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人教版八年級物理下冊 計算題01A 壓強(qiáng)浮力的基本計算(含答案詳解)
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這是一份人教版八年級物理下冊 計算題01A 壓強(qiáng)浮力的基本計算(含答案詳解),共29頁。
人教版八年級物理下冊期末考試題型專題復(fù)習(xí)
計算題01A壓強(qiáng)浮力的基本計算(含答案詳解)
附:可能用到的基本公式:
1.運(yùn)動會有一個項目為競走運(yùn)動,假設(shè)某位運(yùn)動員的質(zhì)量為60kg,每只鞋底與地面的接觸面積為0.02m2。求:
(1)該運(yùn)動員受的重力大?。╣=10N/kg) ;
(2)該運(yùn)動員雙腳站立在水平地面時對地面的壓強(qiáng);
(3)為了給運(yùn)動員緩解壓力,競走結(jié)束,運(yùn)動員可登上游艇在河面上游玩。設(shè)游艇重為2400N,求該運(yùn)動員和艇浸沒在水面下的體積(取河水的密度為1.0×103kg/m3)。
2.如圖所示,盛有水的薄壁容器靜止放在水平桌面上,容器的重為1N,其底面積為3×10﹣3m2;容器內(nèi)水重2N,水深0.06m。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)問:
(1)水對容器底的壓強(qiáng)是多少?
(2)水對容器底的壓力是多少?
(3)容器對桌面的壓強(qiáng)是多少?
3.小明家的高壓鍋鍋體橫截面積為450cm2,排氣孔橫截面積為12.5mm2。小明不慎丟失了鍋的限壓閥,當(dāng)他到商店購買時售貨員告訴他,生產(chǎn)這個鍋的廠家提供的限壓閥有兩種,孔徑相同,質(zhì)量分別為100g和60g。
(1)說明書標(biāo)有:當(dāng)大氣壓為105Pa時,該鍋內(nèi)最高溫度達(dá)120℃。根據(jù)圖中液體沸點與氣壓的關(guān)系圖像,在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)最高可達(dá)多少Pa?
(2)請你根據(jù)說明書給出的數(shù)據(jù),通過計算說明,小明應(yīng)該買哪一種限壓閥。(取g =10N/kg)
(3)請你說明如果買另一種限壓閥,使用時會出現(xiàn)什么問題。
4.055驅(qū)逐艦是我國最新型的主力戰(zhàn)艦,它的滿載排水量為1.2×104t,在海上滿載航行時,艦底到水面的最大的深度為8m,海水的密度約為1.0×103kg/m3,求:
(1)戰(zhàn)艦滿載時所受到的浮力大??;
(2)在海上滿載航行時,艦底受到海水的最大壓強(qiáng)。
5.如圖所示,彈簧測力計下懸掛重為16N的物體,物體的體積為600cm3。拉著彈簧測力計把物體靜止浸沒在水中,水的密度為1×103kg/m3,取g=10N/kg。求:
(1)物體受到水的浮力;
(2)當(dāng)物體浸沒在水中時,彈簧測力計的示數(shù)。
6.如圖所示的潛水艇是通過向水艙內(nèi)充水或從水艙中向外排水來改變潛水艇的自重,從而使其下沉或上浮,已知某科研潛水艇總體積為,潛水艇的水艙未充水時排開水的體積為,水的密度為,若取,求:
(1)潛水艇水艙未充水時的重力;
(2)潛水艇剛好浸沒在水中時,水艙內(nèi)水的重力。
7.有一實心正方體物塊A,其邊長為10cm,現(xiàn)將它放入水中,等到物體靜止時漂浮在水面上,且有五分之一的體積露在水面外,已知ρ水=1.0×103 kg/m3。求:
(1)物塊A漂浮時,受到的浮力是多少?
(2)物塊A的密度是多少?
(3)已知容器的底面積為0.02m2,則A物體放入后,水對容器底部壓強(qiáng)的變化量是多少?
8.為了盡可能避免病毒的交叉感染,多地警方利用如圖所示的測溫巡邏機(jī)器人輔助日常巡邏,該機(jī)器人的質(zhì)量為120kg??蛰d時它對水平地面的壓強(qiáng)為1.5×105Pa,g取10N/kg。求:
(1)機(jī)器人所受的重力;
(2)圖中機(jī)器人空載時的車輪與地面的接觸面積。
9.某大學(xué)設(shè)計發(fā)明了“都市螞蟻”電動環(huán)保車,如圖所示,這款車小巧實用,有利于緩解城市交通擁堵,已知“都市螞蟻”車的主要參數(shù)如下:
(1)求乘載兩人的“都市螞蟻”車的總重力?(g=10N/kg)
(2)它對水平路面的壓強(qiáng)為多大?
(3)想將此車改進(jìn)成“水陸兩棲車”,上述乘載兩人的“都市螞蟻”車能浮在水面上,靜止時,由于其受到的浮力和重力二力平衡,故F浮 = G總 , 求其浸入水中的體積是多少?
