2026年同步练习河南大学出版社八年级物理全一册沪科版第177页答案
10. 弹簧测力计下悬挂一个0.32 kg的重物,把重物浸没在水中时,弹簧测力计的示数如图所示。g取10 N/kg,$\rho_{\mathrm{水}}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$,求:
(1)重物的重力。
(2)重物浸没在水中时受到的浮力大小。
(3)重物的密度。

答案

(1)重物的重力:
$G=mg=0.32\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=3.2\ \mathrm{N}$
(2)由图可知,弹簧测力计分度值为0.2 N,重物浸没时拉力:$F_{拉}=2.4\ \mathrm{N}$
根据称重法测浮力的原理可得:
$F_{浮}=G-F_{拉}=3.2\ \mathrm{N}-2.4\ \mathrm{N}=0.8\ \mathrm{N}$
(3)重物浸没在水中时,排开水的体积等于重物的体积。根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水} g V_{排}$,则物体的体积:
$V=V_{排}=\dfrac{F_{浮}}{\rho_{水} g}=\dfrac{0.8\ \mathrm{N}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=8×10^{-5}\ \mathrm{m}^3$
则重物的密度:
$\rho=\dfrac{m}{V}=\dfrac{0.32\ \mathrm{kg}}{8×10^{-5}\ \mathrm{m}^3}=4×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$

解析

【分析】
要解决这道题,分三步推导:第一步利用重力公式计算重物的重力;第二步通过弹簧测力计读数,结合称重法计算浮力;第三步根据阿基米德原理求出重物体积,再用密度公式计算重物密度。
【解析】
(1)计算重物的重力:
根据重力公式 $ G = mg $,代入 $ m=0.32\ \mathrm{kg} $、$ g=10\ \mathrm{N/kg} $,得:
$ G = 0.32\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 3.2\ \mathrm{N} $
(2)计算重物浸没时的浮力:
弹簧测力计分度值为0.2N,示数 $ F_{拉}=2.4\ \mathrm{N} $。根据称重法 $ F_{浮}=G-F_{拉} $,代入数据得:
$ F_{浮}=3.2\ \mathrm{N} - 2.4\ \mathrm{N} = 0.8\ \mathrm{N} $
(3)计算重物的密度:
重物浸没时 $ V=V_{排} $,由阿基米德原理 $ F_{浮}=\rho_{水}gV_{排} $,变形得体积:
$ V = \frac{F_{浮}}{\rho_{水}g} = \frac{0.8\ \mathrm{N}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}} = 8×10^{-5}\ \mathrm{m^3} $
再根据密度公式 $ \rho=\frac{m}{V} $,代入数据得:
$ \rho=\frac{0.32\ \mathrm{kg}}{8×10^{-5}\ \mathrm{m^3}} = 4×10^3\ \mathrm{kg/m^3} $
【答案】
(1) 3.2 N;(2) 0.8 N;(3) $4×10^3\ \mathrm{kg/m^3}$
【知识点】
重力计算、浮力称重法、密度计算
【点评】
本题是力学基础综合题,结合弹簧测力计读数、重力、浮力、密度公式应用,考查学生对核心公式的掌握和运用能力。
【难度系数】
0.6
11. 如图所示,将密度为$0.6× 10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$、高度为10 cm、底面积为20 cm²的实心圆柱体放入底面积为50 cm²的水平放置的容器中,并向容器内加水。($\rho_{\mathrm{水}}=1.0× 10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$, g取10 N/kg)
(1)圆柱体的重力为多大?
(2)当加水到4 cm深时,水对容器底的压强为多大?
(3)继续向容器中加水,当圆柱体对容器底的压力刚好为零时,圆柱体浸入水中的深度是多少?

