新人教版(2013春)物理第10章第3节:物体的浮沉条件及其应用 -(8)

2019-04-10 09:19

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⑶石块的密度;

⑷石块所受到的浮力。

⑴G=mg=0.056kg×10N/kg=0.56N

333

⑵V石=V总-V水=60cm-40cm=20cm ⑶ρ

石=

m石V石=

56g3

=2.8g/cm 320cm3

3

-63

⑷F浮=ρ水V排g=1.0×10kg/m×20×10m×10N/kg=0.2N

2.(12泰州)小明同学对一个金属块进行了两次测量:第一次如图(甲)所示,用细线系住

金属块挂在弹簧测力计上,弹簧测力计的读数为2.7N;第二次如图(乙)所示,让金属块浸没在盛水的杯子中,这时弹簧测力计的读数为1.7N.(g取10N/kg) (1)求金属块在水中受到的浮力; (2)求金属块的体积;

(3)通过进一步计算,结合下表所列的“某些金属的密度”,说明金属块是何种金属.

金 属 度(×10kg/m)

(1)F浮?G?F?2.7N?1.7N?1N (2)∵

33金 19.3 铜 8.9 铁 7.9 铝 2.7 F浮??水gV排

∴V物?V排?F浮1N?43 ??10m33?水g1.0?10kg/m?10N/kg

(3)?物?G2.7N??2.7?103kg/m3 是铝 ?43gV物10N/kg?10m3.(12常州)福岛第一核电站核泄漏事故给日本环境带来了灾难,清除铯污染已是迫在眉睫.

(1)对于池塘水中的铯,可投入吸水性很强的沸石加以吸附.为测量一沸石块的密度,技术人员展开实验探究,如图(甲)所示:①用调节好的天平测量沸石块的质量;②用量筒测量适量细砂的体积;③用量筒测量沸石块和这些细砂的总体积.问:沸石块的密度是多少?

(2)对于土壤中的铯,可用一定浓度的酸液清洗并去除.为测量酸液的密度,技术人员展开实验探究,如图(乙)所示:①取一装有铁砂的密闭玻璃瓶,用细玻璃丝悬挂在校零后的弹簧测力计下方,测得其重量;②将玻璃瓶完全浸没于水中,测得拉力大小;③将玻璃瓶完全浸没于酸液中,测得拉力大小.问:酸液的密度是多少?(g取10N/kg)

N N N mL mL 0 0 0 0 0 0

50 50

1 1 1 1 1 1 36

40 40 2 2 2 2 2 2 20g 10g

30 30 3 3 3 3 3 3 5g

20 20 4 4 4 4 4 4

5 5 5 5 5 5 10 10

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(1)m石=39.6g

33

V石=(42-20)cm=22cm

ρ石=

m石39.63333

=g/cm=1.8g/cm=1.8×10kg/m

22V石

(2)G=4N

F浮水=G-F拉水=(4-2)N=2 N

V排水=

F浮水23-43

=m=2×10m 3?水g1.0?10?10

-43

∵浸没 ∴V排酸=V瓶=V排水=2×10m F浮酸=G-F拉酸=(4-1.6)N=2.4N

ρ酸=

F浮酸2.4333

=kg/m=1.2×10kg/m -4gV排酸10?2?104.(12岳阳)边长为5cm,质量为0.25kg的立方体橡皮泥块放在水平桌面上,如图所示。求:

(1)橡皮泥块所受重力大小;

(2)橡皮泥块对水平桌面的压强大小;

(3)把这块橡皮泥捏成一只小船,漂浮于水面时,小船受到的浮力大小。(g取10N/kg)

(1)G=mg=0.25kg×10N/kg=2.5N

2-32

(2)S=5cm×5cm=25cm=2.5×10m

F=G=2.5N

p?F2.5N??103Pa ?32S2.5?10m(3)漂浮时:F浮=G物=2.5N

5.(12铜仁)一潜水艇潜入水下150m深处时,求:

2

(1)处于水下150m深度处一个面积为2.4m的舱盖上所受海水的压强和压力各是多大?

7

(2)如果这个潜水艇受到的浮力是7×10N,求潜水艇的体积是多少?(为计算方便,取

33

海水密度为1.0×10kg/m、g=10N/kg)

336

(1)p=ρgh=1.0×10kg/m×10N/kg×150m=1.5×10Pa

37

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F=pS=1.5×10Pa×2.4m=3.6×10N

6

2

6

F浮7?107N(2)V==?7?103m333?水g1.0?10kg/m?10N/kg

6.(12白银)12年4月,中俄两国海军参加“海上联合——12”军事演习,此次我国有2艘新

型常规潜艇参加军演,都是由我国自行研制的第二代常规动力潜艇。其中某潜水艇的总体积为1.5×103m3,演习中当它位于海面以下100m深处时,(海水的密度为1.03×103kg/m3,取g=10N/kg)。求:

(1)此潜艇收到的浮力大小是多少? (2)此潜艇受到海水的压强多大?

(3)在潜艇正前方500m处有一“敌舰”正以20km/h的速度逃窜,潜艇要在5分钟之内追上敌舰,速度至少多大?