10.如圖所示,面積為1m2的水平桌面正中央放著一個圓形魚缸。魚缸重為600g,內(nèi)外底面積均為100cm2,缸內(nèi)裝有質(zhì)量為4kg的水和一條質(zhì)量為60g的魚,此時水的深度為20cm。(忽略魚缸厚度,g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)水對魚缸底產(chǎn)生的壓力;
(2)當(dāng)魚浮出水面呼吸的時候,魚缸對桌面的壓強(qiáng)。
11.為做好新冠疫情防控工作,降低醫(yī)護(hù)人員感染風(fēng)險,有的醫(yī)院用機(jī)器人給病人送藥送餐。如圖所示,送藥機(jī)器人質(zhì)量為80kg,輪子與地面接觸的總面積為10-3m2,在水平走廊上勻速直線前進(jìn)時受到的阻力是重力的0.1倍。g取10N/kg。
求:
(1)機(jī)器人受到的重力;
(2)機(jī)器人靜止時對水平地面的壓強(qiáng);
(3)機(jī)器人勻速直線前進(jìn)時受到的牽引力。
12.如圖所示,一重為1.2N的平底玻璃杯放在水平桌面上,杯子的底面積是10cm2,不計杯子的厚度。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
求:(1)求容器底部受到水的壓強(qiáng);
(2)求水對杯底的壓力;
(3)若桌面受到玻璃杯的壓強(qiáng)是2.7×103Pa,求玻璃杯內(nèi)水的重力。
13.如圖甲所示,將一個底面積為400cm2的薄壁柱形溢水杯置于水平桌面上,倒入2400g的水時水的高度h1=6cm,此時水面離溢口的豎直距離h2=2cm。再將長為10cm的圓柱體緩慢放入水中,當(dāng)圓柱體豎立下沉在杯中后(圖乙),從溢水杯中溢出了400g的水。求:
(1)原溢水杯中水的重力;
(2)圓柱體受到的浮力;
(3)若此時再將圓柱體豎直向上移動4cm,此時圓柱體底部受到水的壓強(qiáng)。
14.如圖所示,水平桌面上放有圓柱形溢水杯、它的重為6N、底面積為400cm2、溢水口距杯底20cm,內(nèi)裝水的深度為18cm。將一體積為1000cm3、密度為0.9g/cm3的正方體木塊緩慢放人水中,不計溢水杯厚度。求;
(1)木塊的質(zhì)量m;
(2)木塊放入前,水對溢水杯底的壓力F;
(3)木塊放入水中,待液面穩(wěn)定后溢水杯對桌面的壓強(qiáng)p。
15.如圖所示,將底面積為100cm2,重為5N的容器放在水平桌面上,容器內(nèi)裝有重45N,深40cm的水。(g取10N/kg)求:
(1)距容器底10cm的A處水的壓強(qiáng);
(2)水對容器底的壓強(qiáng);
(3)水對容器底的壓力;
(4)容器對水平桌面的壓強(qiáng)。
16.如圖所示,這是小偉家新購買的高壓鍋,鍋蓋上有一個空心柱為排氣孔,空心柱上戴著一個帽子為限壓閥,當(dāng)高壓鍋內(nèi)氣體的壓強(qiáng)超過安全值時,鍋內(nèi)氣體就會沖開限壓閥,氣體跑出一部分,使鍋內(nèi)氣體減小。小偉閱讀說明書得知:高壓鍋的直徑為24 cm,鍋底面積為 400 cm2(不計鍋體的厚度),空心柱小孔橫截面積為10 mm2,限壓閥的質(zhì)量為100 g。小偉查閱資料得知不同氣壓下水的沸點如表所示。請結(jié)合小偉的調(diào)查研究,解決下列問題:(g 取10 N/kg;ρ =1.0×103kg/m3)
(1)當(dāng)鍋內(nèi)裝入10 cm深的水時,水對鍋底的壓力是多少?
(2)求小偉家的高壓鍋內(nèi)氣體能達(dá)到的最大壓強(qiáng)和鍋內(nèi)水的最高溫度。(小偉家環(huán)境的大氣壓為1.0×105Pa)
17.如圖所示A、B兩個實心正方體的質(zhì)量相等,密度之比ρA∶ρB=8∶1,若按甲、乙兩種不同的方式,分別將它們疊放在水平地面上,則地面受到的壓力之比和壓強(qiáng)之比分別是多少?
18.如圖甲將杯高為10cm的薄壁圓柱體狀空杯放在電子秤上。現(xiàn)均勻向杯中緩慢倒水,電子秤所顯示質(zhì)量m隨杯中水的高度h變化的圖像如圖乙所示,g取10N/kg。求:
(1)空杯對電子秤的壓力為多大?
(2)杯裝滿水時,水對杯底的壓強(qiáng)多大?
(3)杯子的底面積多大?
19.用如圖所示裝置粗略測量大氣壓的值。把吸盤用力壓在玻璃上排出吸盤內(nèi)的空氣,吸盤壓在玻璃上的面積為4×10-4m2,輕輕向掛在吸盤下的小桶內(nèi)加沙子。吸盤剛好脫落時,測出吸盤、小桶和沙子的總質(zhì)量為3.5kg。(g取10N/kg)
(1)大氣對吸盤的壓力是多大?
