測壓強浮力的綜合計算習題含答案,共36頁。
1.如圖所示,木塊的上下表面受到水的壓力分別為F1=3 N,F2=5 N,則木塊受到的浮力大小( )
A.2 NB.3 NC.5 ND.8 N
2.如圖所示彈簧測力計下用細繩掛著一個密度為ρ的實心重物浸沒在液體中,靜止時測力計的示數為F1,緩慢向上勻速提升重物,當重物全部離開液面時測力計的示數為F2。在這過程中下列說法正確的是( )
A.重物的質量為F1g
B.重物的體積為(F2?F1)ρg
C.液體的密度為(F2?F1)ρF2
D.重物受到浮力始終不變
3.在空氣中用彈簧測力計稱某石塊所受重力為5 N;浸沒在水中稱量,彈簧測力計的示數為2 N;浸沒在另一種液體中稱量,彈簧測力計的示數為1.4 N,則這種液體的密度是
kg/m3。
4.拉著一個邊長為10 cm的正方體金屬塊,當它完全浸沒在水中時,則金屬塊排開水的重力為 N。若金屬塊上表面所受水的壓力為20 N,則金屬塊下表面距液面的深度為 m。(g=10 N/kg)
5.以純電動汽車為代表的新能源汽車具有節(jié)能、環(huán)保的特點,是國家大力推廣的新型交通工具。如圖所示,停放在水平地面的純電動汽車,質量為1.2×103 kg,每個輪胎和地面的接觸面積為2×10﹣2 m2,g取10 N/kg。求:
(1)車對地面的壓力;
(2)車對地面的壓強。
6.一只小船的船底位于水面下0.8 m深處,船底有一面積為2 cm2的小洞被木塞堵住。
(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)水對船底的壓強;
(2)水對該木塞的壓力。[溫馨提示:1 cm2=10﹣4 m2]
7.為了盡可能避免病毒的交叉感染,多地警方利用如圖所示的測溫巡邏機器人輔助日常巡邏,該機器人的質量為120 kg??蛰d時它對水平地面的壓強為1.5×105 Pa,g取10 N/kg。求:
(1)機器人所受的重力;
(2)圖中機器人空載時的車輪與地面的接觸面積。
8.如圖所示,面積為1 m2的水平桌面正中央放著一個圓形魚缸。魚缸重為600 g,內外底面積均為100 cm2,缸內裝有質量為4 kg的水和一條質量為60 g的魚,此時水的深度為20 cm。(忽略魚缸厚度,g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)求:
(1)水對魚缸底產生的壓力;
(2)當魚浮出水面呼吸的時候,魚缸對桌面的壓強。
9.如圖所示,放在水平桌面上的塑料杯子的質量不計,向杯中倒入200 g的水,水深20 cm;再輕輕放入質量為40 g的木塊,木塊靜止后漂浮,水面升高了4 cm(水未溢出),塑料杯子的厚度不計。(ρ水=10×103 kg/m3,g=10 N/kg)求此時:
(1)水對杯子底部的壓強為多少?
(2)杯子底部對水平桌面的壓力和壓強是多少?
10.如圖所示,甲、乙兩容器底面積相同內裝質量均為1 kg,深度均為20 cm的不同液體,已知甲液體是密度為1.0×103 kg/m3的水。甲、乙兩容器底部受到液體的壓強之比為2:3,求:
(1)甲、乙兩容器的底面積;
(2)乙液體的密度;
(3)乙容器底部受到液體的壓強。
11.全國人民在習近平為首的黨中央領導下,從2021年起全面推進“鄉(xiāng)村振興”計劃。陳家寨村在這大好形勢下,將原長4 km、寬3.5 m、厚約25 cm的混凝土水泥村道加寬成4.5 m。工程完成后,質量檢測部門,在每1 km新修路面上適當位置,鉆取一個底面積約80 cm2的圓柱形樣本進行質量檢測。除了厚度、水泥標號、砂石比例等指標都合格外,還要求混凝土的密度標準不得小于2.6×103 kg/m3。質量檢測員將取回的所有樣本稱得總質量為21.6 kg。(g取10 N/kg)問:
(1)所取樣本的總重力是多少?
(2)通過樣本分析,澆筑的混凝土對地面的壓強約是多少?
(3)計算分析該項工程混凝土標準是否合格?
12.潛艇是一種能潛入水下活動和作戰(zhàn)的艦艇,也稱潛水艇,是海軍的主要艦種之一。若懸浮在海水中的潛艇的質量為5×106 kg。
通過計算回答:
(1)潛艇所受重力?
(2)潛艇所受浮力?
(3)潛艇排開海水的重力?(g取10 N/kg)
13.為控制新冠疫情的發(fā)展,某核酸檢測現場采用安全隔離帶(如圖甲)將人們分開在安全距離。如圖乙所示可將隔離帶的護欄看作是一個密度均勻的圓柱體A與密度均勻的圓柱體B的組合。已知A的質量為1.5 kg,高度為90 cm,B的底面積為800 cm2,求:
(1)如圖乙中,A對地面的壓強為5000 Pa,求A的底面積;
(2)如圖丙中,將A疊放在B上方,此時B對地面的壓強為750 Pa,則B的質量為多少 kg;
(3)現從A上方沿水平方向切去厚度為h的部分,如圖丁,此時剩余部分對地面的壓強變?yōu)樵瓉淼?6,求切去的厚度h為多少。
14.如圖所示,在水平桌面上,有一質量為2 kg的實心小球和一薄壁圓柱形容器,容器中裝有水?,F將小球輕輕放入容器后,小球浸沒在水中并靜止在容器底部,水未溢出。分別測出小球放入前后水對容器底部的壓強p水,小球放入前后容器對水平桌面的壓強p桌,如表所示。(ρ水=1×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)小球的重力。
(2)小球放入前,容器中水的深度。
(3)小球的密度。
15.如圖所示,圖甲是一盛有水的圓柱形容器,置于水平桌面上,容器內水深為0.3 m,容器的底面積為0.04 m2,圖乙是一質量均勻的塑料球,密度為0.2×103 kg/m3(g=10 N/kg)。求:
(1)容器中水的質量;
(2)距容器底部0.2 m處A點液體的壓強;
(3)把塑料球放入該容器中,用了16 N的力恰好使其完全浸沒在水中(圖丙),塑料球的重力多大?