答案

(1)圆柱体的体积:
$V=Sh=20\ \mathrm{cm}^2×10\ \mathrm{cm}=200\ \mathrm{cm}^3=2×10^{-4}\ \mathrm{m}^3$
圆柱体的重力:
$G=mg=\rho_{柱} Vg=0.6×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×2×10^{-4}\ \mathrm{m}^3×10\ \mathrm{N/kg}=1.2\ \mathrm{N}$
(2)水对容器底的压强:
$p=\rho_{水} g h'=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×4×10^{-2}\ \mathrm{m}=400\ \mathrm{Pa}$
(3)继续向容器中加水,当圆柱体对容器底的压力为零时,物体刚好漂浮,则:
$F_{浮}=G=1.2\ \mathrm{N}$
根据$F_{浮}=\rho_{水} g V_{排}$ 可得此时浸入水中的体积(排开水的体积):
$V_{排}=\dfrac{F_{浮}}{\rho_{水} g}=\dfrac{1.2\ \mathrm{N}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=1.2×10^{-4}\ \mathrm{m}^3=120\ \mathrm{cm}^3$
则圆柱体浸入水中的深度:
$h_{浸}=\dfrac{V_{排}}{S}=\dfrac{120\ \mathrm{cm}^3}{20\ \mathrm{cm}^2}=6\ \mathrm{cm}$

解析

【分析】
第(1)问求圆柱体重力,需先根据圆柱体的底面积和高度计算体积,再利用重力公式$G=\rho Vg$代入数值求解;第(2)问水对容器底的压强,直接用液体压强公式$p=\rho_{水}gh$,代入加水深度计算;第(3)问中,圆柱体对容器底压力为零时处于漂浮状态,浮力等于重力,再结合阿基米德原理算出排开水的体积,最后用排开体积除以圆柱体底面积得到浸入深度。
【解析】
(1) 圆柱体的体积:
$V = S_{柱}h_{柱} = 20\ \mathrm{cm}^2×10\ \mathrm{cm} = 200\ \mathrm{cm}^3 = 2×10^{-4}\ \mathrm{m}^3$
圆柱体的重力:
$G = mg = \rho_{柱}Vg = 0.6×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×2×10^{-4}\ \mathrm{m}^3×10\ \mathrm{N/kg} = 1.2\ \mathrm{N}$
(2) 加水深度$h' = 4\ \mathrm{cm} = 0.04\ \mathrm{m}$,水对容器底的压强:
$p = \rho_{水}gh' = 1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×0.04\ \mathrm{m} = 400\ \mathrm{Pa}$
(3) 当圆柱体对容器底压力为零时,圆柱体漂浮,$F_{浮}=G=1.2\ \mathrm{N}$,由$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$得:
$V_{排} = \frac{F_{浮}}{\rho_{水}g} = \frac{1.2\ \mathrm{N}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}} = 1.2×10^{-4}\ \mathrm{m}^3 = 120\ \mathrm{cm}^3$
圆柱体浸入水中的深度:
$h_{浸} = \frac{V_{排}}{S_{柱}} = \frac{120\ \mathrm{cm}^3}{20\ \mathrm{cm}^2} = 6\ \mathrm{cm}$
【答案】
(1)1.2 N;(2)400 Pa;(3)6 cm
【知识点】
重力计算、液体压强、浮力
【点评】
本题综合考查力学中重力、液体压强、浮力的相关知识,需掌握对应公式并结合漂浮条件分析,属于基础综合题,注重公式的灵活应用。
【难度系数】
0.6
12.学习了浮力知识后,小金做了一个观察鸡蛋浮沉的实验。他将一个底面积为100 cm²的薄壁圆柱形容器放置在水平桌面上,向容器中注入10 cm深的水,再将质量为55 g的鸡蛋轻轻放入水中,发现鸡蛋沉至容器底部,此时测得水面升高了0.5 cm。向容器中加食盐并轻轻搅动,直到鸡蛋恰好悬浮起来。不计容器的质量,g取10 N/kg,水的密度为$1.0×10^{3}\ kg/m^{3}$,请完成下列问题:
(1)放入鸡蛋前,容器底部受到的水的压强是多少?
(2)当鸡蛋沉至容器底部时,鸡蛋受到的浮力是多少?
(3)当鸡蛋悬浮时,盐水的密度是多少?

