4、向下的壓力,向上、向下的壓力差即浮力。
六、漂浮問題“五規(guī)律”
1物體漂浮在液體中,所受的浮力等于它受的重力;
2同一物體在不同液體里漂浮,所受浮力相同;
3同一物體在不同液體里漂浮,在密度大的液體里浸入的體積??;
4漂浮物體浸入液體的體積是它總體積的幾分之幾,物體密度就是液體密度的幾分之幾;
5將漂浮物體全部浸入液體里,需加的豎直向下的外力等于液體對物體增大的浮力。
七、浮力的計算方法:
①兩次稱重法:F浮=G-F(用彈簧測力計測浮力)
②壓力差法:F浮=F向上-F向下(用浮力產(chǎn)生的原因求浮力)
③漂浮、懸浮時:F浮=G(二力平衡求浮力)
④阿基米德原理:F浮=G排或F
5、浮=ρ液gV排(知道物體排開液體的質(zhì)量或體積時常用)
鞏固練習(xí)
1.如圖所示,放在水平桌面上的薄壁圓柱形容器重4N,底面積100cm2,彈簧測力計的掛鉤上掛著重為10N的物塊,現(xiàn)將物塊浸沒水中,容器內(nèi)水面由16cm上升到20cm.求:
(1)物塊未放入水中時,容器底受到的水的壓強(qiáng);
(2)物塊的密度;(3)物塊受到的浮力.(g取10N/kg)
2.興趣小組同學(xué)對物體的浮沉條件進(jìn)行研究,在一個圓柱形玻璃容器底部,放一個邊長為10cm的正方體物塊,然后逐漸向容器中倒水(始終未溢出)。通過測量容器中水的深度h,分別計算出該物塊所受到的浮力F,并繪制了如圖所示的圖像。請你解答下列問題(g
6、取10N/kg)。
(1)分析圖像可知,水的深度由0逐漸增加到8cm的過程中,物塊受到的浮力越來越???,繼續(xù)往容器中倒水,隨著水的深度增加,水對容器底部的壓強(qiáng)????。當(dāng)水深增至8cm后,物塊處于?????(選填“漂浮”、“懸浮”或“下沉”)狀態(tài)。(2)物塊的密度是多少?
3.如圖甲所示,石料在鋼繩拉力的作用下從水面上方以恒定的速度下降,直至全部浸沒水中,如圖乙所示是鋼繩拉力隨時間t變化的圖象,若不計水的阻力(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3),求:
(1)石料全部浸沒水中時受到的浮力是多少?
(2)石料的體積是多少?(3)石料的密度是多少?
4.如圖所
7、示,放在水平桌面上的塑料杯子的質(zhì)量不計,向杯中倒入200g的水;再輕輕放入質(zhì)量為40g的木塊,木塊靜止后漂浮,這時水深20cm(g=10N/kg).求此時:
(1)水對杯子底部的壓強(qiáng)為多少?
(2)木塊受到的浮力是多少?
(3)杯子底部對水平桌面的壓力是多少?
5.日照是個美麗的海濱城市,這里有“藍(lán)天、碧海、金沙灘”;每年夏天有很多的中外游客慕名前來觀光游玩,供游客在海上游玩的一種旅游觀光艇。其自身質(zhì)量900kg,在海上航行的最大速度36km/h,最多可載的游客數(shù)量20人,如果海水的密度取1.0×103kg/m3,g=10N/kg,求
(1)觀光艇以最大航速行駛2小時的路程是多少
8、米?
(2)該觀光艇在水面下50cm深處有一個面積為20cm2的小零件,求小零件受到的海水的壓力是多少?
(3)假設(shè)每位乘客的平均質(zhì)量為60kg,觀光艇滿載乘客時,此時浸入水中的體積多大?
6.如圖所示,將體積為0.001m3的密度均勻正方體木塊,放入盛有水的燒杯中。待木塊靜止時,其下表面距水面O.06m,求:
(1)木塊受到的浮力大??;(2)試著推導(dǎo)ρ木=3/5ρ水。
7.在水平桌面上放置一空玻璃杯,它的底面積為0.01 m2,它對桌面的壓強(qiáng)為200Pa.(g取10 N/kg,杯壁的厚度可忽略)
(1)求玻璃杯的質(zhì)量.(2)在玻璃杯中裝入1 kg水后,水對杯底的壓強(qiáng)為90
9、0 Pa,求水的深度.
(3)玻璃杯的大致形狀是圖中a、b、c中的哪一種?