16.如圖所示,水平地面上放有上、下兩部分均為柱形的薄壁容器,容器重10 N,容器上、下兩都分的橫截面積之比為1:2,高度均為20 cm,向容器中倒入2 kg的水,深度為10 cm。求:
(1)水對容器底面的壓強;
(2)容器上部分橫截面積為多少 cm2;
(3)往容器內加水,當水的深度為多少 cm時。水對容器底面的壓力與容器對地面的壓力相等。
17.小明想測量一金屬塊的密度。如圖所示,他將一底面積為50 cm2、質量為200 g的直筒型容器內裝10 cm高的水,然后用細線吊著金屬塊緩慢浸入水中,當金屬塊剛好浸沒時,容器內液面升高到16 cm,當金屬塊觸底細線松弛時,容器對桌面的壓強與觸底前相比增大了4740 Pa。求:(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,容器壁的厚度忽略不計)
(1)金屬塊浸沒在水中時受到的浮力;
(2)金屬塊觸底細線松弛時,容器對桌面的壓強;
(3)金屬塊的密度。
18.如圖所示,在水平桌面上放置一長方體玻璃缸,已知其底面積為100 cm2,高為20 cm,缸內裝滿水,將一質量為50 g的玩具鴨子輕輕地放入缸中后,鴨子漂浮在水面上。求:
(1)鴨子受到的浮力;
(2)鴨子排開水的體積;
(3)鴨子漂浮在玻璃缸中時,水對缸底的壓力。
19.科學家在進行潛水艇實驗時,做了如圖的模型實驗,潛水艇模型和薄壁圓柱形容器置于水平地面上。容器的底面積為3×10﹣2 m2,其內部盛有質量為6 kg的水,ρ水=1.0×103 kg/m3。求:
(1)水對容器底部的壓強;(2)現將潛水艇模型完全浸入薄壁圓柱形容器的水中(水未溢出)。水對容器底部壓強的增加量為1500 Pa,容器對水平地面壓強的增加量為2000 Pa,求潛水艇模型的體積和容器底部對潛水艇模型的支持力。
20.地球氣候變暖,冰川熔化加劇,是造成海平面變化的原因之一。小明同學根據所學知識,通過比較冰川完全熔化成水后水的體積與冰川熔化前排開海水的體積,就能推斷海平面的升降。如圖所示,是冰川漂浮在海面上的情景,若冰川的質量為 m冰,海水的密度為ρ海,水的密度為ρ水,且ρ海>ρ水,g用符號表示。求:
(1)冰川熔化前受到的浮力;
(2)冰川熔化前排開海水的體積;
(3)冰川完全熔化成水后水的體積;
(4)推斷海平面的升降,并說明理由。
21.如圖,彈簧測力計的上端固定在豎直支架上,下端懸掛一質量均勻的圓柱形物塊;一水槽置于豎直升降臺上,位于物塊的正下方。整個裝置放在水平桌面上。求:
(1)當物塊沒有浸入水中時,彈簧測力計的示數如圖所示,則此物塊的質量為多少 kg?
(2)調整升降臺高度,物塊慢慢浸入水中。當物塊全部浸沒到水中時,彈簧測力計示數為3 N,此時物塊受到的浮力為多少 N?
(3)該圓柱體物塊的密度是多少?
22.如圖甲所示,原長x0=16 cm的彈簧,下端固定在容器的底部,上端與一正方體相連,正方體重G=48 N,向容器中慢慢注入某種液體,彈簧的長度x隨液體深度h的變化關系如圖乙所示,正方體有一半浸沒在液體中時,彈簧恰好處于原長。在彈性限度內,彈簧的彈力F與其形變量△x間的關系為F=k△x,忽略彈簧的質量和體積,g取10 N/kg,求
(1)k的值;
(2)正方體的密度;
(3)正方體上表面剛好與液面相平時,容器底部所受液體的壓強。
23.圖甲所示為一種水下滑翔機,圖乙是其部分結構示意圖。該滑翔機通過液壓泵將油在內、外油囊間來回轉移,從而改變浮力大小以達到上浮和下潛的目的,再結合其它技術即可滑行,以執(zhí)行海洋環(huán)境的監(jiān)測任務。
(1)該滑翔機具有低能耗、高續(xù)航的特點,電池一次充電后能提供1千瓦時電能。它在整個運動過程中前進速度保持0.2米/秒,但只有9%的時間耗電,耗電時功率僅為4瓦。該滑翔機充電一次總共能航行的路程為多少千米?