(2)求出此時大氣壓的測量值是多少?
20.如圖甲所示,將平底薄壁直圓筒狀的空杯放在飲料機(jī)的水平杯座上、杯座受到的壓力F隨杯中飲料的高度h變化的圖象如圖乙所示,飲料出口的橫截面積S1=8×10?5m2,飲料流出的速度v=0.5m/s,杯高h(yuǎn)=0.1m,杯底面積S2=3×10?3m2。求:
(1)裝滿飲料時杯底受到飲料的壓力;
(2)飲料的密度;
(3)當(dāng)飲料持續(xù)流入空杯6s后關(guān)閉開關(guān)時杯子對杯座的壓強(qiáng)。
21.某同學(xué)想測量一種液體的密度。他將適量的待測液體加入到圓柱形平底玻璃容器里,然后一起緩慢放入盛有水的水槽中。當(dāng)容器下表面所處的深度h1=10cm時,容器處于直立漂浮狀態(tài),如圖a所示。已知容器的底面積S=25cm2,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)求水對容器下表面的壓強(qiáng);
(2)求容器受到的浮力;
(3)從容器中取出100cm3的液體后,當(dāng)容器下表面所處的深度h2=6.4cm時,容器又處于直立漂浮狀態(tài),如圖b所示,求液體的密度。
22.中國研制的“鯤龍”AG600是目前世界上最大的水陸兩棲飛機(jī),可用于森林滅火、水上救援等,其有關(guān)參數(shù)如表所示。在某次測試中,飛機(jī)在水面以12m/s的速度沿直線勻速行駛,此時阻力是重力的0.1倍。(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)飛機(jī)以最大巡航速度飛行4000km所用的時間;
(2)飛機(jī)在水面勻速行駛時,水平動力(推力)的大?。?(3)達(dá)最大起飛質(zhì)量時的飛機(jī)關(guān)閉動力系統(tǒng)靜止在水面上,飛機(jī)受到的浮力及排開水的體積。
23.如圖在空氣中用彈簧測力計測得某物塊重10N;浸沒在水中稱量,彈簧測力計的示數(shù)為8N。按要求求解下列問題:(取10N/kg)
(1)物塊浸沒在水中受到的浮力是多少?
(2)物塊的質(zhì)量是多少?
(3)物塊的密度是多少?
24.一個底面積為的薄壁圓柱形容器放在水平桌面中央,容器高為,內(nèi)盛有深的水,如圖(a)所示。另有質(zhì)量為,體積為的木球A,如圖(b)所示。求:(,)
(1)水對容器底的壓力是多少?
(2)將木球A放入水中會漂浮,它此時受到的浮力是多少?
(3)木球A浸入水中的體積?
25.為對中國天眼(FAST)的4450塊厚度僅為1mm的反射面板進(jìn)行健康體檢,F(xiàn)AST調(diào)試組研制了“微重力蜘蛛人系統(tǒng)”。它使用一個氦氣球及配重,將檢修員對反射面板的壓力減小到面板能夠承受的范圍之內(nèi)。如圖,質(zhì)量為60kg的檢修員在反射面底部檢修,氦氣球(包括球內(nèi)氦氣)連同吊索等配件的總質(zhì)量為180kg,體積為200m3;檢修員對反射面的壓力為100N,與反射面的接觸面積為1000cm2。求:
(1)氦氣球受到的浮力大小為多少N?()
(2)檢修員對FAST反射面的壓強(qiáng)為多少Pa?
(3)若反射面板能承受的最大壓力為120N,則檢修員攜帶的檢修裝備必須在多少kg范圍內(nèi),才能開展工作?
26.小東將質(zhì)量為的實心物塊用細(xì)線掛在彈簧測力計下,浸沒在盛有水的圓柱形容器中,如圖所示,此時彈簧測力計示數(shù)為。g取。
(1)畫出物塊此時的受力分析圖;
(2)求該物塊所受浮力;
(3)求該物塊的體積V。
(4)求該物塊的密度。
27.一盛有水的圓柱形容器靜止放在桌面上,容器高為15cm,底面積為500,質(zhì)量為0.5kg,容器厚度忽略不計。將一個正方體金屬放入水中,金屬一直下沉到容器底部靜止,該過程中溢出水5N,金屬所受浮力與其底部進(jìn)入水中深度的關(guān)系如圖像所示。求:
(1)該金屬在容器底部靜止時所受浮力?
(2)金屬未放入水中時,盛有水的容器對桌面的壓強(qiáng)?