8.用一彈簧測力計掛著一實(shí)心圓柱體,圓柱體的底面剛好與水面接觸(未浸入水)如圖甲,然后將其逐漸浸入水中,如圖乙是彈簧測力計示數(shù)隨圓柱體逐漸浸入水中的深度變化情況,g取10N/kg,求
(1)圓柱體受到的最大浮力;
(2)圓柱體剛浸沒時下表面受到的液體壓強(qiáng);
(3)圓柱體的密度.
9.如圖甲所示,水平桌面上放置底面積為100cm2、質(zhì)量為500g的圓筒,筒內(nèi)裝有20 cm深的某液體。彈簧測力計下懸掛底面積60 cm2、高為10 cm的圓柱體,從液面逐漸浸入直至完全浸沒,彈簧測力計示數(shù)F隨圓柱體浸入液體的深
10、度h的變化關(guān)系如圖乙所示(可以忽略圓筒的厚度,過程中液體始終沒有從筒中溢出),g取10 N/kg,求:(1)圓柱體完全浸沒時受到液體的浮力是多少?
(2)筒內(nèi)液體密度是多少?(3)當(dāng)圓柱體完全浸沒時,圓筒對桌面的壓強(qiáng)是多少?
10.如圖(a)所示,一個質(zhì)量為1kg、底面積為3×10-2m2的薄壁圓柱形容器放在水平地面上,且容器內(nèi)盛有4×10-3m3的水。
(1)求水面下0.1m深處水的壓強(qiáng)p水。
(2)若將另一個底面積為2×10-2m2、高度為0.3m的實(shí)心金屬圓柱體A,緩慢豎直地浸入水中,如圖(b)所示,求容器對水平地面的壓強(qiáng)增大一倍時,圓柱體A底部所處深度h。
11.小雯
11、每天騎自行車上學(xué),她所騎自行車的有關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示.
(1)根據(jù)圖表中數(shù)據(jù)計算:除自行車自重外,它還能承載物重多少N?
(2)若該自行車一只輪胎最大容積約2.2×10﹣3m3,某次充氣后,胎內(nèi)氣體的密度約1.42kg/m3.則一只輪胎內(nèi)氣體的質(zhì)量是多少kg?
(3)在炎熱的夏天,不要給自行車輪胎充氣太足,請用物理知識簡要說明原因.
自行車凈重
200N
行駛時輪胎和地面接觸面積
2×10﹣2m2
以5m/s速度勻速行駛時受到阻力
30N
車輪直徑
0.61m
輪胎承受最大壓強(qiáng)
1.2×105Pa
12.如圖所示,彈簧測力計下面掛一實(shí)心圓柱體,將圓柱體從盛有水的容器上方
12、離水面某一高度處緩緩下降(其底面始終與水面平行),使其逐漸浸沒入水中某一深度處,右圖是整個過程中彈簧測力計的示數(shù)F與圓柱體下降高度h變化關(guān)系的圖像。(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:(1)圓柱體的重力。(2)圓柱體浸沒時受到的浮力。(3)圓柱體的密度。
13.如圖所示,裝有少量細(xì)沙的長直平底玻璃管漂浮于水面.玻璃管的底面積為5×10-4m2,浸入水中的長度是0.1m.(ρ水=1.0×l03kg/m3,g=l0N/kg)求:
(1)玻璃管和細(xì)沙總重多少?
(2)當(dāng)向水中撤入一些食鹽并攪拌均勻后,玻璃管向上浮起0.01m,此時食鹽水的密度多大?
14.兒童
13、練習(xí)游泳時穿的一種“救生衣”實(shí)質(zhì)是將泡沫塑料包在背心上,使用時,穿上這種“救生衣”泡沫塑料位于人的胸部,為了確保兒童的安全,必須使人的頭部露出水面,兒童體重約300牛,人的密度約為1.06×103千克/米3,人的頭部約占人體總體積的十分之一,泡沫塑料的密度約為10千克/米3,g取10N/kg。求:(1)此兒童的體積大約是多少?(2)此兒童僅頭部露出水面時受到多大的浮力?(3)此兒童使用的“救生衣”的最小體積為多大才能保證兒童的安全?
15.物理興趣小組的一位同學(xué)做了一個實(shí)驗(yàn):這位同學(xué)把一塊長方體木塊浮在水面上,然后在木塊上面放砝碼,當(dāng)砝碼的總質(zhì)量為345g時,木塊恰好浸沒在水中(如圖甲)。這位同學(xué)想用細(xì)線把砝碼系在木塊下面,也使木塊恰好浸沒在水中(如圖乙),這位同學(xué)試了幾次都不成功。你能否幫助這位同學(xué)算出該用多少克砝碼嗎?(砝碼的密度是7.9g/cm3)