(2)該滑翔機總重515牛。當外油囊中無油時,滑翔機排開水的體積為0.0495米3。已知海水密度隨深度變化情況如圖丙所示。當該滑翔機在600米深度懸浮時,外油囊中油的體積為多少米3?(忽略海水壓強對油和滑翔機外殼體積的影響)
24.智能制造是第四次工業(yè)革命的核心技術,如圖所示是為圓柱體涂抹防護油的智能裝置。其外殼是敞口的長方體容器,距容器底面h0處固定一支撐板C,C的中心有一小圓孔,圓柱體放在支撐板C的正中央。長方體的左下角有注油口,防護油能夠勻速注入長方體容器內部,當油的深度為0.175 m時,圓柱體剛好浮起離開支撐板C。隨著液面升高,圓柱體豎直上浮,當油面上升到壓力傳感器時,停止注油,此時撐桿的P點對圓柱體有20 N的豎直向下的壓力。已知h0=0.1 m,小圓孔面積S0=8×10﹣3 m2,圓柱體底面積S=2×10﹣2 m2,圓柱體重12 N,支撐板C的厚度不計,g取10 N/kg。求:
(1)注油前,圓柱體對支撐板C的壓強;
(2)圓柱體剛好浮起離開支撐板C時浸入油中的體積;
(3)圓柱體的高度。
25.如圖所示,水平放置的平底柱形容器A內裝有一些水,不吸水的正方體物塊B的邊長為10 cm,用細線(重力和體積忽略不計)拉住物塊B,細線的另一端固定在容器底部,靜止后物塊B浸入水中的體積為6×10﹣4 m3,此時細線被拉直,長為6 cm,物塊B所受拉力為1 N。求:(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)物塊B受到的浮力;
(2)物塊B受到的重力;
(3)水對容器底部的壓強。
26.如圖甲所示,在水平桌面上放有一薄壁柱形容器,一個重力為5 N,底面積為0.02 m2,高為10 cm的柱形玻璃杯A漂浮于水面,在A的底部連接有一個體積為4×10﹣5 m3的實心金屬塊B。此時A、B兩物體在水中處于靜止狀態(tài),細線未拉直(B未與容器底部緊密接觸,細線不可伸長且質量、體積忽略不計)。(水密度為1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg):
(1)圖甲中玻璃杯A所受浮力的大小為 N,水對玻璃杯A底部的壓強為
Pa,細線對B的拉力為 N。
(2)向容器中注水,細線拉力隨時間變化的圖象如圖乙所示(容器足夠高),求實心金屬塊B的密度。
27.愛好發(fā)明創(chuàng)造的科技小組用傳感器設計了如圖甲所示的力學裝置,豎直細桿的下端通過力傳感器與一底面積為50 cm2的柱體M相連,力傳感器可以顯示細桿下端受到作用力的大小,此時柱體下底面與水面相平。足夠高的輕質容器內裝有水,水深40 cm,容器上部底面積為250 cm2,容器下部底面積為150 cm2?,F將柱體M緩慢下移,圖乙是力傳感器的示數大小F隨柱體M下降高度h的變化圖像。求:
(1)柱體M未下移時,水對容器底的壓強;
(2)柱體M的質量;
(3)容器下部的高度h0;
(4)當柱體M下降高度為20 cm時,柱體M受到的浮力及力傳感器的示數大小。
28.如圖1所示,一個底面積為3S0的薄壁圓柱形容器放在水平桌面上,將一橫截面積為S0、高度為h0的均勻實心圓柱體A豎直放在容器底部,現向容器內緩慢注入某種液體,圓柱體始終直立,圓柱體對容器底部的壓力與注入液體質量的關系如圖2所示。求:
(1)液體的密度;
(2)圓柱體受到的最大浮力;
(3)圓柱體對容器底的最小壓強。
29.工人師傅利用汽車作為動力,從水中打撈一個正方體物件,繩子通過定滑輪,一端系著物件,另一端系在汽車上,如圖甲所示。汽車拉著物件勻速上升,已知汽車對繩子的拉力F與物件底面距離水底的高度h的變化關系如圖乙所示。繩子的體積、繩重及摩擦均忽略不計,g=10 N/kg。求:
(1)物件的質量;
(2)物件上表面剛露出水面時,其下表面受到水的壓力;
(3)物件的密度。
30.如圖甲所示,足夠高的圓柱形薄壁容器,底面積為300 cm2,裝有8 cm深的水放在水平面上,現將一質量為1.6 kg,高為20 cm,底面積為100 cm2的均勻長方體物塊豎直放入容器中,受到容器的支持力為4 N,如圖乙所示。
(1)長方體物塊的密度是多少 kg/m3?
(2)此時物體排開水的體積是多少 m3?
(3)保持水的質量不變,若想要物體漂浮在水面上,則容器的底面積不能超過多少 m2?
31.如圖甲所示,放置在水平地面上的薄壁柱形容器質量為0.45 kg,底面積為0.05 m2,把一質量為2.1 kg、高為0.1 m的柱形均勻實心物體放在容器中,緩慢向容器中加水,直到容器中水的深度為0.1 m時停止加水,加水質量與容器中水的深度關系如圖乙所示。求:
(1)判斷停止加水時,實心物體所處的狀態(tài)是 (選填“漂浮”“懸浮”或“沉底”);
(2)停止加水時,實心物體的浮力;
(3)實心物體的密度;
(4)h<0.06 m時,設容器對水平地面的壓強為p容,水對容器底的壓強p水。當p容=2p水時,求容器內加水的深度。
參考答案
1.【解析】已知:F1=3 N,F2=5 N,
木塊受到水的浮力大小等于物體下表面受到的壓力與上表面受到的壓力之差:
F?。紽2﹣F1=5 N﹣3 N=2 N。
【答案】A。
2.【解析】A.當重物全部離開液面時測力計的示數為F2,即重物的重力G=F2,則重物的質量 m=Gg=F2g,故A錯誤;
B.物體的體積V=mρ=F2gρ,故B錯誤;
C.由題知重物浸沒在液體中,則受到的浮力為:F浮=F2﹣F1,根據F?。溅岩篻V排=ρ液gV可知,液體的密度為:ρ液=F2?F1gV=(F2?F1)ρF2,故C正確;
D.緩慢向上勻速提升重物的過程中,排開液體的體積先不變再減小,根據F?。溅岩篻V排可知重物受到浮力的先不變再變小,故D錯誤。
【答案】C。
3.【解析】石塊所受到水的浮力:
F?。紾﹣F水′=5 N﹣2 N=3 N;
因為石塊完全浸沒,
所以石塊體積:
V=V排=F浮ρ水g=3N1.0×103kg/m3×10N/kg=3×10﹣4 m3,
石塊浸沒在另一種液體中所受的浮力:
F浮液=G﹣F拉液=5 N﹣1.4 N=3.6 N;
根據F浮=ρgV排知液體的密度為:
ρ液=F浮液gV排=3.6N10N/kg×3×10?4m3=1.2×103 kg/m3。
【答案】1.2×103。
4.【解析】(1)金屬塊的邊長為a=10 cm=0.1 m,
金屬塊排開水的重力為:
G排=F?。溅岩篻V排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(0.1 m)3=10 N,
由浮力產生的原因知金屬塊下表面受到的壓力:
F下=F浮+F上=10 N+20 N=30 N,
金屬塊下表面受到的壓強為:
p=F下S=30N(0.1m)2=3000 Pa,
由p=ρgh知金屬塊下表面距液面的深度為:
h=pρ水g=3000Pa1.0×103kg/m3×10N/kg=0.3 m。
【答案】10;0.3。
5.【解析】(1)因物體對水平面的壓力和自身的重力相等,
所以,車對地面的壓力:F=G= mg=1.2×103 kg×10 N/kg=1.2×104 N;
(2)車對地面的壓強:p=FS=1.2×104N4×2×10?2m2=1.5×105 Pa。
【答案】(1)車對地面的壓力為1.2×104 N;
(2)車對地面的壓強為1.5×105 Pa。
6.【解析】(1)水對船底的壓強:
p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.8 m=8×103 Pa;
(2)水對木塞的壓力:
F=pS=8×103 Pa×2×10﹣4 m2=1.6 N。
【答案】(1)水對船底的壓強為8×103 Pa;
(2)水對該木塞的壓力為1.6 N。
7.【解析】(1)機器人所受的重力為:G= mg=120 kg×10 N/kg=1200 N;
(2)空載時它對水平地面的壓強為1.5×105 Pa,且水平地面上它對地面的壓力等于它的重力為1200 N,根據p=FS可知,機器人空載時的車輪與地面的接觸面積為:
S=Fp=1200N1.5×105Pa=8×10﹣3 m2。
【答案】(1)機器人所受的重力為1200 N;
(2)機器人空載時的車輪與地面的接觸面積為8×10﹣3 m2。
8.【解析】(1)魚缸中水的深度為20 cm,水對魚缸底的壓強為:p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m=2×103 Pa;
根據壓強公式p=FS可知,水對魚缸底的壓力為:F=pS=2×103 Pa×0.01 m2=20 N;
(2)魚缸重為600 g,缸內裝有質量為4 kg的水和一條質量為60 g的魚,魚缸的總質量為:
m= m水+ m魚+ m缸=4 kg+60×10﹣3 kg+600×10﹣3 kg=4.66 kg;
魚缸對水平桌面的壓力為:F'=G= mg=4.66 kg×10 N/kg=46.6 N;
魚缸對水平桌面的壓強為:p'=F′S=46.6N100×10?4m2=4.66×103 Pa。
【答案】(1)水對魚缸底產生的壓力是20 N;
(2)魚缸對桌面的壓強是4.66×103 Pa。
9.【解析】(1)容器內水的深度:h′=20 cm+4 cm=24 cm=0.24 m,
水對杯子底部的壓強:p=ρ水gh′=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.24 m=2400 Pa;
(2)杯子底部對水平桌面的壓力:F=( m水+ m木)g=(200×10﹣3 kg+40×10﹣3 kg)×10 N/kg=2.4 N;
杯中水的體積:V=m水ρ水=200g1g/cm3=200 cm3,
杯的底面積:S=V?=200cm320cm=10 cm2;
杯子底部對水平桌面的壓強:p′=FS=2.4N10×10?4m2=2400 Pa。
【答案】(1)水對杯子底部的壓強為2400 Pa;
(2)杯子底部對水平桌面的壓力和壓強分別是2.4 N和2400 Pa。
10.【解析】(1)甲液體的體積為:V=mρ甲=1kg1.0×103kg/m3=10﹣3 m3,
由圖可知甲為柱形容器,所以容器的底面積為:
S=V?=10?3 m30.2 m=5×10﹣3 m2;
(2)由p=ρgh可得:ρ=pg?,
所以,ρ甲ρ乙=p甲p乙×?乙?甲=23×20cm20cm=23,
所以乙液體的密度為:ρ乙=32ρ甲=32×1.0×103 kg/m3=1.5×103 kg/m3;
(3)乙容器底部受到液體的壓強為:
p乙=ρ乙gh乙=1.5×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m=3×103 Pa。
【答案】(1)甲、乙兩容器的底面積為5×10﹣3 m2;
(2)乙液體的密度為1.5×103 kg/m3;
(3)乙容器底部受到液體的壓強為3×103 Pa。
11.【解析】(1)樣本的總質量: m=21.6 kg,
樣本的重力:G= mg=21.6 kg×10 N/kg=216 N;
(2)澆筑的混凝土對地面的壓強p=FS=GS=216N4×80×10?4m2=6750 Pa;
(3)混凝土的總體積V=4Sh=4×80×10﹣4 m2×0.25 m=0.008 m3,
則混凝土樣本的密度ρ=mV=×103 kg/m3>2.6×103 kg/m3,故混凝土樣本的密度高于標準的密度,故混凝土標準是合格。
【答案】(1)所取樣本的總重力是216 N;
(2)通過樣本分析,澆筑的混凝土對地面的壓強約是6750 Pa;
(3)混凝土標準合格。
12.【解析】(1)潛艇所受重力為:G= mg=5×106 kg×10 N/kg=5×107 N;
(2)因為潛艇懸浮在海水中,
所以潛艇所受浮力為:F?。紾=5×107 N;
(3)根據阿基米德原理可知,潛艇排開海水的重力為:
G排=F?。?×107 N。
【答案】(1)潛艇所受重力為5×107 N;
(2)潛艇所受浮力為5×107 N;
(3)潛艇排開海水的重力為5×107 N。
13.【解析】(1)如圖乙中,A對地面的壓力為:FA=GA= mAg=1.5 kg×10 N/kg=15 N,
A的底面積為:SA=FApA=15N5000Pa=3×10?3m2=30cm2;
(2)B的底面積為:
SB=800 cm2=0.08 m2,
如圖丙中,將A疊放在B上方,此時B對地面的壓力為:
FB=pBSB=750Pa×0.08m2=60N,
則B的重力為:
GB=FB﹣GA=60 N﹣15 N=45 N,
B的質量為:mB=GBg=45N10N/kg=4.5kg;
(3)剩余部分對地面的壓強為:
pB′=56pB=56×750Pa=625Pa,
剩余部分對地面的壓力為:
FB′=pB′SB=625Pa×0.08m2=50N,
A剩余部分的重力為:
GA′=FB′﹣GB=50 N﹣45 N=5 N,
A剩余部分的質量為:
mA′=GA′g=5N10N/kg=0.5kg,
A切去部分的質量為:
mA切= mA﹣ mA′=1.5 kg﹣0.5 kg=1 kg,
由于圓柱體A密度均勻,所以 m=ρV=ρSh,
由此可知?A切?A=mA切mA,
則A切去的厚度為:?A切=mA切mA×?A=1kg1.5kg×90 cm=60 cm。
【答案】(1)A的底面積30 cm2;
(2)B的質量為4.5 kg;
(3)切去的厚度h為60 cm。
14.【解析】(1)小球的重力:G= mg=2 kg×10 N/kg=20 N;
(2)由表中數據可知,小球浸入前,水對容器底的壓強p水1=2000 Pa,
由p=ρgh可知容器中水的深度:
h水=p水1ρ水g=2000Pa1×103kg/m3×10N/kg=0.2 m;
(3)小球浸入前和浸沒后容器對水平桌面的壓強差:
△p桌=p桌2﹣p桌1=3500 Pa﹣2500 Pa=1000 Pa,
由p=FS可得受力面積(容器底面積):
S=△F△p桌=G△p桌=2kg×10N/kg1000Pa=0.02 m2,
小球浸入前和浸沒后水對容器底的壓強差:
△p水=p水2﹣p水1=2400 Pa﹣2000 Pa=400 Pa,
由p=ρgh可知容器中水的深度變化:
△h水=△p水ρ水g=400Pa1×103kg/m3×10N/kg=0.04 m,
因為小球浸沒,所以小球的體積:
V=V排=S×△h水=0.02 m2×0.04 m=8×10﹣4 m3,
小球的密度:
ρ=mV=2kg8×10?4m3=2.5×103 kg/m3。
【答案】(1)小球的重力為20 N;
(2)小球放入前,容器中水的深度為0.2 m;
(3)小球的密度為2.5×103 kg/m3。
15.【解析】(1)容器中水的體積:V水=Sh=0.04 m2×0.3 m=0.012 m3,
由ρ=mV可得水的質量: m水=ρ水V水=1×103 kg/m3×0.012 m3=12 kg;
(2)距容器底部0.2 m處A點液體的壓強:
p=ρgh=1×103 kg/m3×10 N/kg×(0.3 m﹣0.2 m)=1000 Pa;
(3)設塑料球的體積為V,
塑料球完全浸沒在水中時受到的浮力:F浮=ρ水gV排=ρ水gV,
塑料球的重力為:G= m球g=ρ球Vg,
使塑料球完全浸沒在水中時,F+G=F浮,16 N+ρ球Vg=ρ水gV,
16 N+0.2×103 kg/m3×10 N/kg×V=1×103 kg/m3×10 N/kg×V,
解得塑料球的體積:V=0.002 m3,
塑料球的重力:G= m球g=ρ球Vg=0.2×103 kg/m3××0.002 m3×10 N/kg=4 N。
【答案】(1)容器中水的質量是12 kg;
(2)距容器底部0.2 m處A點水的壓強是1000 Pa;
(3)把塑料球放入該容器中,用了16 N的力恰好使其完全浸沒在水中,塑料球的重力是4 N。
16.【解析】(1)容器內水的深度:h=10 cm=0.1 m,
水對容器底面的壓強:p水=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1000 Pa;
(2)由ρ=mV可知,容器內水的體積:V水=m水ρ水=2kg1×103kg/m3=2×10﹣3 m3,
容器下部分橫截面積:S下=V水?=2×10?3m30.1m=0.02 m2=200 m2;
由上下兩部分的橫截面積之比為1:2,所以,容器上部分的橫截面積:S上=12S下=12×0.02 m2=0.01 m2=100 cm2;
(3)因柱形的薄壁容器重10 N,所以,圓柱形下部分裝滿水前,容器對地面的壓力大于水對容器底部的壓力,
設容器內水的深度為h′時,水對容器底面的壓力與容器對地面的壓力相等,容器上下兩部分的高度為h上=h下=20 cm=0.2 m,
此時容器內水的體積:V水′=S下h下+S上(h′﹣h下)=0.02 m2×0.2 m+0.01 m2×(h′﹣0.2 m)=0.002 m3+0.01 m2×h′,
容器內水的重力:G水′= m水′g=ρ水V水′g=1×103 kg/m3×(0.002 m3+0.01 m2×h′)×10 N/kg=20 N+100 N/m×h′,
容器對地面的壓力:F′=G容+G水′=10 N+20 N+100 N/m×h′=30 N+100 N/m×h′,
水對容器底面的壓力:F水=p水′S下=ρ水gh′S下=1×103 kg/m3×10 N/kg×h′×0.02 m2=200 N/m×h′,
由F′=F水可得,30 N+100 N/m×h′=200 N/m×h′,
解得:h′=0.3 m。
【答案】(1)水對容器底面的壓強為1000 Pa;
(2)容器下部分橫截面積為200 cm2;
(3)往容器內加水,當水的深度為0.3 m時,水對容器底面的壓力與容器對地面的壓力相等。
17.【解析】(1)金屬塊浸沒在水中時排開水的體積:
V排=S(h2﹣h1)=50 cm2×(16 cm﹣10 cm)=300 cm3=3×10﹣4 m3,
金屬塊浸沒在水中時受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3×10﹣4 m3=3 N;
(2)容器內水的體積:
V排=Sh1=50 cm2×10 cm=500 cm3,
由ρ=mV可得,容器內水的質量:
m水=ρ水V水=1.0 g/ cm3×500 cm3=500 g,
容器和水的總質量:
m總= m水+ m容=500 g+200 g=700 g=0.7 kg,
容器和水的總重力:
G總= m總g=0.7 kg×10 N/kg=7 N,
因物體受到的浮力和物體對液體的壓力是一對相互作用力,
所以,當金屬塊剛好浸沒時容器對桌面的壓力:F=G總+F壓=G總+F?。? N+3 N=10 N,
此時容器對桌面的壓強:p1=FS=10N50×10?4m2=2000 Pa,
因當金屬塊觸底細線松弛時,容器對桌面的壓強與觸底前相比增大了4740 Pa,
所以,金屬塊觸底細線松弛時容器對桌面的壓強:p2=p1+Δp=2000 Pa+4740 Pa=6740 Pa;
(3)金屬塊觸底細線松弛時容器對桌面的壓力:F2=p2S=6740 Pa×50×10﹣4 m2=33.7 N,
