
1. 水平台面上的玻璃槽中装有适量的水,将一边长为20cm的正方体物块轻轻放入水中,待其静止,如图甲所示。(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)求该物块的密度;
(2)如图乙所示,用力F垂直向上作用在物块的上表面,使物块露出水面的高度为10cm并保持静止,求此时力F的大小。
2. 沈精致同学利用塑料矿泉水瓶和薄壁小圆柱形玻璃瓶制作了“浮沉子”。他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下,使其漂浮在瓶内的水面上(水的密度为ρ0),矿泉水瓶内留有少量空气,拧紧瓶盖使其密封,此时小玻璃瓶露出水面的高度为h0,如图所示。小空玻璃瓶的质量为m0,横截面积为S0,当用力挤压矿泉水瓶侧面,少量水进入小玻璃瓶内,使“浮沉子”向下运动,恰好能在水中悬浮。(不计小玻璃瓶中气体的质量及小玻璃瓶瓶口处体积)求:
(1)当“浮沉子”在如图位置漂浮时,小玻璃瓶内外水面高度差
(2)当“浮沉子”恰好在水中悬浮,与漂浮时相比较,小玻璃瓶内水对瓶口处压强的变化量。
3. 人们常说“冰山一角”,指的是冰山露出海面的部分只是冰山的一小部分。请计算出漂浮在海里的冰山露出海面的体积是总体积的几分之几?(海水的密度是1.03×103kg/m3,冰的密度是0.9×103kg/m3)
4. 如图所示,盛有水的杯子静止在水平桌面上,杯子底面积为20cm2,把质量为0.02kg木块放入杯中,木块漂浮在水面上,此时水深10cm。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
求:
(1)木块所受的浮力;
(2)水对杯底的压强;
(3)水对杯底的压力。
5. 将某一密度为ρ物的实心物块浸没于水中(水的密度用ρ水表示),松开手后发现它向上浮起,最终漂浮于水面上。
(1)试论证该实心物块的密度小于水的密度。
(2)试求出该物块漂浮时,露出水面部分的体积V露与其总体积V总的比值
为多大。
6. 如图所示,质量为1 kg的圆柱玻璃管,横截面积为40cm2,倒扣漂浮在水面上(玻璃管壁排开水的体积不计)。
(1)玻璃管内的气压(填“大于”、“等于”或“小于”)玻璃管外的气压;
(2)计算圆柱玻璃管受到的浮力;
(3)计算图中H的长度。
7. 如图甲所示,在水平桌面上放有一薄壁柱形容器,底面积为100cm2,一个重力为2.5N,底面积为40cm2,高为10cm的柱形玻璃杯A漂浮于水面,在A的底部连接有一个实心金属块B,A、B两物体在水中处于静止状态时细线未拉直(B未与容器底部紧密接触,细线不可伸长且质量体积忽略不计)。向容器中注水,细线拉力随时间变化图象如图乙所示(容器无限高)。(g取10N/kg)求:
(1)图甲中玻璃杯A所受浮力的大小;
(2)图甲中水对玻璃杯A底部的压强大小;
(3)t1时刻到t2时刻加水的体积。
8. 考古工作者在河底发现了古代的石像,经潜水者测量它的体积约为2 m3.如图所示,在打捞石像的过程中,考古工作者用动滑轮将石像匀速提升,需要竖直向上的拉力
F=1.6×104 N.若不计摩擦和滑轮重力,(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)在没有将石像提出水面前,石像受到的浮力。
(2)石像的重力。
(3)石像的密度。
9. 如图1所示,为了打捞铁牛,有个名叫怀丙的和尚让人们用两艘大船装满泥沙,用铁索将铁牛拴到大船上,然后卸掉船里的泥沙,随着船逐渐上浮,铁牛在河底淤泥中被拉了出来。其模型如图甲所示,已知物体A是边长为0.1m的正方体,物体B的底面积为0.04m2,高为0.5m,质量为10kg,现将AB用细线连接,细线拉直但无拉力,此时水深50cm,容器的底面积为0.12m2,然后沿水平方向切物体B,切去的高度△h与细线的拉力F拉的关系如图2乙所示。(已知细线不伸长)
(1)物体A受到的浮力;
(2)细线拉直但无拉力时,水对物体A上表面的压力;
(3)当物体A下底面到容器底距离为0.1m时,切掉B的质量是多少。
10. 如图甲,圆筒形容器内装有适量的水,放在水平桌面上,实心圆柱形物体A用细线拴好并悬挂在弹簧测力计下。小王要探究圆柱形物体A逐渐浸人水中时(水没有溢出容器),弹簧测力计的示数F与圆柱形物体A下表面离水面的距离h的关系。实验过程中,小王将测量记录的数据绘制成乙图所示的曲线。请据图分析回答下列问题:(不考虑物体A浸入过程中容器内水面的变化)
(1)由图乙可知,实心圆柱形物体A的高为厘米。
(2)观察图乙,分析F和h的关系,可以得出结论:浸在液体中的物体所受浮力与有关。
(3)由图乙可知:当h等于14cm时,物体A浸在水中的体积大小为多少?
答案:
1 0.75×103kg/m3 20N
2
3
4 0.2 N 1000 Pa 2N
5 (1)松开手后物块上浮, 由浮沉条件 ,所以,,得到:
(2)
6 大于 圆柱玻璃管受到的浮力为0 H为0.25m
7 2.5 N 625 Pa 75 cm3
8 2×104 N 5.2×104 N 2.6×103 kg/m3
9 10N 40N 7kg
10 (1) 12 (2) 排开液体的体积 (3) 7×10-4 m3