28.如圖甲所示,用彈簧測力計吊著一長方體物塊從空中勻速下放到盛水的圓柱形容器中(物塊始終未與容器底接觸)。物塊下放過程中,彈簧測力計示數(shù)F隨物塊下降高度變化的關(guān)系如圖乙所示。(,g取10N/kg)求:
(1)物塊完全浸沒在水中時受到的浮力;
(2)物塊的體積;
(3)物塊的密度。
29.如圖所示為我國自主建造的第一艘國產(chǎn)航母——山東艦,該艦標(biāo)準(zhǔn)排水量為5萬噸,可同時停放36架殲—15艦載機(jī),每架艦載機(jī)質(zhì)量為25噸。(標(biāo)準(zhǔn)排水量為航母空載時排水量)求:
(1)在標(biāo)準(zhǔn)排水量時,航母所受的浮力;
(2)當(dāng)山東艦上停放30架殲—15艦載機(jī)時,航母所受的浮力;
(3)航母在某海域訓(xùn)練,每起飛一架艦載機(jī),航母排開海水減少的體積。(本題中海水密度取1.0×103kg/m3)
30.如圖甲所示,彈簧測力計下掛有一個圓柱體,把它從盛水的燒杯中緩慢提升,直到全部露出水面,已知燒杯的底面積為,該過程中彈簧測力計示數(shù)F隨圓柱體上升高度h的關(guān)系如圖所示。(g取10N/kg)求:
(1)該圓柱體受到的最大浮力為多大?
(2)圓柱體的體積多大?
(3)圓柱體的密度多大?
參考答案:
1.(1)600N;(2)1.5×104Pa;(3)0.3m3
【解析】
【詳解】
解:(1)運(yùn)動員的重力
G=mg=60kg×10N/kg=600N
(2)運(yùn)動員雙腳站立在水平地面時對地面的壓力
F=G=600N
運(yùn)動員雙腳站立在水平地面時對地面的壓強(qiáng)
(3)游艇始終漂浮在水面上,所以運(yùn)動員和艇受到的浮力
F浮=G總=2400N+600N=3000N
由F浮=ρ水gV排可得,運(yùn)動員和艇浸沒在水面下的體積
答:(1)運(yùn)動員受到的重力為600N;
(2)該運(yùn)動員雙腳站立在水平地面時對地面的壓強(qiáng)1.5×104Pa;
(3)運(yùn)動員和艇浸沒在水面下的體積為0.3m3。
2.(1)600Pa;(2)1.8N;(3)1000Pa
【解析】
【詳解】
(1)水對容器底的壓強(qiáng)
(2)水對容器底的壓力
(3)容器對水平桌面的壓力
容器對水平桌面的壓強(qiáng)
答:(1)水對容器底的壓強(qiáng)是600Pa。
(2)水對容器底的壓力是1.8N。
(3)容器對桌面的壓強(qiáng)是1000Pa。
3.(1) 1.8×105Pa;(2) 100g;(3)鍋內(nèi)的最高溫度不能達(dá)到120℃
【解析】
【詳解】
解:(1)由圖中液體沸點與氣壓的關(guān)系圖像知,鍋內(nèi)最高溫度達(dá)120℃時,鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)最高可達(dá)1.8×105Pa。
(2)當(dāng)鍋內(nèi)氣壓達(dá)到1.8×105Pa時,排氣閥處于平衡狀態(tài),則有
G閥+p0S閥=p內(nèi)S閥
即
m閥g=p內(nèi)S閥-p0S閥
代入數(shù)據(jù)
m閥×10N/kg=1.8×105Pa×1.25×10-5m2-105Pa×1.25×10-5m2
解得
m=0.1kg=100g
(3)由
G閥+p0S閥=p內(nèi)S閥
可得
如果買了另一種質(zhì)量為60g的限壓閥,使用時會出現(xiàn)鍋內(nèi)的最高氣壓值偏小,鍋內(nèi)的最高溫度不能達(dá)到120℃。
答:(1)在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)最高可達(dá)1.8×105Pa;
(2)他應(yīng)該買質(zhì)量為100g的限壓閥;
(3)如果買了另一種質(zhì)量為60g的限壓閥,使用時會出現(xiàn)鍋內(nèi)的最高氣壓值偏小,鍋內(nèi)的最高溫度不能達(dá)到120℃。
4.(1);(2)
【解析】
【分析】
【詳解】
解:(1)戰(zhàn)艦的滿載排水量為
根據(jù)阿基米德原理,戰(zhàn)艦滿載時所受的浮力等于此時排開水的重力,所以有
(2)艦底到水面的最大距離為8m,根據(jù)液體壓強(qiáng)的特點可列式為
答:(1)戰(zhàn)艦滿載時所受到的浮力大小為。
(2)在海上滿載航行時,艦底受到海水的最大壓強(qiáng)為。
5.(1)6N;(2)10N
【解析】
【分析】
【詳解】
解:(1)由阿基米德原理,浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg×10N/kg×600×10-6m3=6N
(2)由力的平衡條件,彈簧測力計的示數(shù)
F=G-F浮=16N-6N=10N
答:(1)物體受到水的浮力6N;
(2)當(dāng)物體浸沒在水中時,彈簧測力計的示數(shù)10N。