由F=G= mg可得,此時容器的總質量: m總′=F2g=33.7N10N/kg=3.37 kg,
則金屬塊的質量: m金= m總′﹣ m總=3.37 kg﹣0.7 kg=2.67 kg,
因物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等,
所以,金屬塊的密度:ρ金=m金V金=2.67kg3×10?4m3=8.9×103 kg/m3。
【答案】(1)金屬塊浸沒在水中時受到的浮力為3 N;
(2)金屬塊觸底細線松弛時,容器對桌面的壓強為6740 Pa;
(3)金屬塊的密度為8.9×103 kg/m3。
18.【解析】(1)因為鴨子漂浮在水面上,則鴨子受到的浮力為:
F?。紾鴨= m鴨g=0.05 kg×10 N/kg=0.5 N;
(2)根據F浮=ρ液gV排可知,鴨子排開水的體積為:
V排=F浮ρ液g=0.5N1.0×103kg×10N/kg=5×10﹣5 m3;
(3)鴨子漂浮時,水的深度不變,
所以水對缸底的壓強為:p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m=2000 Pa,
則水對缸底的壓力為:F=pS=2000 Pa×100×10﹣4 m2=20 N。
【答案】(1)鴨子受到的浮力為0.5 N;
(2)鴨子排開水的體積為5×10﹣5 m3;
(3)鴨子漂浮在玻璃缸中時,水對缸底的壓力為20 N。
19.【解析】(1)水對圓柱形容器底部的壓力等于水的重力,為F水=G水= m水g=6 kg×10 N/kg=60 N,
水對容器底部的壓強p=F水S容=60N3×10?2m2=2000 Pa;
(2)現將潛水艇模型完全浸入薄壁圓柱形容器的水中(水未溢出),水對容器底部壓強的增加量為1500 Pa,
水面上升的高度△h=△p水ρ水g=1500Pa1×103kg/m3×10N/kg=0.15 m,
潛水艇模型的體積等于潛水艇模型排開水的體積,為V艇=V排=S容△h=3×10﹣2 m2×0.15 m=4.5×10﹣3 m3,
潛水艇模型受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4.5×10﹣3 m3=45 N,
容器對水平地面壓強的增加量為2000 Pa,
根據p=FS可知放入潛水艇模型后容器對水平地面的壓力變化量△F容=△p容S容=2000 Pa×3×10﹣2 m2=60 N,
則G艇=△F容=60 N,
水中的潛水艇模型受到豎直向上的支持力和浮力,豎直向下的重力作用,且處于靜止狀態(tài),可得G艇=F支+F浮,
容器底部對潛水艇模型的支持力F支=G艇﹣F?。?0 N﹣45 N=15 N。
【答案】(1)水對容器底部的壓強為2000 Pa;
(2)潛水艇模型的體積和容器底部對潛水艇模型的支持力分別為4.5×10﹣3 m3、15 N。
20.【解析】(1)因為冰川漂浮,所以冰川熔化前受到的浮力等于重力,即F?。紾= m冰g;
(2)根據阿基米德原理F?。溅押排g知,冰川熔化前排開海水的體積:V排=F浮ρ海g=Gρ海g=m冰gρ海g=m冰ρ海;
(3)因為冰川熔化成水后質量不變,所以 m水= m冰,
若冰川中的冰全部熔化成水,水的體積:V水=m水ρ水=m冰ρ水;
(4)因ρ海>ρ水,所以由V排=m冰ρ海和V水=m冰ρ水可知,V排<V水,所以海中冰川熔化后,海平面會升高。
【答案】(1)冰川熔化前受到的浮力為 m冰g;
(2)冰川熔化前排開海水的體積為m冰ρ海;
(3)冰川完全熔化成水后水的體積為m冰ρ水;
(4)因ρ海>ρ水,所以由V排=m冰ρ海和V水=m冰ρ水可知,V排<V水,所以海中冰川熔化后,海平面會升高。
21.【解析】(1)當物塊沒有浸入水中時,彈簧測力計的示數即為物塊的重力,即G=F=5 N,
故此物塊的質量 m=Gg=5N10N/kg=0.5 kg;
(2)物塊完全浸沒時受到的浮力F?。紾﹣F示=5 N﹣3 N=2 N,
(3)根據F?。溅岩篻V排可得,物塊排開水的體積:
V排=F浮ρ水g=2N1×103kg/m3×10N/kg=2×10﹣4 m3,
物塊完全浸沒在水中,
故物塊的體積V=V排=2×10﹣4 m3,
則物塊的密度:ρ=mV=0.5kg2×10?4m3=2.5×103 kg/m3。
【答案】(1)此物塊的質量為0.5 kg;
(2)當物塊全部浸沒到水中時,彈簧測力計示數為3 N,此時物塊受到的浮力為2 N;
(3)該圓柱體物塊的密度是2.5×103 kg/m3。
22.【解析】(1)由乙圖可知,液體深度h=0時,彈簧的長度x=6 cm,彈簧壓縮的長度:△x=16 cm﹣6 cm=10 cm,此時F=G=48 N,
k=F△x=48N10cm=4.8 N/ cm;
(2)正方體的質量: m=Gg=48N10N/kg=4.8 kg,
當水深為26 cm時,彈簧長度為16 cm,正方體浸入水中的深度為:26 cm﹣16 cm=10 cm,正方體的邊長為20 cm,正方體體積為:V物=(20 cm)3=8000 cm3=8×10﹣3 m3;
正方體的密度:ρ=mV=4.8kg8×10?3m3=0.6×103 kg/m3;
(3)正方體有一半浸沒在液體中時,V排=12V物,彈簧恰好處于原長,此時F?。紾=48 N,由ρ液gV排=ρ物gV物,ρ液=2ρ物=2×0.6×103 kg/m3=1.2×103 kg/m3,
正方體上表面剛好與液面相平,正方體全部浸沒在水中,此時F′浮=ρ液gV物=1.2×103 kg/m3×10 N/kg×8×10﹣3 m3=96 N,對正方體受力分析得:F′?。紾+F′,F′=F′浮﹣G=96 N﹣48 N=48 N,彈簧伸長的長度為:△x′=F′k=48N4.8N/cm=10 cm,此時彈簧的長度為:16 cm+10 cm=26 cm,則液體的深度為:26 cm+20 cm=46 cm=0.46 m;
液體的壓強為:p=ρ液gh=1.2×103 kg/m3×10 N/kg×0.46 m=5520 Pa。
【答案】(1)k的值為4.8 N/ cm;
(2)正方體的密度為:0.6×103 kg/m3;
(3)液體的壓強為:5520 Pa。
23.【解析】(1)電池充一次電的能量為:W=1千瓦時=1kW?h=1000 W×3600 s=3.6×106 J;
