6. 将细线的一端固定在容器底部,另一端固定在乒乓球上,并向容器内加水,如图 10-1-3 甲所示。接着将容器的一边垫高,使容器发生倾斜,如图 10-1-3 乙所示。请你画出图 10-1-3 中甲、乙两个乒乓球所受浮力的示意图。

答案
解析
【解析】
浮力的方向总是竖直向上,作用点在乒乓球的重心。甲、乙两图中,均过乒乓球的重心,沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段,并标注符号$F_{浮}$,即为浮力的示意图。
【答案】
甲图:在乒乓球重心位置,画一条竖直向上的带箭头线段,标注$F_{浮}$;
乙图:在乒乓球重心位置,画一条竖直向上的带箭头线段,标注$F_{浮}$。(示意图需符合上述描述)
【知识点】
浮力的方向、力的示意图绘制
【点评】
本题考查浮力方向的特点与力的示意图的绘制,需明确浮力始终竖直向上,不受容器倾斜的影响,掌握力的示意图的规范画法。
【难度系数】
0.7
浮力的方向总是竖直向上,作用点在乒乓球的重心。甲、乙两图中,均过乒乓球的重心,沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段,并标注符号$F_{浮}$,即为浮力的示意图。
【答案】
甲图:在乒乓球重心位置,画一条竖直向上的带箭头线段,标注$F_{浮}$;
乙图:在乒乓球重心位置,画一条竖直向上的带箭头线段,标注$F_{浮}$。(示意图需符合上述描述)
【知识点】
浮力的方向、力的示意图绘制
【点评】
本题考查浮力方向的特点与力的示意图的绘制,需明确浮力始终竖直向上,不受容器倾斜的影响,掌握力的示意图的规范画法。
【难度系数】
0.7
7. 如图 10-1-4 甲所示,将一实心圆柱悬挂于弹簧测力计下,物体下表面刚好与水面接触。从此处将物体匀速放下,直到被水完全浸没的过程中,弹簧测力计示数 $ F $ 与圆柱下表面浸入水中深度 $ h $ 的关系如图 10-1-4 乙所示。圆柱所受重力为

2.4
N,圆柱浸没时受到的浮力为1
N。答案
2.4
1
1
解析
【解析】
1. 当圆柱下表面浸入水中深度$ h=0 $时,物体下表面刚好与水面接触,此时弹簧测力计的示数等于圆柱的重力,由图乙可知,圆柱的重力$ G=2.4\,\mathrm{N} $。
2. 当圆柱完全浸没在水中后,弹簧测力计的示数稳定为$ F_{\mathrm{示}}=1.4\,\mathrm{N} $,根据称重法测浮力公式$ F_{\mathrm{浮}}=G-F_{\mathrm{示}} $,可得圆柱浸没时受到的浮力:
$ F_{\mathrm{浮}}=2.4\,\mathrm{N}-1.4\,\mathrm{N}=1\,\mathrm{N} $。
【答案】
2.4;1
【知识点】
称重法测浮力;图像信息提取
【点评】
本题结合图像考查称重法测浮力,需从图像中提取关键数据,理解物体浸入水中过程中拉力的变化规律,是对基础知识点的综合应用。
【难度系数】
0.7
1. 当圆柱下表面浸入水中深度$ h=0 $时,物体下表面刚好与水面接触,此时弹簧测力计的示数等于圆柱的重力,由图乙可知,圆柱的重力$ G=2.4\,\mathrm{N} $。
2. 当圆柱完全浸没在水中后,弹簧测力计的示数稳定为$ F_{\mathrm{示}}=1.4\,\mathrm{N} $,根据称重法测浮力公式$ F_{\mathrm{浮}}=G-F_{\mathrm{示}} $,可得圆柱浸没时受到的浮力:
$ F_{\mathrm{浮}}=2.4\,\mathrm{N}-1.4\,\mathrm{N}=1\,\mathrm{N} $。
【答案】
2.4;1
【知识点】
称重法测浮力;图像信息提取
【点评】
本题结合图像考查称重法测浮力,需从图像中提取关键数据,理解物体浸入水中过程中拉力的变化规律,是对基础知识点的综合应用。
【难度系数】
0.7
8. 一个均匀的长方体浸没在液体中,如图 10-1-5 所示。已知它的底面积为 $ S $,上表面所处深度为 $ h_1 $,下表面所处深度为 $ h_2 $,液体密度 $ \rho_{\mathrm{液}} $ 和 $ g $ 为已知量。这个长方体下表面受到液体的压力 $ F_2 = $

ρ液gh₂S
,这个长方体受到的浮力 $ F_{\mathrm{浮}} = $ρ液gS(h₂ - h₁)
。答案
$\rho_{\mathrm{液}}gh_{2}S$
$\rho_{\mathrm{液}}gS(h_{2}-h_{1})$
$\rho_{\mathrm{液}}gS(h_{2}-h_{1})$
解析
【解析】
1. 计算下表面受到的压力:
根据液体压强公式$p=\rho_{\mathrm{液}}gh$,长方体下表面受到的液体压强$p_2=\rho_{\mathrm{液}}gh_2$,
由压强公式$p=\frac{F}{S}$变形得$F=pS$,因此下表面受到的压力$F_2=p_2S=\rho_{\mathrm{液}}gh_2S$。
2. 计算长方体受到的浮力:
同理,上表面受到的液体压力$F_1=\rho_{\mathrm{液}}gh_1S$,
根据浮力产生的原因,浮力等于物体上下表面的压力差,即$F_{\mathrm{浮}}=F_2-F_1=\rho_{\mathrm{液}}gh_2S-\rho_{\mathrm{液}}gh_1S=\rho_{\mathrm{液}}gS(h_2-h_1)$。
【答案】
$\boldsymbol{\rho_{\mathrm{液}}gh_{2}S}$;$\boldsymbol{\rho_{\mathrm{液}}gS(h_{2}-h_{1})}$
【知识点】
液体压强公式;浮力产生的原因
【点评】
本题考查液体压强与浮力的计算,需掌握液体压强公式,理解浮力是物体上下表面的压力差这一实质。
【难度系数】
0.6
1. 计算下表面受到的压力:
根据液体压强公式$p=\rho_{\mathrm{液}}gh$,长方体下表面受到的液体压强$p_2=\rho_{\mathrm{液}}gh_2$,
由压强公式$p=\frac{F}{S}$变形得$F=pS$,因此下表面受到的压力$F_2=p_2S=\rho_{\mathrm{液}}gh_2S$。
2. 计算长方体受到的浮力:
同理,上表面受到的液体压力$F_1=\rho_{\mathrm{液}}gh_1S$,
根据浮力产生的原因,浮力等于物体上下表面的压力差,即$F_{\mathrm{浮}}=F_2-F_1=\rho_{\mathrm{液}}gh_2S-\rho_{\mathrm{液}}gh_1S=\rho_{\mathrm{液}}gS(h_2-h_1)$。
【答案】
$\boldsymbol{\rho_{\mathrm{液}}gh_{2}S}$;$\boldsymbol{\rho_{\mathrm{液}}gS(h_{2}-h_{1})}$
【知识点】
液体压强公式;浮力产生的原因
【点评】
本题考查液体压强与浮力的计算,需掌握液体压强公式,理解浮力是物体上下表面的压力差这一实质。
【难度系数】
0.6
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