6.(1);(2)
【解析】
【詳解】
解:(1)水艙未充水時,潛水艇漂浮,根據(jù)物體漂浮條件可得
(2)完全浸沒于水中,潛水艇所受浮力
所以根據(jù)物體漂浮條件可的
則水的重力
答:(1)潛水艇水艙未充水時的重力;
(2)潛水艇剛好浸沒在水中時,水艙內(nèi)水的重力。
7.(1)8N;(2)0.8×103kg/m3;(3)400Pa
【解析】
【詳解】
解:(1)實心正方體物塊A,其邊長為10cm,物體靜止時漂浮在水面上有五分之一的體積露在水面外,排開水的體積為
物塊A漂浮時,根據(jù)阿基米德浮力原理可知
(2)物塊A的體積為
物塊A漂浮時,所受浮力與重力相等,即
可知物塊A的密度是
(3)已知容器的底面積為0.02m2,水對容器底部壓力的變化量是物體重力即8N,則A物體放入后水對容器底部壓強(qiáng)的變化量是
答:(1)物塊A漂浮時,受到的浮力是8N;
(2)物塊A的密度是0.8×103kg/m3;
(3)水對容器底部壓強(qiáng)的變化量是400Pa。
8.(1)1200N;(2)8×10-3m2
【解析】
【詳解】
解:(1)機(jī)器人所受的重力為
(2)空載時它對水平地面的壓強(qiáng)為1.5×105Pa,且水平地面上它對地面的壓力等于它的重力為1200N,則機(jī)器人空載時的車輪與地面的接觸面積為
答:(1)機(jī)器人所受的重力為1200N;
(2)機(jī)器人空載時的車輪與地面的接觸面積為8×10-3m2。
9.(1)6 ×103 N; (2)3×105 Pa;(3)0.6m3
【解析】
【詳解】
解:(1)乘載兩人的“都市螞蟻”車的總重力為
G總=mg=600kg×10N/kg=6×103N
(2)它對水平路面的壓強(qiáng)為
(3)其浸入水中的體積為
答:(1)乘載兩人的“都市螞蟻”車的總重力為6×103N;
(2)它對水平路面的壓強(qiáng)為3×105 Pa;
(3)其浸入水中的體積為0.6m3。
10.(1)20N;(2)4.66×103Pa
【解析】
【詳解】
解:(1)魚缸中水的深度為20cm,水對魚缸底的壓強(qiáng)
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa
水對魚缸底的壓力
F=pS=2×103Pa×0.01m2=20N
(2)魚缸重為600g,缸內(nèi)裝有質(zhì)量為4kg的水和一條質(zhì)量為60g的魚, 魚缸的總質(zhì)量
m=m水+m魚+m缸=4kg+60×10-3kg+600×10-3kg=4.66kg
魚缸對桌面的壓力
F'=G=mg=4.66kg×10N/kg=46.6N
魚缸對桌面的壓強(qiáng)
答:(1)水對魚缸底產(chǎn)生的壓力是20N;
(2)魚缸對桌面的壓強(qiáng)是4.66×103Pa。
11.(1)800N;(2)8×105 Pa;(3)80N
【解析】
【詳解】
解:(1) 機(jī)器人受到的重力為
G=mg=80kg×10N/kg=800N
(2) 機(jī)器人對地面的壓力
F壓=G=800N
它對地面的壓強(qiáng)
(3) 因為機(jī)器人做勻速直線運(yùn)動,牽引力與阻力是一對平衡力,大小相等,所以,機(jī)器人受到的牽引力
F=f=0.1G=0.1×800N=80N
答:(1)機(jī)器人受到的重力為800N;
(2)機(jī)器人靜止時對水平地面的壓強(qiáng)為8×105Pa;
(3)機(jī)器人勻速直線前進(jìn)時受到的牽引力為80N。
12.(1)1200Pa;(2)1.2N;(3)2.7N
【解析】
【詳解】
解:(1)由圖示知,水的深度為12cm,容器底部受到水的壓強(qiáng)
(2)水對杯底的壓力
F=pS=1200Pa×0.001m2=1.2N
(3)玻璃杯對桌面的壓力
F1=p1S=2.7×103Pa×0.001m2=2.7N
玻璃杯對桌面的壓力等于杯和水的總重力,所以水的重力
G水=F1-G杯=2.7N-1.2N=1.5N
答:(1)容器底部受到水的壓強(qiáng)為1200Pa;
(2)水對杯底的壓力為1.2N;
(3)玻璃杯內(nèi)水的重力為1.5N。
13.(1)24N;(2)12N;(3)160Pa
【解析】
【詳解】
解:(1)原溢水杯中水的重力為
(2)溢出水的體積為
圓柱體排開水的體積為
所以圓柱體受到的浮力為
(3)圓柱體的底面積為
若此時再將圓柱體豎直向上移動4cm,水下降的高度為
此時圓柱體浸在水中的深度為
所以圓柱體底部受到水的壓強(qiáng)為
答:(1)原溢水杯中水的重力為24N;
(2)圓柱體受到的浮力為12N;
(3)圓柱體底部受到水的壓強(qiáng)為160Pa。
14.(1)0.9kg;(2)72N;(3)2150Pa
【解析】
【詳解】
解:(1)由得,木塊的質(zhì)量為
(2)依題意得,木塊放入前,水的深度為
木塊放入前,水對溢水杯底的壓強(qiáng)為
