【題目】用一根不可伸長(zhǎng)的輕繩,將一體積為V的長(zhǎng)方體木塊系于底面積為S0的圓柱形薄壁容器底部。往容器中緩慢注入密度為ρ0的液體,當(dāng)木塊露出液面的體積與浸入水中的體積之比為1:4時(shí),繩子受到的拉力是木塊重力的,如圖所示。若將木塊露出水面的部分切除,繩子剛好被拉斷。求:

(1)木塊的密度;

(2)細(xì)線剛好被拉斷時(shí)與細(xì)線斷后容器中液面恢復(fù)穩(wěn)定時(shí),容器底部所受液體壓強(qiáng)的變化量。

【答案】(1)ρ0;(2)

【解析】

(1)已知木塊體積(排開水的體積),利用阿基米德原理求所受浮力,根據(jù)已知得出拉力與重力的關(guān)系;根據(jù)物體受力平衡條件即可求解。

(2)將木塊露出水面的部分切除,細(xì)線剛好被拉斷時(shí),木塊受到重力、浮力和細(xì)線的拉力,其關(guān)系式為F=G+F;細(xì)線斷后容器中液面恢復(fù)穩(wěn)定時(shí),木塊漂浮,F′=G′;將二式聯(lián)立,根據(jù)阿基米德原理和壓強(qiáng)計(jì)算公式,得出容器底部所受液體壓強(qiáng)的變化量。

(1)由于木塊露出液面的體積與浸入水中的體積之比為1:4,即:V:V=1:4,

由于V+V=V,所以,VV,

受到的浮力為:Fρ0gVρ0gV,

G=mg=ρVg;

繩子受到的拉力F=G=ρVg;

由于木塊在繩子的拉力作用下處于靜止;

F=F+G,

即:ρ0gV=ρVg+ρVg,

解得:ρρ0,

(2)由于將木塊露出水面的部分切除,則剩余木塊的重力為G′

G=×ρVg=×ρ0Vg=ρ0Vg;

細(xì)線剛好被拉斷時(shí),即木塊處于浸沒狀態(tài)時(shí),F=G+F=G+G=G=×ρVg=×ρ0Vg=ρ0Vg;

液面恢復(fù)穩(wěn)定后,F′=G′=ρ0Vg;

則:△F=F﹣F′=ρ0Vg﹣ρ0Vg=ρ0Vg,

結(jié)合阿基米德原理可得:ρ0g(V﹣V′)=ρ0Vg,

即:ρ0g△h′S0ρ0Vg﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣

而液體壓強(qiáng)的變化量:△p=ρ0g△h′﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣

①②可得:△p==。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】小李同學(xué)進(jìn)行了“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn).

(1)如圖(甲)所示,在條件杠桿時(shí),他可以向 (選填“左”或“右“)調(diào)節(jié)杠桿的 ,直到杠桿在水平位置平衡,其目的是為了

(2)如圖(乙)所示,在左側(cè)2格掛3個(gè)鉤碼,每個(gè)鉤碼1牛,現(xiàn)有一彈簧測(cè)力計(jì),豎直作用于杠桿上,已知其示數(shù)為2牛,杠桿的水平位置平衡,則其作用于 點(diǎn).

(3)本實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是:

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(1)比較甲和乙可知,物體受到的浮力F=___________(用圖中的物理量符號(hào)表示)。

(2)分析乙和丙可知,物體受到的浮力大小關(guān)系為:F浮1_________F浮2(選填“大于”、“等于”或“小于”)?梢缘玫降慕Y(jié)論是,當(dāng)液體密度相同時(shí),物體排開的液體體積越大,受到的浮力______________。

(3)通過乙和丁的探究,不能得到浮力大小與液體密度的關(guān)系,其原因是_______________不同 。

(4)通過圖______________可以求得鹽水的密度,ρ鹽水= ______________(用圖中的已知量表示,水的密度為ρ)。

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【題目】下列說(shuō)法中,符合實(shí)際情況的是( 。