如果滑翔機一直耗電,則運行時長為:t′=Wp=3.6×106J4W=9×105 s;
因為滑翔機實際只有9%的時間耗電,故實際運行時長為:t=t′9%=9×105s÷0.09=107s;
故滑翔機充一次電可以航行的路程為:s=vt=0.2 m/s×107s=2×106 m=2000 km;
(2)滑翔機懸浮在600米時,由圖乙可知,海水的密度為1.03×103 kg/m3;
滑翔機懸浮,受到的浮力等于其重力:F?。紾=515 N;
根據阿基米德原理可知,外油囊中有油時滑翔機排開的水的體積為:V排=F浮ρ海水g=515N1.030×103kg/m3×10N/kg=0.05 m3;
外油囊中油的體積為:V=V排﹣V'排=0.05 m3﹣0.0495 m3=0.0005 m3。
【答案】(1)滑翔機充電一次總共能航行的路程為2000千米;(2)外油囊中油的體積為0.0005 m3。
24.【解析】(1)注油前,圓柱體對支撐板C的壓強為:
p=FS?S0=GS?S0=12N2×10?2m2?8×10?3m2=1000 Pa;
(2)圓柱體剛好浮起離開支撐板C時浸入油中的體積為:
V排=S(h﹣h0)=2×10﹣2 m2×(0.175 m﹣0.1 m)=0.0015 m3;
(3)圓柱體剛好浮起離開支撐板C時的浮力等于重力,即F?。紾=12 N,
根據阿基米德原理F?。溅岩篻V排知,
油的密度為:
ρ油=F浮gV排=12N10N/kg×0.0015m3=800 kg/m3
當油面上升到壓力傳感器時,停止注油,此時撐桿的P點對圓柱體有20 N的豎直向下的壓力,此時圓柱體受到的浮力為:
F浮′=G+F壓=12 N+20 N=32 N,
根據阿基米德原理F浮=ρ液gV排知,
排開油的體積為:
V排′=F浮′gρ油=32N10N/kg×800kg/m3=0.004 m3,
因為圓柱體全浸,V=V排′=0.004 m3,
圓柱體的高度為:h′=VS=0.004m32×10?2m2=0.2 m。
【答案】(1)注油前,圓柱體對支撐板C的壓強為1000 Pa;
(2)圓柱體剛好浮起離開支撐板C時浸入油中的體積為0.0015 m3;
(3)圓柱體的高度為0.2 m。
25.【解析】(1)物塊B受到的浮力:F?。溅阉甮V排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×6×10﹣4 m3=6 N;
(2)物塊受豎直向上的浮力、豎直向下的重力和向下的拉力,
根據力的平衡條件可得,物塊所受的重力為:G=F浮﹣F拉=6 N﹣1 N=5 N;
(3)物塊浸入水中的深度為:h浸=V排S=6×10?4m30.1m×0.1m=0.06 m;
則水的深度為:h'=h浸+L線=0.06 m+0.06 m=0.12 m;
水對容器底部的壓強為:p=ρ水gh'=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m=1200 Pa。
【答案】(1)物塊B受到的浮力為6 N;
(2)物塊B受到的重力為5 N;
(3)水對容器底部的壓強為1200 Pa。
26.【解析】(1)由題意可知,甲中玻璃杯A處于漂浮狀態(tài),其受到的浮力和自身的重力相等,
所以,玻璃杯A受到的浮力:F浮=GA=5 N;
玻璃杯A漂浮,根據浮力產生的原因可知,水對玻璃杯A底部的壓力F=F?。? N,
則玻璃杯A底部受到水的壓強:p=FSA=5N0.02m2=250 Pa;
圖甲中繩子沒有伸直,細線對B沒有拉力,即細線對B的拉力為0 N;
(2)由圖乙可知當金屬塊B被提起時繩子的拉力F=2 N,
金屬塊B浸沒在水中排開水的體積:VB排=VB=4×10﹣5 m3,
則金屬塊B受到浮力:
FB?。溅阉甮VB排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4×10﹣5 m3=0.4 N;
因金屬塊B受到豎直向下的重力、豎直向上的浮力和拉力,且金屬塊受平衡力,
所以金屬塊B的重力:GB=FB浮+F=0.4 N+2 N=2.4 N,
由G= mg可知,金屬塊B的質量:
m=Gg=2.4N10N/kg=0.24 kg,
則金屬塊B的密度:
ρB=mBVB=0.24kg4×10?5m3=6×103 kg/m3。
【答案】(1)5;250;0;
(2)實心金屬塊B的密度為6×103 kg/m3。
27.【解析】(1)容器內原有水的深度為:h1=40 cm=0.4 m,
柱體M未下移時,水對容器底的壓強為:
p=ρgh1=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.4 m=4000 Pa;
(2)由圖可知,當h=0時,此時柱體M受到重力與細桿的拉力F作用,
則柱體M的重力為:G=F=10 N,
所以柱體M的質量為: m=Gg=10N10N/kg=1 kg;
(3)當柱體M下降h2=2 cm時,圖像斜率發(fā)生了變化,說明此時液恰好達到容器上部與下部接合處,此時液面上升的高度為:
h3=?2S物S下?S物=2cm×50cm2150cm2?50cm2=1 cm,
所以容器下部的高度h0=h1+h3=40 cm+1 cm=41 cm;
(4)當柱體M下降h4=20 cm時,即在h2的基礎上繼續(xù)下降h5=18 cm,此時液面繼續(xù)上升的高度為:
h6=?5S物S上?S物=18cm×50cm2250cm2?50cm2=4.5 cm,
此時柱體M浸入液體的總深度為:
h7=h3+h4+h6=1 cm+20 cm+4.5 cm=25.5 cm,
此時柱體M受到的浮力為:
F?。溅阉甮V排=ρ水gS物h7=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×50×10﹣4 m2×0.255 m=12.75 N,
此時柱體M受到豎直向下的重力和壓力,豎直向上的浮力,處于平衡狀態(tài),力傳感器的示數為:F=F浮﹣G=12.75 N﹣10 N=2.75 N。
【答案】(1)柱體M未下移時,水對容器底的壓強為4000 Pa;
(2)柱體M的質量為1 kg;
(3)容器下部的高度h0=41 cm;
(4)當柱體M下降高度為20 cm時,柱體M受到的浮力為12.75 N,力傳感器的示數為2.75 N。
28.【解析】(1)由圖2可知,圓柱體對容器底部的壓力始終不為零,表明物體的密度大于液體的密度,
