考點(diǎn)10--浮力(含解析)-資料下載頁
2025-04-05 06:25本頁面
【正文】 軍事演習(xí)，反潛飛機(jī)向海中投入該聲吶，聲吶在海中靜止后露出整個(gè)體積的，聲吶處于探測狀態(tài)，如圖甲所示，24小時(shí)后，聲吶沒入海中處于懸浮狀態(tài)，聲吶停止工作，如圖乙所示，再經(jīng)過24小時(shí)后，聲吶沉入海底，如圖丙所示。已知ρ海水＝103kg/m3，g取10N/kg，問：（1）每個(gè)空腔能容納海水的重量有多大？（2）聲吶整個(gè)體積有多大？（3）圖甲中，聲吶有多重？（4）圖丙中，海底對(duì)聲吶的支持力有多大？【答案】答：（1）每個(gè)空腔能容納海水的重量有22N；（2）聲吶整個(gè)體積為810﹣3m3；（3）圖甲中，聲吶的重力為66N；（4）圖丙中，海底對(duì)聲吶的支持力為22N?！窘馕觥浚?）由題知，每個(gè)空腔的容積為V＝210﹣3m3，每個(gè)空腔能容納海水的重量：G海水＝m海水g＝ρ海水V腔g＝103kg/m3210﹣3m310N/kg＝22N；（2）設(shè)聲吶的整個(gè)體積為V，聲吶的重力為G聲，圖甲中，聲吶漂?。ㄏ路降拿芊馍w浸在海水中），且聲吶在海中靜止后露出整個(gè)體積的，則：G聲＝F?。溅押Ｋ甮（1﹣）V＝ρ海水gV﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，圖乙中，24小時(shí)后，下方的密封口被腐蝕，下方空腔充滿海水，聲吶懸浮，把聲吶和進(jìn)入的海水作為一個(gè)整體（即此時(shí)下方空腔內(nèi)的海水作為聲吶的一部分）；則由懸浮條件可得：F浮1＝G總1＝G聲+G海水＝ρ海水gV+22N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，而此時(shí)聲吶浸沒在海水中，所以F浮1＝ρ海水gV﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③，可得：ρ海水gV＝ρ海水gV+22N，解得：V＝810﹣3m3；（3）圖甲中，聲吶漂浮且有體積露出水面，G聲＝F?。溅押Ｋ甮（1﹣）V＝103kg/m310N/kg810﹣3m3＝66N；（4）圖丙中，聲吶上方的密封蓋也浸沒在海水中，再經(jīng)過24小時(shí)，密封蓋也被腐蝕，把聲吶和進(jìn)入的海水作為一個(gè)整體（即此時(shí)兩個(gè)空腔內(nèi)的海水作為聲吶的一部分）；則可知聲吶的總重力：G總2＝G聲+2G海水＝66N+222N＝110N，聲吶受到的浮力：F浮1＝ρ海水gV＝103kg/m310N/kg810﹣3m3＝88N，海底對(duì)聲吶的支持力：F支＝G總2﹣F浮1＝110N﹣88N＝22N。答：（1）每個(gè)空腔能容納海水的重量有22N；（2）聲吶整個(gè)體積為810﹣3m3；（3）圖甲中，聲吶的重力為66N；（4）圖丙中，海底對(duì)聲吶的支持力為22N。26．（2019?連云港）如圖甲所示，拉力F通過滑輪組，將正方體金屬塊從水中勻速拉出至水面上方一定高度處。圖乙是拉力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象。不計(jì)動(dòng)滑輪的重力、摩擦及水和空氣對(duì)金屬塊的阻力，g＝10N/kg，求：（1）金屬塊完全浸沒在水中時(shí)受到的浮力大??；（2）金屬塊的密度；（3）如果直接將金屬塊平放在水平地面上，它對(duì)地面的壓強(qiáng)大小?！敬鸢浮看穑海?）金屬塊完全浸沒在水中時(shí)受到的浮力80N；（2）103kg/m3；（3）如果直接將金屬塊平放在水平地面上，103Pa。【解析】（1）由甲圖可知，n＝2，不計(jì)動(dòng)滑輪的重力、摩擦及水和空氣對(duì)金屬塊的阻力，F(xiàn)＝G，當(dāng)金屬塊完全露出液面后，金屬塊不受浮力，此時(shí)拉力等于重力，即為圖中的t2﹣t3時(shí)刻，從乙圖可知，該金屬塊重力為：G＝2F＝2108N＝216N，當(dāng)金屬塊未露出液面時(shí)，即為圖中的0﹣t1時(shí)刻，則2F′+F?。紾，所以金屬塊完全浸沒在水中時(shí)受到的浮力：F?。紾﹣2F′＝216N﹣268N＝80N；（2）根據(jù)F?。