8.将一小石块和小木块抛入一杯水中,结果发现木块浮在水面上,而石块却沉入水中,就此现象,下列分析正确的是()
A.木块受到浮力,石块不受浮力
B.石块沉入水中,所受浮力小于自身的重力
C.木块受到的浮力一定大于石块所受的浮力
D.木块浮在水面上,所受浮力大于自身的重力
A.木块受到浮力,石块不受浮力
B.石块沉入水中,所受浮力小于自身的重力
C.木块受到的浮力一定大于石块所受的浮力
D.木块浮在水面上,所受浮力大于自身的重力
答案
B
解析
逐一分析选项:
1. 选项A:浸在水中的木块和石块都受到水的浮力作用,A错误。
2. 选项B:物体下沉的条件是所受浮力小于自身重力,石块沉入水中,说明它受到的浮力小于自身重力,B正确。
3. 选项C:浮力大小由排开水的体积决定,未知木块和石块排开水的体积关系,无法确定木块受到的浮力一定大于石块的浮力,C错误。
4. 选项D:木块漂浮在水面上,处于平衡状态,所受浮力等于自身的重力,D错误。
1. 选项A:浸在水中的木块和石块都受到水的浮力作用,A错误。
2. 选项B:物体下沉的条件是所受浮力小于自身重力,石块沉入水中,说明它受到的浮力小于自身重力,B正确。
3. 选项C:浮力大小由排开水的体积决定,未知木块和石块排开水的体积关系,无法确定木块受到的浮力一定大于石块的浮力,C错误。
4. 选项D:木块漂浮在水面上,处于平衡状态,所受浮力等于自身的重力,D错误。
9.饺子是大家喜爱的食品,在水中煮一会儿会漂起,是因为饺子受热膨胀,体积,浮力(选填“增大”“减小”或“不变”),饺子在水中上升过程中,饺子所受的浮力自身重力(选填“大于”“小于”或“等于”)。
答案
解:
饺子受热膨胀,体积增大;
根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,水的密度不变,饺子排开水的体积随自身体积增大而变大,因此饺子受到的浮力增大;
由物体浮沉条件可知,饺子在水中上升过程中处于上浮状态,所受浮力大于自身重力。
答案依次为:增大;增大;大于。
饺子受热膨胀,体积增大;
根据阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,水的密度不变,饺子排开水的体积随自身体积增大而变大,因此饺子受到的浮力增大;
由物体浮沉条件可知,饺子在水中上升过程中处于上浮状态,所受浮力大于自身重力。
答案依次为:增大;增大;大于。
10. 小林和爸爸周末到郊外去钓鱼,他在亲近大自然的同时还观察到爸爸在钓鱼前要“试漂”来确定铅坠(铅坠由合金制成)的大小,尽量使“浮标”更灵敏(如图1),图2是浮标和铅坠的位置示意图。若球形浮标的体积为15 cm³,铅坠的密度为11 g/cm³。(水的密度$\rho_{水}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$,$g$取10 N/kg)
(1)若铅坠在水面下1.2 m处,它受到水的压强是多大?
(2)有经验的钓鱼者会使浮标体积的$\frac{2}{3}$浸入水中,此时浮标受到的浮力是多大?
(3)小林看见爸爸有一种体积为0.5cm³的铅坠,如果使用这种铅坠,浮标静止时浸入水中的体积有多大?(铅坠未接触池底,不计浮标的质量,不计钓线、鱼钩和鱼饵的体积及质量)
(1)若铅坠在水面下1.2 m处,它受到水的压强是多大?
(2)有经验的钓鱼者会使浮标体积的$\frac{2}{3}$浸入水中,此时浮标受到的浮力是多大?