溢水杯的底面積為
木塊放入前,水對溢水杯底的壓力為
(3)木塊的密度小于水的密度,放入水中靜止時,木塊漂浮水面,木塊受到的浮力為
由阿基米德原理得,木塊排開水的體積為
溢出的水的體積為
溢出的水的質(zhì)量為
由得,未放入木塊前,溢水杯中水的質(zhì)量為
木塊放入水中,待液面穩(wěn)定后溢水杯對桌面的壓力為
木塊放入水中,待液面穩(wěn)定后溢水杯對桌面的壓強(qiáng)為
答:(1)木塊的質(zhì)量m為0.9kg;
(2)木塊放入前,水對溢水杯底的壓力F為72N;
(3)木塊放入水中,待液面穩(wěn)定后溢水杯對桌面的壓強(qiáng)p為2150Pa。
15.(1)3000Pa;(2)4000Pa;(3)40N;(4)5000Pa
【解析】
【詳解】
解:(1)距容器底10cm的A處深度
hA=40cm-10cm=30cm=0.3m
距容器底10cm的A處水的壓強(qiáng)
pA=ρghA=1×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa
(2)水對容器底的壓強(qiáng)
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4000Pa
(3)水對容器底的壓力
F=pS=4000Pa×100×10-4m2=40N
(4)容器對桌面的壓力
F′=G容器+G水=5N+45N=50N
容器對桌面的壓強(qiáng)
答:(1)距容器底10cm的A處水的壓強(qiáng)是3000Pa;
(2)水對容器底的壓強(qiáng)是4000Pa;
(3)水對容器底的壓力是40N;
(4)容器對水平桌面的壓強(qiáng)是5000Pa。
16.(1)40N;(2)120℃
【解析】
【詳解】
解:(1)鍋內(nèi)水深
h=10cm=0.1m
水對鍋底的壓強(qiáng)為
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
鍋底的面積
S=400cm2=0.04m2
水對鍋底的壓力是
F=pS=1000Pa×0.04m2=40N
(2)限壓閥面積
S閥=10mm2=1×10-5m2
質(zhì)量為
m閥=100g=0.1kg
限壓閥對鍋內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為
鍋內(nèi)氣體能達(dá)到的最大壓強(qiáng)
pmax=p閥+p大氣=1×105Pa+1×105Pa=2×105Pa
對照表格數(shù)據(jù)可知,鍋內(nèi)水的最高溫度為120℃。
答:(1)當(dāng)鍋內(nèi)裝入10 cm深的水時,水對鍋底的壓力是40N;
(2)高壓鍋內(nèi)氣體能達(dá)到的最大壓強(qiáng)為1000Pa,鍋內(nèi)水的最高溫度為120℃。
17.1∶1;1∶4
【解析】
【詳解】
解:地面受到的壓力之比為
F甲∶F乙=(GA+GB)∶(GA+GB)=1∶1
因為
ρA∶ρB=8∶1
且
mA=mB
由可知AB體積之比
AB是正方體,AB的邊長之比為
則底面積之比
故地面受到的壓強(qiáng)之比
答:地面受到的壓力之比和壓強(qiáng)之比分別是1∶1和1∶4。
18.(1)0.2N;(2)1.0×103Pa;(3)3×10-3m3
【解析】
【詳解】
解:(1)由圖乙可知,當(dāng)?shù)谷胨馁|(zhì)量為0時,空杯的質(zhì)量為
m空杯=0.2kg
根據(jù)重力的計算公式可得,杯子的重力為
G空杯=m空杯g=0.2kg×10N/kg=2N
由二力平衡條件可知,空杯對電子秤的壓力等于空杯的重力,即為
F空杯=G空杯=2N
(2)杯裝滿水時,根據(jù)壓強(qiáng)的計算公式可得,水對杯底的壓強(qiáng)為
(3)杯裝滿水時,水的質(zhì)量為
m=m滿杯-m空杯=0.5kg-0.2kg=0.3kg
由重力的計算公式可得,水的重力為
G=mg=0.3kg×10N/kg=3N
因為杯子是圓柱體,水對杯底的壓力為
F=G=3N
根據(jù)壓力的計算公式可得,杯子的底面積為
答:(1)空杯對電子秤的壓力為2N;
(2)杯裝滿水時,水對杯底的壓強(qiáng)為1.0×103Pa;
(3)杯子的底面積為3×10-3m3。
19.(1)35N;(2)8.75×104Pa
【解析】
【詳解】
解:(1)吸盤、小桶和沙子的總質(zhì)量為3.5kg,則吸盤、小桶和沙子的總重力
吸盤受到豎直向下的拉力
吸盤靜止在玻璃上,吸盤受到豎直向下的力和豎直向上的大氣壓力是平衡力,根據(jù)平衡力條件得,大氣對吸盤的壓力
(2)由可得大氣壓值
答:(1)大氣對吸盤的壓力是35N;
(2)此時大氣壓的測量值是8.75×104Pa。
20.(1);(2);(3)
【解析】
【詳解】
解:(1)由圖可知杯子重
裝滿飲料時,杯對杯座的壓力
因杯子為平底薄壁直圓筒狀,所以杯底受到飲料的壓力
