三、作图与计算题
12. (1)如图甲所示是一铁球从 A 点下沉至 C 点的过程,作出铁球在 B 点时受到的浮力和重力的示意图.
(2)如图乙所示,物块 A 静止在斜面 B 上,请画出物块 A 对斜面 B 的压力 F 和 A 受到的摩擦力 f.
(3)如图丙所示,重 4N 的小球漂浮在水面上,画出小球受到的力和斜面所受的压力.

12. (1)如图甲所示是一铁球从 A 点下沉至 C 点的过程,作出铁球在 B 点时受到的浮力和重力的示意图.
(2)如图乙所示,物块 A 静止在斜面 B 上,请画出物块 A 对斜面 B 的压力 F 和 A 受到的摩擦力 f.
(3)如图丙所示,重 4N 的小球漂浮在水面上,画出小球受到的力和斜面所受的压力.
答案
12. (1)如答图甲所示
第12题答图甲
(2)如答图乙所示
第12题答图乙
(3)如答图丙所示
第12题答图丙
13. 一个质量为 200g 的金属块浸没在盛满酒精的烧杯中时,从杯中溢出了 80g 酒精,($\rho_{酒精}=0.8×10^{3}kg/m^{3}$,g 取 10N/kg)则:
(1)金属块所受的浮力为多大?
(2)该金属块的密度为多大?
(3)如果把该金属块浸没到盛满水的烧杯中,此时金属块受到的浮力大小是多少?
(1)金属块所受的浮力为多大?
(2)该金属块的密度为多大?
(3)如果把该金属块浸没到盛满水的烧杯中,此时金属块受到的浮力大小是多少?
答案
13. 解:(1)由阿基米德原理可得,金属块所受的浮力
$F_{浮}=G_{排}=G_{溢}=m_{溢}g=0.08kg×10N/kg=0.8N$.
(2)由$\rho=\frac{m}{V}$得,溢出酒精的体积
$V_{溢酒精}=\frac{m_{溢}}{\rho_{酒精}}=\frac{80g}{0.8g/cm^{3}}=100cm^{3}$,
因为金属块浸没在酒精中,所以金属块的体积
$V=V_{溢酒精}=100cm^{3}$,$\rho_{金属}=\frac{m}{V}=\frac{200g}{100cm^{3}}=2g/cm^{3}$.
(3)把该金属块浸没到盛满水的烧杯中时,
$V_{排}=V=100cm^{3}=1×10^{-4}m^{3}$,
此时金属块受到的浮力$F_{浮}'=\rho_{水}gV_{排}=1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg×1×10^{-4}m^{3}=1N$.
$F_{浮}=G_{排}=G_{溢}=m_{溢}g=0.08kg×10N/kg=0.8N$.
(2)由$\rho=\frac{m}{V}$得,溢出酒精的体积
$V_{溢酒精}=\frac{m_{溢}}{\rho_{酒精}}=\frac{80g}{0.8g/cm^{3}}=100cm^{3}$,
因为金属块浸没在酒精中,所以金属块的体积
$V=V_{溢酒精}=100cm^{3}$,$\rho_{金属}=\frac{m}{V}=\frac{200g}{100cm^{3}}=2g/cm^{3}$.
(3)把该金属块浸没到盛满水的烧杯中时,
$V_{排}=V=100cm^{3}=1×10^{-4}m^{3}$,
此时金属块受到的浮力$F_{浮}'=\rho_{水}gV_{排}=1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg×1×10^{-4}m^{3}=1N$.
14. 一个棱长为 10cm 的正方体木块,细线的一端跟木块底部相连,另一端固定在容器底,如图甲所示(容器高比细线与木块棱长之和大得多),现向容器中慢慢加水,如图乙所示.用 $F_{浮}$ 表示木块受到的浮力,用 h 表示容器中水的深度,图丙为 $F_{浮}$ 随深度 h 变化的关系图像.(g 取 10N/kg)
(1)当 $F_{浮}=4N$ 时,木块处于
(2)木块的密度为多少?
(3)整个加水过程中,木块只受浮力和重力时,容器中水的深度 h 的变化范围是多少?

(1)当 $F_{浮}=4N$ 时,木块处于
漂浮
(填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)状态.(2)木块的密度为多少?
(3)整个加水过程中,木块只受浮力和重力时,容器中水的深度 h 的变化范围是多少?
答案
14. (1)漂浮 (2)木块的密度为$0.4×10^{3}kg/m^{3}$.
(3)木块只受浮力和重力时,容器中水的深度$h$的变化范围为4~19cm.
(3)木块只受浮力和重力时,容器中水的深度$h$的变化范围为4~19cm.
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