當注入液體的質量為 m0時,圓柱體恰好浸沒,
此時薄壁圓柱形容器內液體的體積:V液=(S容﹣SA)h0=(3S0﹣S0)h0=2S0h0,
則液體的密度:ρ液=m液V液=m02S0?0;
(2)圓柱體浸沒時受到的浮力最大,此時圓柱體排開液體的體積:V排=S0h0,
則圓柱體受到的最大浮力:F浮=ρ液gV排=m02S0?0×g×S0h0=12 m0g;
(3)由圖2可知,容器內沒有液體時圓柱體對容器底部的壓力為F0,
因物體對水平面的壓力和自身的重力相等,
所以,圓柱體的重力:G=F0,
圓柱體浸沒時,受到的浮力最大,其對容器底的壓力最小,對容器底的壓強最小,
圓柱體對容器底的最小壓力:F=G﹣F?。紽0?12 m0g,
則圓柱體對容器底的最小壓強:p=FS容=F0?12m0g3S0=2F0?m0g6S0。
【答案】(1)液體的密度為m02S0?0;
(2)圓柱體受到的最大浮力為12 m0g;
(3)圓柱體對容器底的最小壓強為2F0?m0g6S0。
29.【解析】(1)物件完全離開水面后,由圖像可知此時的拉力為2200 N,根據二力平衡條件可得物件的重力G=F拉=2200 N,
由G= mg可得,物件的質量:
m=Gg=2200N10N/kg=220 kg,
(2)物件浸沒在水中時,由圖像可知此時的拉力為1100 N,
根據稱重法可得此時物件受到的浮力為:F?。紾﹣F拉′=2200 N﹣1100 N=1100 N,
物件上表面剛露出水面時,上表面受到壓力F向下=0 N,
此時物件下表面受到水的壓力為:F向上=F向下+F?。? N+1100 N=1100 N;
(3)當物體浸沒時物體的體積等于物體排開液體的體積,根據F?。溅阉甮V排可得,物件的體積為:
V=F浮ρ水g=1100N1.0×103kg/m3×10N/kg=0.11 m3;
則物件的密度為:
ρ物=mV=220kg0.11m3=2×103 kg/m3。
【答案】(1)物件的質量為220 kg;
(2)物件上表面剛露出水面時,其下表面受到水的壓力為1100 N;
(3)物件的密度為2×103 kg/m3。
30.【解析】(1)物塊的體積:V物=S2h2=100 cm2×20 cm=2000 cm3,
物塊的密度:ρ=mV=1600g2000cm3=0.8g/ cm3=0.8×103 kg/m3;
(2)容器內水的體積為:V水=S1h1=300 cm2×8 cm=2400 cm3,
放入物塊后容器內水的深度為:h3=V水S1?S2=2400cm3300cm2?100cm3=12 cm,
則此時物塊排開水的體積為:V排=S2h3=100 cm2×12 cm=1200 cm3=1.2×10﹣3 m3;
(3)物體漂浮在水面上,則有F?。紾物= m物g=1.6 kg×10 N/kg=16 N,
排開水的最小體積為:V排=F浮ρ水g=16N1.0×103kg/m3×10N/kg=1.6×10﹣3 m3=1600 cm3,
則容器內水的最低小深度為:h4=V排S2=1600cm3100cm2=16 cm,
則容器的最大底面積為:S大=V水+V排?4=2400cm3+1600cm316cm=250 cm2=0.025 m2。
【答案】(1)長方體物塊的密度是0.8×103 kg/m3;
(2)此時物體排開水的體積是1.2×10﹣3 m3;
(3)保持水的質量不變,若想要物體漂浮在水面上,則容器的底面積不能超過0.025 m2。
31.【解析】(1)由圖乙知,當水的深度為0.06 m以后,又加水到0.1 m的深度變化量為:Δh=h2﹣h1=0.1 m﹣0.06 m=0.04 m,
則加入的水的質量變化量為:Δ m= m2﹣ m1=2.9 kg﹣0.9 kg=2 kg;
根據ρ=mV得所加水的體積為:
ΔV=Δmρ水=2kg1.0×103kg/m3=2×10﹣3 m3,
則此時所加水的橫截面積為:
S水=ΔVΔ?=2×10?3m30.04m=0.05 m2,
由于薄壁柱形容器的底面積S容=0.05 m2,則S水=S容,
即:當水的深度為0.06 m以后,所加水的橫截面積S水與薄壁柱形容器的底面積S容相等,說明實心物體處于漂浮狀態(tài),故當容器中水的深度為0.1 m時,實心物體處于漂浮狀態(tài);
(2)停止加水時,實心物體受到的浮力:
F浮=G物= m物g=2.1 kg×10 N/kg=21 N;
(3)當h1=0.06 m時實心物體剛剛開始漂浮,此時物體浸入水的深度為0.06 m,
則:V水1=(S容﹣S物)h1,
根據ρ=mV得水的質量為: m1=ρ水V水1=ρ水(S容﹣S物)h1,
所以物塊的底面積為:
S物=S容?m1ρ水?1=0.05 m2?0.9kg1.0×103kg/m3×0.06m=0.035 m2,
則實心物體的體積為:V物=S物h物=0.035 m2×0.1 m=3.5×10﹣3 m3,
所以,實心物體的密度:
ρ物=m物V物=2.1kg3.5×10?3m3=0.6×103 kg/m3;
(4)當水的深度小于0.06 m時,假如容器內加水的深度為h′時p容=2p水,
則:容器對水平地面的壓強:
p容=G容+G物+G水′S容=m容g+m物g+ρ水(S容?S物)?′gS容,
水對容器底的壓強:p水=ρ水gh′,
即:m容g+m物g+ρ水(S容?S物)?′gS容=2ρ水gh′,
所以,h′=m容+m物ρ水(S容+S物)=0.45kg+2.1kg1.0×103kg/m3×(0.05m2+0.035m2)=0.03 m;
若水的深度超過0.06 m時(即物塊漂浮后),也能滿足p容=2p水,
因物塊漂浮,且容器為柱形容器,所以,此時水對容器底的壓力等于水和物體的總重力,
則根據題意可得:G容+G物+G水′S容=2×G物+G水′S容,
化簡可得:G容=G物+G水′,而由已知條件可知G容<G物,所以,水的深度超過0.06 m時,不能滿足p容=2p水;
綜上可知,若使p容=2p水時,容器內加水的深度為0.03 m。
【答案】(1)漂??;
(2)停止加水時,實心物體的浮力為21 N;
(3)實心物體的密度為0.6×103 kg/m3;
(4)當p容=2p水時,求容器內加水的深度為0.03 m。
浸入前
浸沒后
p水/ Pa
2000
2400
p桌/ Pa
2500
3500
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