(2)飲料的質(zhì)量
杯中飲料的體積
則飲料的密度
(3)飲料持續(xù)流入空杯6s,則流入杯中飲料的質(zhì)量
此時飲料對杯底的壓力
杯對杯座的壓強(qiáng)
答:(1)裝滿飲料時杯底受到飲料的壓力為3.6N;
(2)飲料的密度為;
(3)當(dāng)飲料持續(xù)流入空杯6s后關(guān)閉開關(guān)時杯子對杯座的壓強(qiáng)為。
21.(1)1000Pa;(2)2.5N;(3)0.9g/cm3
【解析】
【詳解】
解:(1)容器下表面所處的深度為
h1=10cm=0.1m
水對容器下表面的壓強(qiáng)為
(2)容器排開水的體積為
所以容器受到的浮力為
(3)從容器中取出100cm3的液體后,容器下表面所處的深度h2=6.4cm,此時容器排開水的體積為
容器減少的浮力為
減小的浮力等于減小的重力,即
所以從容器中取出液體的質(zhì)量為
液體的密度為
答:(1)水對容器下表面的壓強(qiáng)為1000Pa;
(2)容器受到的浮力為2.5N;
(3)液體的密度為0.6g/cm3。
22.(1)8h;(2);(3),
【解析】
【詳解】
解:(1)飛機(jī)以最大巡航速度飛行4000km所用的時間
(2)飛機(jī)在水面勻速行駛時,水平動力(推力)與阻力為一對平衡力,大小相等,所以推力的大小為
(3)達(dá)最大起飛質(zhì)量時的飛機(jī)關(guān)閉動力系統(tǒng)靜止在水面上,飛機(jī)漂浮在水面上,則飛機(jī)受到的浮力
排開水的體積
答:(1)飛機(jī)以最大巡航速度飛行4000km所用的時間為8h;
(2)飛機(jī)在水面勻速行駛時,水平動力(推力)的大小為;
(3)飛機(jī)受到的浮力為,排開水的體積為。
23.(1);(2);(3)
【解析】
【詳解】
解:(1)物塊浸沒在水中受到的浮力
(2)已知物塊重10N,則物塊的質(zhì)量
(3)物塊的體積等于它浸沒于水中時排開水的體積,故有
物塊的密度
答:(1)物塊浸沒在水中受到的浮力是2N;
(2)物塊的質(zhì)量是1kg;
(3)物塊的密度是5×103kg/m3。
24.(1)20N;(2)5N;(3)5×10-4m3
【解析】
【詳解】
解:(1)水對容器底的壓強(qiáng)
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1.0×103Pa
水對容器底的壓力
F=pS=1.0×103Pa×2×10-2m2=20N
(2)木球A放入水中會漂浮,根據(jù)沉浮條件可知,木球A受到的浮力
F浮=GA=mAg=0.5kg×10N/kg=5N
(3)木球A浸入水中的體積
答:(1)水對容器底的壓力為1.0×103Pa;
(2)將木球A放入水中會漂浮,受到的浮力為5N;
(3)木球A浸入水中的體積為5×10-4m3。
25.(1);(2);(3)
【解析】
【詳解】
解:(1)氦氣球受到的浮力為
(2)檢修員對FAST反射面的壓強(qiáng)為
(3)以檢修員和氣球及設(shè)備等為整體,其受力如圖所示。
當(dāng)所攜帶的設(shè)備質(zhì)量最小時,反射面對檢修員的支持力,此時
最小質(zhì)量為
當(dāng)所攜帶的設(shè)備質(zhì)量最大時,反射面對檢修員的支持力,此時最大重力為
最大質(zhì)量為
配重
由于
所以配重的質(zhì)量范圍為
答:(1)氦氣球受到的浮力大小為;
(2)檢修員對FAST反射面的壓強(qiáng)為;
(3)若反射面板能承受的最大壓力為120N,則檢修員攜帶的檢修裝備必須在范圍內(nèi),才能開展工作。
26.(1)見解析;(2)1N;(3)1×10-4m3;(4)4×103kg/m3
【解析】
【詳解】
解:(1)過物塊的重心,沿豎直向下畫一條帶箭頭的線段,在線段末端表示出
G=4N
沿豎直向上的方向的畫兩條帶箭頭的線段,分別表示出
F浮=1N,F(xiàn)拉=3N
示意圖如下:
(2)物體的重力
G=mg=400×10-3kg×10N/kg=4N
物塊受到的浮力
F浮=G-F拉=4N-3N=1N
(3)物塊完全浸沒在水中,物塊的體積等于物塊排開水的體積,由F浮=ρ水gV排知道,物塊的體積
(4)由知道,該物塊的密度
答:(1)見解析;
(2)該物塊所受浮力是1N;
(3)該物塊的體積1×10-4m3;
(4)該物塊的密度4×103kg/m3。
27.(1)10N;(2)1.5×103Pa
【解析】
【詳解】
解:(1)由圖像可知正方體金屬塊進(jìn)入水中10cm后,其所受浮力不在變化,結(jié)合容器的高度可知正方體的棱長為10cm,則
(2)圓柱形容器的體積
正方體金屬的體積
則,放入金屬塊后水的體積
放入金屬塊后水的重力
金屬未放入水中時,水總重
盛有水的容器對桌面的壓力等于盛水的圓柱形容器的重力
盛有水的容器對桌面的壓強(qiáng)
答:(1)該金屬在容器底部靜止時所受浮力為10N。
(2)金屬未放入水中時,盛有水的容器對桌面的壓強(qiáng)是。
