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7.如圖甲所示,一個底面積為75cm2的柱形物體A掛在彈簧測力計下,靜止時彈簧測力計的示數(shù)F1=15N:底面積為120cm2且足夠深的柱形容器放在水平桌面上,將物體A放入容器中且與容器底接觸但對容器無壓力,慢慢向容器注水,待液面穩(wěn)定后物體A上表面到水面的距離h=5cm,如圖乙所示,此時彈簧測力計示數(shù)F2=7.5N;然后,將物體A豎直向上移動8cm(忽略繩重和附在物體表面上水的重力.ρ=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)物體A浸沒在水中受到的浮力; 
(2)物體A的密度;  
(3)物體A豎直向上移動8cm前后,水對容器底壓強的變化量.

分析 (1)利用二次稱重法計算物體A浸沒在水中受到的浮力;  
(2)物體浸沒時排開液體的體積等于物體的體積,根據(jù)F=ρgV可求,然后利用G=mg求出物體的質(zhì)量,再利用ρ=$\frac{m}{V}$計算物體A的密度;  
(3)利用V=Sh求出物體的高度,進而可求物體A豎直向上移動8cm后露出水面的高度,求出物體排開水的體積的減少量,進而可求水面下降的高度,再利用液體壓強公式計算水對容器底壓強的變化量.

解答 解:(1)由題可知,物體的重力:G=F1=15N,
則物體A浸沒在水中受到的浮力:F=G-F2=15N-7.5N=7.5N;
(2)根據(jù)F=ρgV可得,物體的體積:V=V=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{7.5N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=7.5×10-4m3
物體的質(zhì)量:m=$\frac{G}{g}$=$\frac{15N}{10N/kg}$=1.5kg,
則物體的密度:ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{1.5kg}{7.5×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=2×103kg/m3
(3)物體的高度h=$\frac{V}{{S}_{物}}$=$\frac{7.5×1{0}^{-4}{m}^{3}}{75×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=0.1m=10cm,
將物體A放入容器中且與容器底接觸但對容器無壓力,慢慢向容器注水,待液面穩(wěn)定后物體A上表面到水面的距離h=5cm,
h>h,
所以,物體A豎直向上移動8cm后,物體露出水面,露出水面的高度h=8cm-5cm=3cm=0.03m,
物體在露出水面之前,水的深度不變,根據(jù)p=ρgh可知,水對容器底壓強不變,
物體A露出水面3cm前后,排開水的體積不斷變小,水的深度下降,根據(jù)p=ρgh可知,水對容器底壓強減小,
物體A露出水面3cm后,排開水的體積的減少量△V=V=Sh=75×10-4m3×0.03m=2.25×10-4m3
所以,水面下降的高度△h=$\frac{△{V}_{排}}{{S}_{容}-{S}_{物}}$=$\frac{2.25×1{0}^{-4}{m}^{3}}{120×1{0}^{-4}{m}^{2}-75×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=0.05m,
水對容器底壓強的變化量△p=ρg△h=1×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa.
答:(1)物體A浸沒在水中受到的浮力為7.5N;
(2)物體A的密度為2×103kg/m3;  
(3)物體A豎直向上移動8cm前后,水對容器底壓強的變化量為500Pa.

點評 此題考查浮力、密度和壓強的計算,是一道綜合性較強的題目,難點在(3)關(guān)鍵是物體A豎直向上移動8cm后水面下降的高度.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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17.如圖,請畫出力F 的力臂L 和重物所受重力的示意圖;

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18.如圖所示實例中,屬于費力杠桿的是(  )
A.
鐵皮剪刀
B.
手動抽水機
C.
釣魚竿
D.
開酒瓶的起子

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15.2017年4月,中國自主研制的首艘貨運飛船“天舟一號”在海南文昌航天發(fā)射場使用“長征七號”運載火箭發(fā)射,并與“天宮二號”順利完成自動交會對接,如圖所示,對接完成后,若認為“天舟一號”處于靜止?fàn)顟B(tài),則選取的參照物是(  )
A.地球B.太陽C.“長征七號”D.“天宮二號”

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科目:初中物理 來源: 題型:多選題

2.如圖甲所示的電路,當(dāng)滑動變阻器的滑片P從a端移至b端的過程中,電流表和電壓表的示數(shù)關(guān)系如圖乙所示,則以下說法正確的是(  )
A.R0的阻值為20Ω
B.滑動變阻器的最大阻值為50Ω
C.當(dāng)電壓表的示數(shù)為4V時,R0的功率為0.4W
D.當(dāng)電流表的示數(shù)為0.25A時,滑片P恰好移至ab的中點

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科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題

5.在探究杠桿平衡條件的實驗中:

(1)實驗前沒有掛鉤時,發(fā)現(xiàn)杠桿右端高,要使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將杠桿左端的螺母向右 調(diào)節(jié).
(2)如圖甲,在杠桿的左邊A處掛四個相同鉤碼,要使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)在杠桿右端B處掛同樣鉤碼3個.使杠桿在水平位置平衡的目的是便于測量力臂.
(3)如圖乙,用彈簧測力計在C出豎直向上拉,當(dāng)彈簧測力計逐漸向右傾斜時,要使杠桿仍在水平位置平衡,則彈簧測力計的示數(shù)將變大 (填“變大”、“變小”或“不變”),其原因是其力臂變小.

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12.已知:電阻R1=5Ω,電阻R2=10Ω.若將它們并聯(lián)后接在電壓為3V的電源兩端,則總電流是0.9A,兩個電阻產(chǎn)生的熱量之比是2:1.

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9.火車站臺邊緣處標(biāo)有一條安全線,人必須站在安全線以外的位置候車.其原因是火車急速駛過車站時,安全線以內(nèi)的空氣流速增大、壓強減小(以上均選填“增大”、“減小”或“不變”),易發(fā)生安全事故.以站臺為參照物,列車是運動(填“運動”或“靜止”)的.

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科目:初中物理 來源: 題型:實驗探究題

10.在“探究杠桿平衡條件”的實驗中:

(1)如圖甲所示,實驗前,杠桿左端下沉,則應(yīng)將右端的平衡螺母向右調(diào)節(jié)(選填“左”或“右”),直到杠桿在水平位置平衡,目的是便于測量力臂的大小.
(2)如圖乙所示,杠桿上的刻度均勻,在A點掛4個鉤碼,要使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)在B點掛6個相同的鉤碼;當(dāng)杠桿平衡后,將A、B兩點下方所掛的鉤碼同時朝遠離支點O方向移動一個小格,則杠桿不能(選填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡.
(3)如圖丙所示,若不在B點掛鉤碼,改用彈簧測力計在B點向下拉杠桿,使杠桿仍在水平位置平衡,當(dāng)測力計從a位置轉(zhuǎn)動b位置時,其示數(shù)大小將變大.
(4)如圖丁所示,已知每個鉤碼重0.5N,杠桿上每小格長度為2cm,當(dāng)彈簧測力計在C點斜向上拉(與水平方向成30°角)杠桿,使杠桿在水平位置平衡時,可計算出拉力F的力臂大小,從而可推算出彈簧測力計示數(shù)的大小為3N.

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