A. 電冰箱工作電流約4.5A

B. 人體感覺最舒適的溫度約45℃

C. 一位正常體重的中學(xué)生完全浸沒于水中時(shí)的浮力約450N

D. 中學(xué)生男子百米賽跑速度可達(dá)45km/h

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【題目】圓夢(mèng)號(hào)是我國(guó)首個(gè)軍民通用新型平流層飛艇,當(dāng)飛艇推進(jìn)器產(chǎn)生的推力與氣流對(duì)飛艇的水平作用力平衡時(shí),可使飛艇長(zhǎng)時(shí)間懸停。推進(jìn)器將空氣推向后方可獲得向前的推力,說(shuō)明___________。飛艇所受的空氣阻力f與速度v的關(guān)系為f=kv2[式中的k=0.9N/(m2s﹣2)],推進(jìn)器的功效(功效是指推進(jìn)器的推力與功率的比值)為0.01N/W,當(dāng)平流層風(fēng)速為30m/s時(shí),使飛艇懸停的推進(jìn)器功率為___________kW。

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【題目】把體積為800cm3、重為6N的小球A放入盛水的容器中,球A靜止時(shí)水深50cm。求:

(1)容器底受到水的壓強(qiáng)p是多少?

(2)小球A的質(zhì)量是多少?

(3)小球A的密度是多少?

(4)小球A受到的浮力F是多少?

(5)若取出A球,把另一個(gè)體積為900cm3、重為5N的木球B用細(xì)線系于容器底(如圖所示),則細(xì)線受到的拉力F是多少?

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【題目】用如圖甲所示的裝置來(lái)探究滑輪組的機(jī)械效率η與物重G的關(guān)系,改變G,豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),計(jì)算并繪出ηG關(guān)系如圖乙所示,若不計(jì)繩重和摩擦,則下列說(shuō)法正確的是( 。

A. 同一滑輪組機(jī)械效率ηG的增大而增大,最終將超過100%

B. G不變,改變圖甲中的繞繩方式,滑輪組機(jī)械效率將改變

C. 此滑輪組動(dòng)滑輪的重力為2N

D. 當(dāng)G=6N時(shí),機(jī)械效率η=66.7%

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A. 用球拍擊球時(shí),乒乓球與球拍之間的作用力是彈力

B. 乒乓球既是受力物體同時(shí)也是施力物體

C. 運(yùn)動(dòng)的乒乓球在碰到桌面后會(huì)改變運(yùn)動(dòng)方向,表明力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

D. 擊打球的不同部位,球的旋轉(zhuǎn)方向不同,表明力的作用效果與力的大小有關(guān)

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【題目】美國(guó)建筑師凱文朔普費(fèi)爾設(shè)計(jì)出了一種能漂浮在水中的城市(如圖所示),漂浮城市裝有動(dòng)力裝置,可以移動(dòng).該漂浮城市三角形建筑的主體結(jié)構(gòu)是中空的,強(qiáng)風(fēng)能從中通過,可以確保當(dāng)颶風(fēng)來(lái)臨時(shí),把颶風(fēng)對(duì)建筑的破壞降至最低.該漂浮城市高達(dá)360m,占地270萬(wàn)平方米,可容納多達(dá)4萬(wàn)居民.酒店、商店只要是普通城市有的,這里都一應(yīng)俱全.漂浮城市的表面安裝有太陽(yáng)能電池板,接收太陽(yáng)能的功率為8.0×108W,請(qǐng)回答下列問題:

(1)假如某班級(jí)有50位中學(xué)生從岸上進(jìn)入漂浮城市參觀,則漂浮城市受到的浮力約增加__

A.2.5×102 N B.2.5×103N C.2.5×104 N D.2.5×105 N

(2)若三角形建筑空洞的面積為2.0×104m2,某次颶風(fēng)正好垂直于空洞的表面吹入,1s流入空洞的空氣質(zhì)量是1.92×106kg,該地的空氣密度是1.2kg/m3.則颶風(fēng)的風(fēng)速是__m/s.

(3)若電池板吸收的太陽(yáng)能只用來(lái)提供推動(dòng)漂浮城市前進(jìn)所需的能量,漂浮城市在平靜的水面上沿直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力不變.從某一時(shí)刻開始,漂浮城市受到水平方向的牽引力F隨運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的變化關(guān)系如下圖甲所示,漂浮城市的運(yùn)動(dòng)速度v與時(shí)間t的關(guān)系如下圖乙所示

漂浮城市運(yùn)動(dòng)到第25s時(shí)受到的阻力為__N.若航行時(shí)地球?qū)λ形矬w的引力都突然增大一倍,它露出水面的體積__(填變大、變小或不變).

漂浮城市在勻速運(yùn)動(dòng)過程中,太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為多少__

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