答案

(1)水深$h=10\ \mathrm{cm}=0.1\ \mathrm{m}$,水对容器底部的压强:
$p=\rho_{水} g h=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×0.1\ \mathrm{m}=1×10^3\ \mathrm{Pa}$
(2)加盐之前鸡蛋沉至容器底部时,排开水的体积:
$V_{排}=100\ \mathrm{cm}^2×0.5\ \mathrm{cm}=50\ \mathrm{cm}^3=5×10^{-5}\ \mathrm{m}^3$
此时鸡蛋受到的浮力为:
$F_{浮}=\rho_{水} g V_{排}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×5×10^{-5}\ \mathrm{m}^3=0.5\ \mathrm{N}$
(3)鸡蛋恰好悬浮时:
$F_{浮}'=G=mg=55×10^{-3}\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=0.55\ \mathrm{N}$
鸡蛋排开盐水的体积$V_{排}'=V_{排}=5×10^{-5}\ \mathrm{m}^3$
由$F_{浮}'=\rho_{盐水} g V_{排}$ 得盐水的密度为:
$\rho_{盐水}=\dfrac{F_{浮}'}{g V_{排}'}=\dfrac{0.55\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}×5×10^{-5}\ \mathrm{m}^3}=1.1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$

解析

【分析】
本题分为三个小问题,需逐步分析:
1. 第一问求放入鸡蛋前容器底部的水的压强,利用液体压强公式 $ p = \rho gh $,先将水深单位换算为国际单位,再代入计算即可。
2. 第二问求鸡蛋沉底时的浮力,鸡蛋沉底时排开水的体积等于水面上升的体积,根据圆柱形容器底面积和水面上升高度计算排开体积,再用阿基米德原理 $ F_{浮} = \rho_{液}gV_{排} $ 计算浮力。
3. 第三问求鸡蛋悬浮时盐水的密度,鸡蛋悬浮时浮力等于自身重力,排开盐水的体积等于鸡蛋体积(即之前排开水的体积),结合阿基米德原理变形公式 $ \rho_{盐水} = \frac{F_{浮}'}{gV_{排}'} $ 计算盐水密度。
【解析】
(1) 放入鸡蛋前,水深 $ h = 10\ \mathrm{cm} = 0.1\ \mathrm{m} $,根据液体压强公式:
$ p = \rho_{水}gh = 1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3} × 10\ \mathrm{N/kg} × 0.1\ \mathrm{m} = 1×10^3\ \mathrm{Pa} $
(2) 鸡蛋沉底时,排开水的体积等于水面上升的体积:
$ V_{排} = S\Delta h = 100\ \mathrm{cm^2} × 0.5\ \mathrm{cm} = 50\ \mathrm{cm^3} = 5×10^{-5}\ \mathrm{m^3} $
根据阿基米德原理,鸡蛋受到的浮力:
$ F_{浮} = \rho_{水}gV_{排} = 1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3} × 10\ \mathrm{N/kg} × 5×10^{-5}\ \mathrm{m^3} = 0.5\ \mathrm{N} $
(3) 鸡蛋悬浮时,浮力等于自身重力,即 $ F_{浮}' = G = mg $,鸡蛋质量 $ m = 55\ \mathrm{g} = 0.055\ \mathrm{kg} $,则:
$ F_{浮}' = 0.055\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 0.55\ \mathrm{N} $
悬浮时排开盐水的体积等于鸡蛋体积,即 $ V_{排}' = V_{排} = 5×10^{-5}\ \mathrm{m^3} $,由 $ F_{浮}' = \rho_{盐水}gV_{排}' $ 变形得:
$ \rho_{盐水} = \frac{F_{浮}'}{gV_{排}'} = \frac{0.55\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg} × 5×10^{-5}\ \mathrm{m^3}} = 1.1×10^3\ \mathrm{kg/m^3} $
【答案】
(1) $ 1×10^3\ \mathrm{Pa} $;(2) $ 0.5\ \mathrm{N} $;(3) $ 1.1×10^3\ \mathrm{kg/m^3} $
【知识点】
液体压强计算、阿基米德原理、物体浮沉条件
【点评】
本题是浮力与液体压强的基础综合题,主要考查学生对液体压强公式、阿基米德原理及物体浮沉条件的掌握和应用,解题时需注意单位换算,难度适中。
【难度系数】
0.7