有几个物体,就写出几个重力,哪个物体浸在液体中,就写出哪个物体受 答案 甲、乙铁块质量比为
69. 的浮力.
已知:?铁=7.9×103
kg/m3
求:
m甲m
乙 解 甲在木块上静止:F浮木=G木+G甲 乙在木块下静止:F浮木+F浮乙=G水+G乙 不要急于将公式展开而是尽可能简化 ②-① F浮乙=G乙-G甲
?水g V乙=?铁g V乙-?铁g V甲
先求出甲和乙体积比
?铁V甲=(?甲—?乙)V乙
V甲?铁??水(7.9?1)?103kg/V=m369乙?=33=铁7.9?10kg/m79 质量比:m甲?m=铁V甲=V甲=69乙?V
铁乙V乙79① ② 79例16 (北京市中考试题)如图1—5—8所示的木块浸没在水中,细线对木块的拉力是2N.剪断细线,待木块静止后,将木块露出水面的部分切去,再在剩余的木块上加1N向下的压力时,木块有20cm3
的体积露出水面.求木块的密度.(g取10N/kg)
图1—5—8
精析 分别对木块所处的几种状态作出受力分析. 如图1—5—9(a)(b)(c).
(a) (b) (c)
图1—5—9
图(a)中,木块受拉力F1,重力和浮力.
图(b)中,细线剪断,木块处于漂浮状态,设排开水的体积为V排.图(c)中,将露出水面的部分切去后,木块仍漂浮,这时再 施加F2=1 N的压力,仍有部分体积露出水面. 已知:F1=2N,F3—
2=1N,V′=20cm—2×105m3
求:?水
解 根据三个图,木块均静止,分别列出受力平衡过程
??F浮1?G?F1①?F浮2?G② ??F浮3?G2?F2③
将公式中各量展开,其中V排指图(b)中排开水的体积.
??水gV??木gV?F1 ???水gV排??木gV
???木g(V排?V?)??木gV排?F2(V?指图(c)中露出的体)积 代入数值事理,过程中用国际单位(略)
?2水V—?木V=10
?水V排—?木V
(?水V排—?木V排)=
110+?—5水×2×10 约去V33
排和V,求得:?水=0.6×10kg/m 答案 木块密度为0.6×103
kg/m3
.
例17 如图1—5—10(a)所示的圆柱形容器,底面积为200cm2
,里面装有高20cm的水,将一个体积为500cm3
的实心铝球放入水中后,球沉底(容器中水未溢出).
(a) (b)
图1—5—10
求:(1)图(b)中水对容器底的压强容器底增加的压力.
(2)图(b)中容器对水平桌面的压强和压力.(不计容器重,?铝=2.7×103kg/m3
,g取10N/kg)
精析 铝球放入后,容器中水面增加,从而造成容器底=500cm3
=5×10—4
m3,?铝=2.7×10—
4m3
.
求:(1)图(b)中水对容器底p,增加的压力△F, (2)图(b)中水对容器底p′,增加的压力△F′, 解 放入铝球后,液体增加的深度为△h. 3 △h=
VS=500cm200cm2=2.5cm=0.025m
(1)水对容器底的压强 p=p水g(h+△h)
=1.0×103kg/m3
×10N/kg×(0.2+0.025)m
=2250Pa
水对容器底增加的压力
△F=△pS=?水g△h·S=?水gV =1.0×103
kg/m3
×10N/kg×5×10—4
m3
=5N
△F≠G铝球
(2)图(b)中,容器对水平桌面的压力 F′=G水+G球
=(?水V水+?蚀V)g =(?水Sh+?铝V)g
=(1.0×103
kg/m3
×0.02m2
×0.2m+2.7×103
kg/m3
×5×10
—
4
m3
)×10N/kg
=53.5N p′=
已知:S=400cm=0.04m,A边长a=10cm=0.1m,?B=6×10kg/m,mB=0.6kg 3
2
22
F?53.5N==2675Pa 2S0.02m 答案 图(b)中,水对容器底的压强为2250Pa,水对容器底增加的 压力为5N;容器对水平桌面压力为53.5N,压强为2675Pa.
例18 (河北省中考试题)底面积为400cm2
的圆柱形容器内装有适 量的水,将其竖直放在水平桌面上,把边长为10cm的正方体木块A放入 水后,再在木块A的上方放一物体B,物体B恰好没入水中,如图1—5 —11(a)所示.已知物体B的密度为6×103
kg/m3.质量为0.6kg.(取g =10N/kg)
(a) (b)
图1—5—11
求:(1)木块A的密度.
(2)若将B放入水中,如图(b)所示,求水对容器底部压强的变化.
求:(1)pA;(2)△p. 解 (1)VmB=
B?=
0.6kgB6?103kg/m3=0.1×10-3m3 图(a)A、B共同悬浮:F浮A+F浮B=GA+GB 公式展开:?水g(VA+VB)=?水gVA+mBg 其中V3
A=(0.1m)=1×10-3
m3
?A=
?水VA??水VB?mBV
A代入数据:
1?103kg/m3?10?3m3?103kg/m3?0.1?10?3m3?A=?0.6kg10?3m3
?A=0.5×103kg/m3
(2)B放入水中后,A漂浮,有一部分体积露出水面,造成液面下降. A漂浮:F浮A=GA
?水gVA排=?AgVA
?AVA0.5?10kg/m?10m= ?1?103kg/m3 求(1)金属球的密度;(2)圆柱形容器内液体的质量.
53?33 精析 当题目给出的各量用字母表示时,如果各量没用单位,则结果也不必加单位.过程分析方法仍从受力分析入手. VA排=
水 =0.5×10-3
m3
液面下降△h=△VVA?VA排S=S
=1?10?3m3?0.5?10?3m30.04m2=0.0125m 液面下降△p=?水
g△h=1.0×103kg/m3
×10N/kg×0.0125m=
125Pa.
答案 A物体密度为0.5×103
kg/m3
.液体对容器底压强减少了125Pa.
例19 (北京市中考试题)在水平桌面上竖直放置一个底面积为S的圆柱形容器,内装密度为?1的液体.将挂在弹簧测力计下体积为V的金属浸没在该液体中(液体未溢出).物体静止时,弹簧测力计示数为F;撤去弹簧测力计,球下沉并静止于容器底部,此时液体对容器底的压力为容器底对金属球的支持力的n倍.
解 (1)金属球浸没在液体中静止时 F浮+F=G
?1gV+F=?gV(?为金属密度)
?=?1+
FgV 2)解法1 如图1—5—12,球沉底后受力方程如下:
图1—5—12
F浮+F=G(N为支持力) N=G-F浮=F
液体对容器底的压力F′=nF
F′=m液g+?1gV
(