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专题10浮力
1、(2021·安徽)小华按图示的步骤进行探究浮力的实验;
A.在弹簧测力计下悬桂个金属球,如图甲所示,弹簧测力计的示数为2.6N;
B.将金属球浸没在水中,弹簧测力计的示数如图乙所示;
C.将金属球从水中取出并擦干水分,再将它浸没在另一种液体中,弹簧测力计的示数如图丙所示。
由实验可知,金属球浸没在水中时受到的浮力大小为______N,图丙中液体的密度______(选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度。
【答案】(1).1.0(2).小于
【解析】
[1]甲图中弹簧测力计的示数等于金属球的重力。由图乙可知,弹簧测力计分度值为0.2N,则金属球浸没在水中时弹簧测力计的示数为1.6N。故金属球浸没在水中时受到的浮力大小为
F浮=G-F示=2.6N-1.6N=1.0N
[2]由图丙可知,弹簧测力计的示数为1.8N,则金属球浸没在液体中时受到的浮力大小为
=G-=2.6N-1.8N=0.8N
与浸没在水中相比,金属球排开液体的体积相同,在液体中受到的浮力小于在水中受到的浮力,根据F浮=ρ液gV排可知,图丙中液体的密度小于水的密度。
2、(2022·安徽·7分)小华采用如下方法测量一物块(不溶于水)的密度:弹簧测力计悬挂物块静止时的示数为F1=3.0N(如图甲所示);将物块浸没在水中,静止时弹墴测力计的示数为F2=2.0N(如图乙所示)。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,求:
(1)物块的质量m;
(2)物块的体积V;
(3)物块的密度ρ。
【答案】(1)0.3kg;(2)1.0×10-4m3;(3)3×103kg/m3
【解析】
解:(1)由图甲可知,物体的重力
G=F1=3.0N
所以物体的质量为
(2)根据称重法可得物体浸没水中受到的浮力为
F浮=F1-F2=3.0N-2.0N=1.0N
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,可以得出
物体浸没时
V=V排=1.0×10-4m3
(3)物块的密度为
答:(1)物块的质量为0.3kg;
(2)物块体积为1.0×10-4m3;
(3)物块的密度3×103kg/m3。
3.(2020安徽)某同学想测量一种液体的密度。他将适量的待测液体加人到圆柱形平底玻璃容器里,然后一起缓慢放人盛有水的水槽中。当容器下表面所处的深度h1=?10cm时,容器处于直立漂浮状态,如图a所示。(已知容器的底面积S=25cm2?,ρ水=1.0×103kg/m2,g取10N/kg)
(1)求水对容器下表面的压强;
(2)求容器受到的浮力;
(3)从容器中取出100cm3的液体后,当容器下表面所处的深度h2=6.8cm时,容器又处于直立漂浮状态,如图b所示。求液体的密度。
【答案】(1)1000Pa;(2)2.5N;(3)0.8×103kg/m3
【解析】
【详解】(1)水对容器下表面的压强
p1=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
(2)容器受到的浮力
F浮=p1S=1000Pa×25×10-4m2=2.5N
(3)图a中容器漂浮,所以容器和容器中液体总重力等于此时所受的浮力,即
G液+G容=F浮
此为①式,
图b中,水对容器下表面的压强
p2=ρ水gh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.068m=680Pa
此时,容器受到的浮力
F浮'=p2S=680Pa×25×10-4m2=1.7N
容器和容器中液体总重力也等于此时所受的浮力,即
G液'+G容=F浮'
此为②式,
由①②两式得,取出液体的重力
?G液=F浮-F浮'=2.5N-1.7N=0.8N
取出液体的质量
液体密度
答:(1)水对容器下表面的压强为1000Pa;
(2)求容器受到的浮力为2.5N;
(3)液体的密度为0.8×103kg/m3。
4.(2019安徽)将底面积S=3×10-3m2高h=0.1m的铝制圆柱体,轻轻地放人水槽中,使它静止于水槽底部,如图所示(圆柱体的底部与水槽的底部不密合),此时槽中水深=0.05m(已知ρ铝=2.7×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3.g取l0N/kg).求
(1)水对圆柱体底部压强P1
(2)圆柱体受到的浮力F浮;
(3)圆柱体对水槽底部的压强P2.
【答案】(1)5×102Pa(2)1.5N(3)2.2×103Pa
【解析】
【详解】(1)水的深度h1=0.05m,则水对圆柱体底部的压强:=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa;
(2)由图可知,圆柱体浸在水中的体积:=3×10-3m2×0.05m=1.5×10-4m3,根据阿基米德原理可得,圆柱体所受的浮力:=1.0×103kg/m3×1.5×10-4m3×10N/kg=1.5N;
(3)圆
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