28.(1)8N;(2)8×10-4m3;(3)1.5×103kg/m3
【解析】
【詳解】
解:(1)由圖像可知,彈簧測力計的最大示數(shù)F最大=12N,此時物塊未浸入水中,則物塊重力
G=F最大=12N
物塊浸沒在水中時彈簧測力計的示數(shù)F示=4N,則物塊完全浸沒在水中受到的浮力
F浮=G-F示=12N-4N=8N
(2)物塊的體積
(3)物塊的質(zhì)量
物塊的密度
答:(1)物塊完全浸沒在水中時受到的浮力是8N;
(2)物塊的體積是8×10-4m3;
(3)物塊的密度是1.5×103kg/m3。
29.(1)5×108N;(2)5.9×108N;(3)25m3
【解析】
【詳解】
解:(1)在標(biāo)準(zhǔn)排水量時,航母所受的浮力等于自身重力
F浮=G排=m排g=5×107kg×10N/kg=5×108N
(2)當(dāng)航母上停30架艦載機(jī)時
m排=m航母+m艦載機(jī)=5×107kg+2.5×36×104kg=5.9×107kg
此時航母的浮力為
F浮=G排=m排g=5.9×107kg×10N/kg=5.9×108N
(3)航母處于漂浮狀態(tài),每起飛一架艦載機(jī),減少的浮力等于飛機(jī)的重力,
即
ΔF浮=ΔG排=G艦載機(jī)
由G=mg可得,排開海水的質(zhì)量減小值
m排=m艦載機(jī)=2.5×104kg
由可得,航母排開海水減少的體積
答:(1)在標(biāo)準(zhǔn)排水量時,航母所受的浮力為5×108N;
(2)當(dāng)山東艦上停放30架殲—15艦載機(jī)時,航母所受的浮力為5.9×108N;
(3)航母在某海域訓(xùn)練,每起飛一架艦載機(jī),航母排開海水減少的體積為25m3。
30.(1)4N;(2)4×10-4m3;(3)2.5×103kg/m3
【解析】
【詳解】
解:(1)由圖象可知,圓柱體的重力G=10N,圓柱體浸沒在水中彈簧測力計示數(shù)為6N,則圓柱體受到的最大浮力為
F浮=G-F=10N-6N=4N
(2)圓柱體的體積
(3)圓柱體密度
答:(1)該圓柱體受到的最大浮力為4N;
(2)圓柱體的體積為4×10-4m3;
(3)圓柱體的密度為2.5×103kg/m3。
編號公式物理量和單位相關(guān)單位及換算1.重力
和
密度
G=mg
------重力------N
m------質(zhì)量------Kg(g)
g------重力常數(shù)-----9.8N/Kg
V-------體積------m3(cm3)
ρ------密度------Kg/m3(g/cm3)1t=103Kg
1Kg=103g=106mg
1m3=103dm3=106cm3
1L=1dm3, 1mL=1cm3
1g/cm3=1Kg/dm3=103kg/m3
=1t/m32.壓強(qiáng)①固體壓強(qiáng)
②柱形容器底部受到液體壓強(qiáng) -----壓力------N
-----受力面積------m2
p-----液體(或固體)壓強(qiáng)------Pa
ρ------液體(或柱體)密度------kg/m3
g------重力常數(shù)-----9.8N/Kg
h-------深度(或柱體高度)------m
1N/m2=1Pa
1m2=104cm2
1KPa=103Pa①液體壓強(qiáng)
②柱體對水平支持面的壓強(qiáng)p=ρgh3浮力
①稱量法(二次示數(shù)法):
F浮=G物—F示;
②壓力差法(原因法)
:F浮=F向上—F向下;
③(阿基米德)原理法:
F浮=G排=m排g=ρ液gV排;
④(漂浮懸?。顟B(tài)法(平衡法):
F浮=G物;
F浮------浮力------N
G物-----物體的重力------N
F示------彈簧測力計示數(shù)------N
G排------排開液體的重力------N
m排------排開液體的質(zhì)量------Kg
ρ液------液體的密度------kg/m3
V排------物體排開液體的體積------m3
g------重力常數(shù)-----9.8N/Kg1t=103Kg
1Kg=103g=106mg
1m3=103dm3
=106cm3
1L=1dm3, 1mL=1cm3
1g/cm3=1Kg/dm3
=103kg/m3=1t/m3車和2名乘員的總質(zhì)量m/kg600輪胎與地面的總接觸面積S/cm2200總體積V/m31.1氣壓p/×105Pa0.981.011.131.291.481.691.802.00水的沸點t/℃99100103107111115117120“鯤龍”AG600有關(guān)參數(shù)最大起飛質(zhì)量53.5t最大巡航速度500km/h最大航行時間12h最大航行路程4500km

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