溅裧V排可得，金屬塊排開水的體積：V排＝＝＝810﹣3m3，金屬塊完全浸沒在水中，則金屬塊的體積V＝V排＝810﹣3m3，則根據(jù)G＝mg、ρ＝可得，金屬塊的密度為：ρ金＝＝＝103kg/m3。（3）金屬塊的邊長a＝＝＝，則受力面積S＝a2＝（）2＝，金屬塊平放在水平地面時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)：p＝＝＝＝103Pa。答：（1）金屬塊完全浸沒在水中時(shí)受到的浮力80N；（2）103kg/m3；（3）如果直接將金屬塊平放在水平地面上，103Pa。六．解答題27．（2020?蘇州）小明用裝有沙子的帶蓋塑料瓶探究浮力的影響因素。（1）小明列舉了三個(gè)常識(shí)，分別做出了三個(gè)猜想，其中符合常識(shí)1的是猜想 3?。ㄌ钚蛱?hào)）。常識(shí)猜想常識(shí)1：木頭漂在水面，鐵釘沉在水底常識(shí)2：輪船從長江駛?cè)氪蠛?，船身?huì)上浮一些常識(shí)3：人從泳池淺水區(qū)走向深水區(qū)，感覺身體變輕猜想1：與浸入液體的深度有關(guān)猜想2：與液體的密度有關(guān)猜想3：與物體的密度有關(guān)（2）為了驗(yàn)證上述猜想是否正確，小明依次做了如下實(shí)驗(yàn)：①根據(jù)A、B、C的結(jié)果，可得猜想1是 正確?。ㄕ_/錯(cuò)誤）的；根據(jù)A、C、D的結(jié)果，可得猜想1是 錯(cuò)誤?。ㄕ_/錯(cuò)誤）的。深入分析上述現(xiàn)象，可得：浮力大小與 排開液體的體積 有關(guān)，與浸入液體的深度 無關(guān) ；②接下來根據(jù)A、D和E 能?。?不能）對(duì)猜想2進(jìn)行驗(yàn)證；③為驗(yàn)證猜想3，小明在老師的指導(dǎo)下，將瓶子中的沙子倒掉一些以減小物體密度。接著他仿照步驟D進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，便認(rèn)為該猜想是正確的。小明在該實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中存在的問題是 沒有測量出此時(shí)瓶子（含有沙子的）重力 ?！敬鸢浮浚?）3；（2）①正確；錯(cuò)誤；排開液體的體積；無關(guān)；②能；③沒有測量出此時(shí)瓶子（含有沙子的）重力?！窘馕觥浚?）木頭漂在水面，是因?yàn)槟绢^的密度小于水的密度；鐵釘沉在水底，是因?yàn)殍F的密度大于水的密度，其中符合常識(shí)1的是與物體的密度有關(guān)，即符合常識(shí)1的是猜想3；（2）①B、C實(shí)驗(yàn)中（物體在水中的深度不同），測力計(jì)示數(shù)不同，由稱重法，兩實(shí)驗(yàn)中受到的浮力不同，根據(jù)A、B、C的結(jié)果，可得猜想1是正確的；而C、D實(shí)驗(yàn)中，浸入液體的深度不同，兩實(shí)驗(yàn)中，測力計(jì)示數(shù)相同，由稱重法，兩實(shí)驗(yàn)中受到的浮力相同，根據(jù)A、C、D的結(jié)果，可得猜想1是錯(cuò)誤的；B、C實(shí)驗(yàn)中排開液體的體積不同，而C、D實(shí)驗(yàn)中排開液體的體積相同，深入分析上述現(xiàn)象，可得：浮力大小與排開液體的體積有關(guān)，與浸入液體的深度無關(guān)；②研究浮力與液體的密度有關(guān)，要控制排開液體的體積相同，只改變排開液體的密度，故接下來根據(jù)A、D和E能對(duì)猜想2進(jìn)行驗(yàn)證；③根據(jù)稱重法測浮力，F(xiàn)?。紾﹣F，將瓶子中的沙子倒掉一些以減小物體密度，則此時(shí)瓶子（含有沙子的），為驗(yàn)證猜想3，即浮力與與物體的密度有關(guān)，應(yīng)測量出此時(shí)瓶子（含有沙子的）重力中，故小明在該實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中存在的問題是沒有測量出此時(shí)瓶子（含有沙子的）重力。22
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