题目内容
1.(1)将杯子开口向上竖直放入水中时(注:水未进入杯内),求杯子受到的浮力.
(2)求此时杯子浸入水中的深度(即为该浮力秤的零刻度位置).
(3)求此浮力秤的最大称量(即玻璃杯中所放物体的最大质量).
分析 (1)由于该玻璃杯是一把“浮力秤”,它漂浮在水面上,所以它受到的浮力等于重力;
(2)可先根据阿基米德原理算出该玻璃杯在水中的V排,然后再用V排除以底面积,就可以算出杯子浸入水中的深度;
(3)当杯子下沉的深度为0.5米时,此时杯子受到的浮力最大,所以我们需要先算出杯子的体积,即为最大V排,然后根据阿基米德原理算出杯子受到的最大浮力,最后用最大浮力减去杯子重可得能称的最大物重,再利用G=mg求该浮力秤的最大称量.
解答 解:
(1)杯子的重力:G=mg=0.1kg×10N/kg=1N,
因为杯子漂浮在水面上,所以F浮=G=1N;
(2)由F浮=ρ水gV排得此时杯子排开水的体积:
V排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10-4m3,
此时杯子浸入水中的深度:
h=$\frac{{V}_{排}}{S}$=$\frac{1×1{0}^{-4}{m}^{3}}{20×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=0.05m;
(3)当杯子下沉的深度为0.5m时,此时杯子受到的浮力最大,
F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10-4m2×0.5m=10N,
最大物重G最大=F浮′-G=10N-1N=9N,
则此浮力秤的最大称量为:m最大=$\frac{{G}_{最大}}{g}$=$\frac{9N}{10N/kg}$=0.9kg.
答:(1)将杯子开口向上竖直放入水中时,杯子受到的浮力是1N.
(2)此时杯子浸入水中的深度是0.05m.
(3)此时浮力秤的最大称量为0.9kg.
点评 本题中计算浮力用到了两种方法:一是利用阿基米德原理去计算(它是通用公式),二是根据F浮=G去计算(它只适合于漂浮或悬浮).要明确:物体在液体中受到的浮力有一个最大值,那就是当物体浸没在液体中时,V排=V物.不过该题中玻璃杯是不能浸没在液体中的,因为它的上端是开口的.
| A. | 变大 | B. | 变小 | C. | 不变 | D. | 无法确定 |
| A. | 电视天线碰到电线 | B. | 绝缘皮破损 | ||
| C. | 用绝缘棒将电线挑开 | D. | 在电线上晾衣服 |
| A. | 衣服晾干 | B. | 形成露珠 | C. | 洒水降温 | D. | 冰雪消融 |
| 量筒和液体的总质量(克) | 100 | 132 | 148 |
| 液体的体积(厘米3) | 40 | 80 | X |
| A. | a点的磁场比b点的磁场弱,小磁针静止时N极指向M处 | |
| B. | a点的磁场比b点的磁场弱,小磁针静止时N极指向N处 | |
| C. | a点的磁场比b点的磁场强,小磁针静止时N极指向N处 | |
| D. | a点的磁场比b点的磁场强,小磁针静止时N极指向M处 |
| A. | 将注射器前端小孔堵住,用大小不同的力向前推活塞,比较针筒内气体体积 | |
| B. | 在弹簧下挂不同数目的钩码,比较弹簧伸长的长度 | |
| C. | 用大小不同的力压塑料尺,比较尺弯曲的程度 | |
| D. | 用木小不同的力拉小车,观察是否能拉动小车 |