33337

(1)F浮=ρ液V排g=1.03×10kg/m×1.5×10m×10N/kg=1.545×10N

336

(2)p=ρgh=1.03×10kg/m×10N/kg×100m=1.03×10Pa

(3)d=500m=0.5km t=5min=

s舰=v舰t=20km/h× s潜=v潜t=v潜×

1h 121h 121h 12 可得:v潜=26km/h

3

7.(12自贡)如图所示,将体积为0.001m的正方体木块,放入盛有水的水槽内。待木块静止

33

时,其下表面距水面0.06m,已知ρ水=1.0×10kg/m,g取10N/kg,求:(1)木块下表面受到水的压强大小;(2)木块受到的浮力大小;(3)木块的密度大小。

33

(1)p=ρ水gh=1.0×10kg/m×10N/kg×0.06m=600Pa (2)设正方体木块的边长为l,则

s潜=s舰+d

l?3V?30.001m?0.1m

gl2h=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12×0.06m3=6N (3)因漂浮有:m木g=F浮 F浮=ρ

m木F浮6N则?木????0.6?103kg/m3 3VgV10N/kg?0.001m8.(12凉山)12年5月15日,中国首航航母平台已顺利完成第六次海试任务回归军港。该舰

长302m,宽70.5m,排水量为67500t。求:

(1)满载时,航母受到的浮力多大?(g=10N/kg)。

-3

(2)某次训练时,通过舰载雷达搜索目标,雷达发出电磁波后,经2×10s收到回波,则目标距航母的距离是多少km?

38

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(1)6.75×10N (2)300km

2

9.(12呼和浩特)15.圆柱形容器底面积为500cm,高为40cm,盛满水后放在水平放置的接

水盘中;现将一质量为7.9kg的实心正方体金属块轻轻地放入圆柱形容器中,静止时如图

3

所示,此时测得溢出的水的体积为ldm。求: (1)金属块受到的水的浮力; (2)金属块对容器底的压强。

3-3

(1)F浮=?水gV排=1.0×10×10×1×10=10(N) (2)G=m·g=7.9×10=79(N) F=G﹣F浮=79N﹣10N=69N

V=a3 ldm3= a3 a=1dm=0.1m

8

p?F69N??6900Pa S0.1?0.1m210.(12衡阳)“六一”儿童节,小明一家去公园游玩,乘坐了一种新型电动船,该船整体质

量为100kg,船上人的总质量为180kg

(1)求该船和人受到的总重力(g取10N/kg) (2)求船载上人后,排开水的体积

(3)若船以2m/s的速度在水中匀速行驶时,受到水的阻力为800N,求5min内船克服阻力做的功是多少J? 无线电转播器 (1)G=mg=280kg×10N/kg=2800N

(2)V排=

m??280kg3

=0.28m3310kg/m5

浮筒 (3)W=fs=fvt=800N×2m/s×300s=4.8×10J

海水 11.(12温州)海洋与人类密切相关,如何更好地利用和保

护海洋成为科学家研究的课题。

(1)许多深海海底附近存在热液区,由于受地球内部高温岩浆的加热作用,这些区域的海水温度可高达90℃。这种改变海水内能的方法是 。

(2)科学家常用带有无线电转播器的浮筒对海洋进行观测(如图)。这种浮筒漂浮在海水

3

中时,排开海水的体积为0.1m,则它受到海水的浮力是多少?(写出计算过程。海水的密

33

度取1.03×10kg/m,g取10N/kg) (1)热传递

(2)F浮=ρ海水g V排=1. 03×10kg/m×10N/kg× 0.1m =1. 03×10N 答:浮筒受到海水的浮力是1. 03×10N 12.(12恩施州)在水井清淤工程中,工人用如图所示的装置来起吊井

3

底的一块石头。如果石头的重力是500N,体积是0.02m。

(1)此装置_______(选填“能”或“不能”)省力,其带来的好

39

3

3333学而思网校 www.xueersi.com

处是______________。

(2)请通过计算说明,当石头浸没于水中时和完全离开水面后,要把石头匀速吊起,工人分别需用多大的力。注:不计水的阻力、绳的重力和绳与滑轮的摩擦等。 (1)不能 改变力的方向

(2)石头浸没于水中时受到的浮力:

F浮=G排=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N

石头在水中时受重力、浮力和拉力:F拉=G- F浮=500N-200N=300N 石头完全离开水面后受重力和拉力:F′拉=G=500N 13.(12孝感)学完“浮力”知识后,小芳同学

进行了相关的实践活动。(ρ水

33

=1.0×10kg/m,g取10N/kg)

3

(1)她选取一质量为750g、体积为1250cm长方体木块,让它漂浮在水面上,如图甲所示,求木块受到的浮力。

(2)取来规格相同由合金材料制成的螺母若

甲 乙 干,每只螺母质量为50g,将螺母逐个放置在

漂浮的木块上。问:放多少只螺母时,木块刚好浸没在水中?

(3)她又用弹簧测力计、一只螺母做了如图乙所示的实验,弹簧测力计静止时的示数为0.4N,求合金材料的密度。

(1)∵木块漂浮,由F浮=G得,

-3

木块受到的浮力:F浮=G木=m木g=750×10kg×10N/kg=7.5N; (2)木块完全浸没。由阿基米德原理得, 此时木块受到的浮力:

F浮′=G排=ρ水gV排=ρ水gV木=1.0×103kg/m3×10N/kg×1250×10-6m3=12.5N, 螺母的重力为:G螺母总=F浮′﹣G木=12.5N﹣7.5N=5N,

螺母的个数为:n?G螺母总5N??10只; G螺母50?10?3kg?10Nkg(3)螺母完全浸没在水中,由F浮=G﹣F′得,

螺母受到的浮力:F浮螺母=G螺母﹣F′=0.5N﹣0.4N=0.1N, 螺母的体积:V螺母?F浮螺母0.1N?53??10m, 33?水g1.0?10kgm?10Nkgm合金50?10?3kgm??5?103kgm3。 由??得,合金材料的密度:?合金??53V10mV14.(12昆明)PP-R管又叫三型聚丙烯管,具有重量轻、耐腐蚀、不结垢、使用寿命长(可达

40


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