(3)小林看见爸爸有一种体积为0.5cm³的铅坠,如果使用这种铅坠,浮标静止时浸入水中的体积有多大?(铅坠未接触池底,不计浮标的质量,不计钓线、鱼钩和鱼饵的体积及质量)
答案
解:
(1) 铅坠受到水的压强:
$p = \rho_{水}gh = 1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 1.2\ \mathrm{m} = 1.2×10^4\ \mathrm{Pa}$
(2) 浮标排开水的体积:
$V_{\mathrm{排}} = \frac{2}{3}V_{\mathrm{浮标}} = \frac{2}{3} × 15\ \mathrm{cm}^3 = 10\ \mathrm{cm}^3 = 1×10^{-5}\ \mathrm{m}^3$
此时浮标受到的浮力:
$F_{\mathrm{浮}} = \rho_{水}gV_{\mathrm{排}} = 1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 1×10^{-5}\ \mathrm{m}^3 = 0.1\ \mathrm{N}$
(3) 铅坠的重力为:
$G = mg = \rho_{\mathrm{铅}}V_{\mathrm{铅}}g$
铅坠浸没在水中,受到的浮力为:
$F_{\mathrm{浮铅}} = \rho_{水}gV_{\mathrm{铅}}$
不计浮标、钓线等的质量,整体受力平衡,浮标受到的浮力与铅坠受到的浮力之和等于铅坠的重力,即:
$F_{\mathrm{浮标浸}} + F_{\mathrm{浮铅}} = G$
设浮标浸入水中的体积为$V_{\mathrm{浸}}$,则$F_{\mathrm{浮标浸}}=\rho_{水}gV_{\mathrm{浸}}$,代入上式得:
$\rho_{水}gV_{\mathrm{浸}} + \rho_{水}gV_{\mathrm{铅}} = \rho_{\mathrm{铅}}V_{\mathrm{铅}}g$
约去g,整理得:
$V_{\mathrm{浸}} = \frac{(\rho_{\mathrm{铅}} - \rho_{水})V_{\mathrm{铅}}}{\rho_{水}} = \frac{(11\ \mathrm{g/cm}^3 - 1.0\ \mathrm{g/cm}^3)× 0.5\ \mathrm{cm}^3}{1.0\ \mathrm{g/cm}^3} = 5\ \mathrm{cm}^3$
答:(1) 铅坠受到水的压强是$1.2×10^4\ \mathrm{Pa}$;(2) 浮标受到的浮力是$0.1\ \mathrm{N}$;(3) 浮标静止时浸入水中的体积是$5\ \mathrm{cm}^3$。
(1) 铅坠受到水的压强:
$p = \rho_{水}gh = 1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 1.2\ \mathrm{m} = 1.2×10^4\ \mathrm{Pa}$
(2) 浮标排开水的体积:
$V_{\mathrm{排}} = \frac{2}{3}V_{\mathrm{浮标}} = \frac{2}{3} × 15\ \mathrm{cm}^3 = 10\ \mathrm{cm}^3 = 1×10^{-5}\ \mathrm{m}^3$
此时浮标受到的浮力:
$F_{\mathrm{浮}} = \rho_{水}gV_{\mathrm{排}} = 1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg} × 1×10^{-5}\ \mathrm{m}^3 = 0.1\ \mathrm{N}$
(3) 铅坠的重力为:
$G = mg = \rho_{\mathrm{铅}}V_{\mathrm{铅}}g$
铅坠浸没在水中,受到的浮力为:
$F_{\mathrm{浮铅}} = \rho_{水}gV_{\mathrm{铅}}$
不计浮标、钓线等的质量,整体受力平衡,浮标受到的浮力与铅坠受到的浮力之和等于铅坠的重力,即:
$F_{\mathrm{浮标浸}} + F_{\mathrm{浮铅}} = G$
设浮标浸入水中的体积为$V_{\mathrm{浸}}$,则$F_{\mathrm{浮标浸}}=\rho_{水}gV_{\mathrm{浸}}$,代入上式得:
$\rho_{水}gV_{\mathrm{浸}} + \rho_{水}gV_{\mathrm{铅}} = \rho_{\mathrm{铅}}V_{\mathrm{铅}}g$
约去g,整理得:
$V_{\mathrm{浸}} = \frac{(\rho_{\mathrm{铅}} - \rho_{水})V_{\mathrm{铅}}}{\rho_{水}} = \frac{(11\ \mathrm{g/cm}^3 - 1.0\ \mathrm{g/cm}^3)× 0.5\ \mathrm{cm}^3}{1.0\ \mathrm{g/cm}^3} = 5\ \mathrm{cm}^3$
答:(1) 铅坠受到水的压强是$1.2×10^4\ \mathrm{Pa}$;(2) 浮标受到的浮力是$0.1\ \mathrm{N}$;(3) 浮标静止时浸入水中的体积是$5\ \mathrm{cm}^3$。
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