(2013?青島)將一個(gè)圓柱體A分別豎直放在水和溶液甲中,都能漂浮,并且分別有
2
5
1
4
的體積露出液面.
(1)這兩種情況下,圓柱體A下表面所受液體壓強(qiáng)之比為多少?
(2)如圖,現(xiàn)有一個(gè)左右力臂之比為3:1的輕質(zhì)杠桿.用細(xì)線將圓柱體A懸掛在杠桿左端并放入液體甲中,再用細(xì)線在杠桿右端懸掛一個(gè)完全相同的圓柱體B并放在水平地面上,當(dāng)杠桿兩端細(xì)線均被拉直且水平平衡時(shí),圓柱體A有
1
3
的體積露出液面,且該圓柱體底面所受壓強(qiáng)為800Pa.此時(shí)圓柱體B對(duì)地面的壓強(qiáng)為多少?請(qǐng)?jiān)趫D中畫出圓柱體的受力示意圖.
分析:(1)已知圓柱體A豎直放在水和溶液甲中,都能漂浮,則浮力等于重力,根據(jù)浮力產(chǎn)生原因和壓強(qiáng)公式即可解答.
(2)已知水的密度和物體露出液面體積占總體的比例,阿基米德原理與浮力公式可以求出物體與液體密度.
然后該圓柱體的密度和露出體積及底面所受壓強(qiáng)為800Pa求出浸沒的深度和圓柱體的高度.根據(jù)杠桿平衡條件列出等式求出壓力,最后利用壓強(qiáng)公式即可求出.
解答:解:(1)∵圓柱體A豎直放在水和溶液甲中,都能漂浮,
∴F浮水=F浮甲=G
∵浸在液體中的物體受到的浮力等于液體對(duì)它產(chǎn)生的上下表面的壓力差,
∴F浮水=F壓水,F(xiàn)浮水=F壓甲,則:F水壓=F甲壓,
∵是同一個(gè)圓柱體,底面積相同,
∴p水壓=p甲壓
則:
p水壓
p甲壓
=
1
1

(2)∵圓柱體A豎直放在水和溶液甲中,都能漂浮,
∴F浮水=F浮甲=G,
即:ρg(1-
2
5
)V=ρg(1-
1
4
)V,
∴ρ=
4
5
ρ=
4
5
×1×103kg/m3=0.8×103kg/m3,
ρA=
3
5
ρ=
3
5
×1×103kg/m3=0.6×103kg/m3,
∵圓柱體A在液體甲中時(shí)底面所受壓強(qiáng)為800Pa.
∴h′=
p
ρg
=
800Pa
0.8×103kg/m3×10N/kg
=0.1m,
∵圓柱體A有
1
3
的體積露出液面,即:h′=(1-
1
3
)hA,
∴hA=
3
2
h′=
3
2
×0.1m=0.15m;
圓柱體A、B的受力示意圖如圖:
則FA=G-F,F(xiàn)B=G-N,
根據(jù)杠桿平衡條件得:
FAL1=FBL2,
∴(G-F)L1=(G-N)L2
又∵L1:L2=3:1,
∴3(G-F)=G-N,
∴N=3F-2G=3ρg(1-
1
3
)V-2ρAgV=2gV(ρA
根據(jù)力的作用是相互的,則支持力和壓力大小相等,
所以圓柱體B對(duì)地面的壓力F=N=3ρg(1-
1
3
)V-2ρAgV,
則壓強(qiáng)為:p=
F
S
=
2gV(ρ-ρA)
S
=2gh(ρA)=2×10N/kg×0.15m×(0.8×103kg/m3-0.6×103kg/m3)=600Pa.
答:(1)這兩種情況下,圓柱體A下表面所受液體壓強(qiáng)之比為1:1.
(2)圓柱體B對(duì)地面的壓強(qiáng)為600Pa.
點(diǎn)評(píng):本題考查了浮力和杠桿平衡條件的靈活應(yīng)用,知道物體漂浮時(shí)浮力等于重力,會(huì)根據(jù)漂浮時(shí)浮力與重力的關(guān)系計(jì)算物體和液體的密度,關(guān)鍵是根據(jù)露出體積和底面所受壓強(qiáng)求出圓柱體的高度是難點(diǎn).
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:

(2013?青島模擬)如圖所示,放在水平桌面上的薄壁圓柱形容器重4N,底面積100cm2,彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤上掛著重為10N的物塊,現(xiàn)將物塊浸沒水中,容器內(nèi)水面由16cm上升到20cm(g=10N/kg).  
求:
(1)物塊未放入水中時(shí),容器底受到的水的壓強(qiáng);
(2)物塊受到的浮力;
(3)物塊浸沒水中后,容器對(duì)桌面的壓強(qiáng).

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科目:初中物理 來源: 題型:

(2013?青島)回顧實(shí)驗(yàn)和探究(請(qǐng)將下列實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的空缺部分填寫完整):
(1)探究影響音調(diào)高低的因素:
過程 把鋼尺按在桌面上,一端伸出桌邊.撥動(dòng)鋼尺,聽聲音并觀察鋼尺振動(dòng)的快慢;改變
鋼尺伸出桌面的長(zhǎng)度
鋼尺伸出桌面的長(zhǎng)度
,再做幾次實(shí)驗(yàn)
方法 幾次實(shí)驗(yàn)中,使鋼尺振動(dòng)的
幅度
幅度
相同,這里運(yùn)用了
控制變量
控制變量
(2)探究平面鏡成像的特點(diǎn):
過程方法 用玻璃板代替平面鏡,便于確定像的位置,這里運(yùn)用了
替代
替代
法.
將一支點(diǎn)燃的蠟燭a豎直放在玻璃板前10cm處,可看到它在玻璃板后面成的像.再取一支與a等大的蠟燭b放在玻璃板后面,使之與蠟燭a的像
完全重合
完全重合
,該位置就是蠟燭a的
的位置.這里運(yùn)用了
等效
等效
問題討論 將玻璃板換成焦距為15cm的凸透鏡,并在它后面放一個(gè)光屏,為了能使蠟燭a在光屏上成一個(gè)清晰明亮的像,應(yīng)將蠟燭a
遠(yuǎn)離
遠(yuǎn)離
(“遠(yuǎn)離”或“靠近”)凸透鏡

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科目:初中物理 來源: 題型:

(2013?青島)回顧實(shí)驗(yàn)和探究(請(qǐng)將下列實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的空缺部分填寫完整)
(1)探究影響壓力作用效果的因素:
(2)探究影響動(dòng)能大小的因素:
過程 小雨提出這個(gè)研究問題后,想到可能與壓力大小和受力面積有關(guān),于是他做了如圖三次實(shí)驗(yàn),其中:他通過
乙、丙
乙、丙
兩圖所示的實(shí)驗(yàn)研究了壓力作用效果和受力面積的關(guān)系.最終,他得出結(jié)論并建構(gòu)出壓強(qiáng)的概念.
作圖 請(qǐng)?jiān)诒麍D中畫出小桌的受力示意圖.
方法 通過觀察小桌下陷的深度來比較壓力作用效果的大小,這里運(yùn)用了
轉(zhuǎn)換
轉(zhuǎn)換
法.
程序 提出問題-猜想-
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)
-得出結(jié)論.
過程 如圖,三次實(shí)驗(yàn)要讓小球由
靜止
靜止
狀態(tài)開始滾下.
乙、丙兩次實(shí)驗(yàn),研究的是動(dòng)能大小與
速度
速度
的關(guān)系.
小球沿斜面滾下過程中,它的
重力勢(shì)
重力勢(shì)
能主要轉(zhuǎn)化為
動(dòng)
動(dòng)
能.
作圖 請(qǐng)?jiān)诩讏D中畫出小球滾下的受力示意圖.
問題討論 如果在甲中將物體A去掉,在水平面依次鋪上毛巾、棉布、木板,使小球在平面上所受阻力越來越小,小球速度將減小得越來越

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科目:初中物理 來源: 題型:

(2013?青島模擬)下列幾個(gè)驗(yàn)證性小實(shí)驗(yàn),其中有誤的是( 。

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同步練習(xí)冊(cè)答案