登录
7. 如图所示,水平地面上有一底面积为 $ 2 × 10^{-2} \mathrm{ m}^2 $ 的圆柱形容器。一个棱长为 $ 10 \mathrm{ cm} $ 的正方体物块通过一根细线与容器底部相连,细线受到的拉力为 $ 4 \mathrm{ N} $。求:($ \rho_{\mathrm{水}} = 1.0 × 10^{3} \mathrm{ kg/m}^3 $,$ g $ 取 $ 10 \mathrm{ N/kg} $)
(1) 此时物块受到的浮力。
(2) 细线剪断后,物块静止时浸入水中的体积。
(1) 此时物块受到的浮力。
(2) 细线剪断后,物块静止时浸入水中的体积。
答案
7. (1)物块的体积$V=10 cm×10 cm×10 cm=1.0×10^{-3} m³，$物块浸没在水中时受到的浮力F_浮=ρ_水gV_排$=1.0×10³ kg/m³×10 N/kg×1.0×10^{-3} m³=10 N (2)$物块浸没在水中时，物块受到三个力的作用:竖直向下的重力和拉力、竖直向上的浮力，则物体的重力G=F_浮-F=10 N-4 N=6 N;因为物块浸没在水中时的浮力大于物块的重力，所以剪断细线后，物块会上浮直至漂浮在水面上，由于漂浮，所以F_浮'=G=6 N，由F_浮=ρ_液gV_排 得V_排$'=\frac{F_浮'}{ρ_水g}=\frac{6 N}{1.0×10³ kg/m³×10 N/kg}=6×10^{-4} m³$
解析
(1)物块的体积$V=10\ \mathrm{cm} × 10\ \mathrm{cm} × 10\ \mathrm{cm}=1000\ \mathrm{cm}^3=1.0× 10^{-3}\ \mathrm{m}^3$，物块浸没在水中，$V_{\mathrm{排}}=V=1.0× 10^{-3}\ \mathrm{m}^3$，物块受到的浮力$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}}=1.0× 10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3× 10\ \mathrm{N/kg}× 1.0× 10^{-3}\ \mathrm{m}^3=10\ \mathrm{N}$。
(2)物块浸没时，受竖直向下的重力$G$、拉力$F$和竖直向上的浮力$F_{\mathrm{浮}}$，则$G=F_{\mathrm{浮}}-F=10\ \mathrm{N}-4\ \mathrm{N}=6\ \mathrm{N}$。剪断细线后，物块上浮最终漂浮，此时$F_{\mathrm{浮}}'=G=6\ \mathrm{N}$，由$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{液}}gV_{\mathrm{排}}$得，浸入水中的体积$V_{\mathrm{排}}'=\frac{F_{\mathrm{浮}}'}{\rho_{\mathrm{水}}g}=\frac{6\ \mathrm{N}}{1.0× 10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3× 10\ \mathrm{N/kg}}=6× 10^{-4}\ \mathrm{m}^3$。
(2)物块浸没时，受竖直向下的重力$G$、拉力$F$和竖直向上的浮力$F_{\mathrm{浮}}$，则$G=F_{\mathrm{浮}}-F=10\ \mathrm{N}-4\ \mathrm{N}=6\ \mathrm{N}$。剪断细线后，物块上浮最终漂浮，此时$F_{\mathrm{浮}}'=G=6\ \mathrm{N}$，由$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{液}}gV_{\mathrm{排}}$得，浸入水中的体积$V_{\mathrm{排}}'=\frac{F_{\mathrm{浮}}'}{\rho_{\mathrm{水}}g}=\frac{6\ \mathrm{N}}{1.0× 10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3× 10\ \mathrm{N/kg}}=6× 10^{-4}\ \mathrm{m}^3$。
8. 如图所示为某型号两栖攻击舰,这艘攻击舰最大排水量约为 $ 3.5 × 10^{4} \mathrm{ t} $。下列说法正确的是($ g $取 $ 10 \mathrm{ N/kg} $) (
A.此军舰满载时能受到的最大浮力约为 $ 3.5 × 10^{5} \mathrm{ N} $
B.军舰航行时,受到的浮力大于军舰的总重力
C.军舰从长江驶入东海后,液体密度增大,排开液体体积增大
D.直升机从军舰上飞走后,军舰所受浮力减小
D
)A.此军舰满载时能受到的最大浮力约为 $ 3.5 × 10^{5} \mathrm{ N} $
B.军舰航行时,受到的浮力大于军舰的总重力
C.军舰从长江驶入东海后,液体密度增大,排开液体体积增大
D.直升机从军舰上飞走后,军舰所受浮力减小
答案
8. D
9. (2024·泸州)我国长征 18 号核潜艇引领中国核潜艇新高度。在进行战备训练时,下列对该潜艇的说法正确的是 (
A.通过改变排开水的体积来实现上浮与下沉
B.在水面下方匀速下潜过程中,受到的浮力增大
C.从长江潜行进入东海时,需要往水舱内注水
D.从长江潜行进入东海时,受到的浮力会变小
C
)A.通过改变排开水的体积来实现上浮与下沉
B.在水面下方匀速下潜过程中,受到的浮力增大
C.从长江潜行进入东海时,需要往水舱内注水
D.从长江潜行进入东海时,受到的浮力会变小
答案
9. C
10. (2024·潍坊)物理兴趣小组把吸管的下端密闭并缠绕一段细铜丝(细铜丝体积忽略不计),自制一个简易密度计。如图所示,密度计分别放入 $ a $、$ b $、$ c $ 三种液体中时,均漂浮在液体中,且保持竖直姿态。密度计在三种液体中静止时,在密度计上与液面相平齐处各标记一条刻度,共得到三条刻度。已知密度计在 $ c $ 液体中,有 $ \frac{1}{8} $ 的体积浸入液体,浸入体积为 $ 5 × 10^{-6} \mathrm{ m}^3 $,三种液体密度如表所示,下列分析正确的是 (
A.三条刻度的间隔距离不相等
B.密度计的质量为 $ 0.1 \mathrm{ kg} $
C.密度计在三种液体中所受浮力不相等
D.密度计在 $ b $ 液体中的浸入体积为 $ 3 × 10^{-5} \mathrm{ m}^3 $
A
)A.三条刻度的间隔距离不相等
B.密度计的质量为 $ 0.1 \mathrm{ kg} $
C.密度计在三种液体中所受浮力不相等
D.密度计在 $ b $ 液体中的浸入体积为 $ 3 × 10^{-5} \mathrm{ m}^3 $
答案
10. A
