题目内容
13.如图所示,把一个底面积为S,高为l的长方体浸没在密度为ρ的液体中,上、下表面分别距液面为h1和h2,因为液体内部存在压强,所以长方体各表面都受到液体的压力.(1)分析图中长方体的受力情况,其受到浮力的原因是上、下表面存在压力差,浮力的方向是竖直向上.
(2)大量的实验结果表明:“浸在液体中的物体受到浮力的大小等于它排开液体所受的重力”.请从浮力产生原因的角度推导出这一结论.
分析 (1)据图分析上下表面所受的液体压力的关系即可判断;
(2)根据液体压强公式p=ρgh、压强公式的变形公式F=pS推导证明.
解答 解:(1)据图可知,该长方体周围四个面的压强可以相互抵消,但上、下两面的压强不能相互抵消,下表面比较深,所受的液体压强大于上表面所受的液体压强,据公式F=pS可知,由于S相同,所以长方体下表面所受液体压力大于上表面所受液体的压力,故用下表面所受水的压力减去上表面所受水的压力就是浮力,其方向是竖直向上的;
故浮力的产生原因是:上、下表面存在压力差;浮力的方向总是竖直向上的.
(2)由液体压强公式p=ρgh及压强公式p=$\frac{F}{S}$得:
长方体上表面受到液体的压力:F1=p1S=ρ液gh1S;
长方体下表面受到液体的压力:F2=p2S=ρ液gh2S,
上、下两表面的压力差为:F2-F1=ρ液gh2S-ρ液gh1S=ρ液g(h2-h1)S----①.
长方体浸没在液体中,则长方体排开液体的体积:V排=V物=Sl=S(h2-h1)---②,
所以,结合浮力的产生原因有:F浮=F2-F1=ρ液g(h2-h1)S=ρ液gV排=m排g=G排.
故答案为:(1)上、下表面存在压力差;竖直向上;(2)见上面的推导.
点评 本题考查了:液体压强公式p=ρgh、压强公式的变形公式F=pS、浮力公式F浮=ρgV排,推导证明过程简单,是一道基础题.
练习册系列答案
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3.
在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中,小明用同一滑轮组进行了三次实验,实验数据如表:
(1)根据表格中的数据,在图甲种画出滑轮组的绕绳方法.
(2)实验中,沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,使物体缓缓上升,在测量绳端所受的拉力时,弹簧测力计应匀速上升(选填“保持静止”或“匀速上升”)
(3)第三次试验时,测力计示数如图乙所示,此时绳端受到的拉力为1.8N,滑轮组的机械效率为74.1%
(4)根据表格中的数据分析可知:
①随着物重的增大,额外功变大(选填“变小”、“不变”或“变大”),原因是克服摩擦做功更多
②要提高同一滑轮组机械效率,可以采取增加提起的物重或减轻动滑轮重的措施.
| 序号 | 动滑轮重 G动/N | 物重 G/N | 物体上升的 高度h/m | 绳端收到的拉力F/N | 绳端移动的距离s/m | 滑轮组的机械效率η/% |
| 1 | 0.5 | 1 | 0.1 | 0.6 | 0.3 | 55.6 |
| 2 | 0.5 | 2 | 0.1 | 1.0 | 0.3 | 66.7 |
| 3 | 0.5 | 4 | 0.1 | 0.3 |
(2)实验中,沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,使物体缓缓上升,在测量绳端所受的拉力时,弹簧测力计应匀速上升(选填“保持静止”或“匀速上升”)
(3)第三次试验时,测力计示数如图乙所示,此时绳端受到的拉力为1.8N,滑轮组的机械效率为74.1%
(4)根据表格中的数据分析可知:
①随着物重的增大,额外功变大(选填“变小”、“不变”或“变大”),原因是克服摩擦做功更多
②要提高同一滑轮组机械效率,可以采取增加提起的物重或减轻动滑轮重的措施.
4.如图是小明在学习电磁感应现象时.探究产生感应电流的方向与哪些因素有关的实验情景(图中箭头表示导体的运动方向).下列分析、比较以及结论正确的是( )
| A. | 比较甲、乙两图.说明感应电流方向与磁场方向无关 | |
| B. | 比较乙、丙两图,说明感应电流方向与导体运动方向有关 | |
| C. | 比较甲、丙两图,说明感应电流方向与磁场方向和导体运动方向均无关 | |
| D. | 由图丁可得出结论:感应电流方向与导体是否运动无关 |
1.
便捷的交通与互联网给人们出行带来了极大的方便,王爷爷带小孙子驾车到南昌西站,然后乘高铁去上海游玩迪士尼乐园,9:35开车出发,并看到路边如图所示的交通标志牌,此刻吩咐小孙子通过铁路12306网站查询列车时刻表,如图所示,求:
(1)在交通正常的情况下,依据以上信息并通过计算,爷孙俩最快能赶上哪一车次?
(2)该趟高铁运行的平均速度为多少km/h?
| 车次 | 南昌西开 | 上海虹桥到 | 运行距离 |
| G1346 | 09:43 | 13:18 | 780km |
| G1386 | 10:05 | 13:59 | 780km |
| G1348 | 10:26 | 13:41 | 780km |
(2)该趟高铁运行的平均速度为多少km/h?
8.
轿车除了安全带以外,还有一种安全装置“头枕”,对人起保护作用.如图所示,“头枕”主要是防止以下哪种情况对人体造成伤害( )
| A. | 紧急刹车 | B. | 左右转弯 | C. | 前方碰撞 | D. | 后方追尾 |