8. 右图为装满液体的封闭容器。设液体对容器底的压强为$p_1$,压力为$F_1$,容器对桌面的压强为$p_2$,压力为$F_2$。如果不计容器自重,则 ()

A.$p_1=p_2,F_1=F_2$
B.$p_1>p_2,F_1=F_2$
C.$p_1<p_2,F_1=F_2$
D.$p_1>p_2,F_1>F_2$
A.$p_1=p_2,F_1=F_2$
B.$p_1>p_2,F_1=F_2$
C.$p_1<p_2,F_1=F_2$
D.$p_1>p_2,F_1>F_2$
答案
D
解析
1. 根据液体压强公式,液体对容器底的压强$p_1=\rho gh$,液体对容器底的压力$F_1=p_1S=\rho ghS$,该容器下宽上窄,因此$\rho ghS$大于液体的总重力$G_{\mathrm{液}}$,即$F_1>G_{\mathrm{液}}$。
2. 不计容器自重时,容器对桌面的压力等于液体的总重力,即$F_2=G_{\mathrm{液}}$,因此$F_1>F_2$。
3. 容器对桌面的压强$p_2=\frac{F_2}{S}=\frac{G_{\mathrm{液}}}{S}$,结合$\rho ghS>G_{\mathrm{液}}$,两边同除以受力面积S可得$p_1=\rho gh > \frac{G_{\mathrm{液}}}{S}=p_2$。
综上可得$p_1>p_2$,$F_1>F_2$。
2. 不计容器自重时,容器对桌面的压力等于液体的总重力,即$F_2=G_{\mathrm{液}}$,因此$F_1>F_2$。
3. 容器对桌面的压强$p_2=\frac{F_2}{S}=\frac{G_{\mathrm{液}}}{S}$,结合$\rho ghS>G_{\mathrm{液}}$,两边同除以受力面积S可得$p_1=\rho gh > \frac{G_{\mathrm{液}}}{S}=p_2$。
综上可得$p_1>p_2$,$F_1>F_2$。
9. 我国某艘国产航母满载时的排水量为67 000 t,舰长约315 m、宽约75 m,舰体比辽宁舰稍大一些,它满载时受到海水的浮力是 N,如果它从东海驶入长江,舰身会(填“上浮一些”“下沉一些”或“保持不变”)。(g取10 N/kg)
答案
$\boldsymbol{6.7×10^8}$;$\boldsymbol{下沉一些}$
解析
解:
根据阿基米德原理,航母满载时受到的浮力等于排开海水的重力:
m排 = 67000 t = 6.7×10^7 kg
F浮 = G排 = m排g = 6.7×10^7 kg × 10 N/kg = 6.7×10^8 N
航母从东海驶入长江,始终漂浮,所受浮力等于自身总重力,浮力大小保持不变;由于江水密度小于海水密度,由F浮=ρ液gV排可知,航母排开液体的体积会变大,因此舰身会下沉一些。
根据阿基米德原理,航母满载时受到的浮力等于排开海水的重力:
m排 = 67000 t = 6.7×10^7 kg
F浮 = G排 = m排g = 6.7×10^7 kg × 10 N/kg = 6.7×10^8 N
航母从东海驶入长江,始终漂浮,所受浮力等于自身总重力,浮力大小保持不变;由于江水密度小于海水密度,由F浮=ρ液gV排可知,航母排开液体的体积会变大,因此舰身会下沉一些。
10. 两个物体分别挂在弹簧测力计上,将它们同时浸没到水中,发现两个弹簧测力计的示数的减小值相同,由此可以判断()
A.两个物体一定处在液体中相同深度
B.浸没在水中时,弹簧测力计的示数是相同的
C.两个物体一定是等重的
D.两物体受到的浮力一定相同
A.两个物体一定处在液体中相同深度
B.浸没在水中时,弹簧测力计的示数是相同的
C.两个物体一定是等重的
D.两物体受到的浮力一定相同
答案
D
解析
根据称重法测浮力的原理:$F_{浮}=G-F_{示}$,可知弹簧测力计示数的减小值等于物体受到的浮力大小。题目中两个弹簧测力计的示数减小值相同,说明两个物体受到的浮力一定相同。
对各选项分析:
A. 物体浸没在水中后,受到的浮力与深度无关,不需要处在相同深度,A错误;
B. 浸没时弹簧测力计的示数$F_{示}=G-F_{浮}$,仅知道$F_{浮}$相同,两个物体的重力未知,无法判断示数是否相同,B错误;
C. 物体重力$G=F_{示}+F_{浮}$,仅知道$F_{浮}$相同,浸没时的拉力未知,无法判断两个物体重力是否相等,C错误;
D. 由上述推导可知,两物体受到的浮力一定相同,D正确。
对各选项分析:
A. 物体浸没在水中后,受到的浮力与深度无关,不需要处在相同深度,A错误;
B. 浸没时弹簧测力计的示数$F_{示}=G-F_{浮}$,仅知道$F_{浮}$相同,两个物体的重力未知,无法判断示数是否相同,B错误;
C. 物体重力$G=F_{示}+F_{浮}$,仅知道$F_{浮}$相同,浸没时的拉力未知,无法判断两个物体重力是否相等,C错误;
D. 由上述推导可知,两物体受到的浮力一定相同,D正确。
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