题目内容

10．如图甲所示，水平放置的平底柱形容器A的底面积为2S，不吸水的正方体木块B重为G，底面积为S，静止在容器底部，质量体积忽略的细线一端固定在容器底部，另一端固定在木块底面中央，且细线的长度L0（且短于木块B边长），已知水的密度为ρ0．
（1）图甲中，木块B对容器底部的压强多大？
（2）向容器A中缓慢加水，当细线受到拉力为F时，停止加水，如图乙所示，此时木块B受到的浮力是多大？
（3）将图乙中与B相连的细线剪断，当木块静止时，容器底部受到水的压力是多大？

分析 （1）图甲中，木块B对容器底部的压力等于其重力，根据p=$\frac{F}{S}$求出木块B对容器底部的压强；
（2）图乙中，木块B在竖直向下重力G、绳子拉力F以及竖直向上浮力F浮的作用下处于平衡状态，根据力的平衡条件求出此时木块B受到的浮力；
（3）根据阿基米德原理求出木块排开水的体积，根据V=Sh求出木块B浸入水中的深度，进一步求出所加水的体积，根据ρ=$\frac{m}{V}$和G=mg求出所加水的重力，将图乙中与B相连的细线剪断，当木块静止时处于漂浮状态，由图可知该容器形状规则，容器底部受到水的压力等于水的重力加上木块B的重力之和．

解答 解：（1）因水平面上物体的压力和自身的重力相等，
所以，图甲中，木块B对容器底部的压强：
p=$\frac{{F}_{压}}{{S}_{B}}$=$\frac{G}{S}$；
（2）图乙中，木块B在竖直向下重力G、绳子拉力F以及竖直向上浮力F浮的作用下处于平衡状态，
由力的平衡条件可得，此时木块B受到的浮力：
F浮=G+F；
（3）由F浮=ρgV排可得，木块排开水的体积：
V排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{G+F}{{ρ}_{0}g}$，
由V=Sh可得，木块B浸入水中的深度：
h浸=$\frac{{V}_{排}}{{S}_{B}}$=$\frac{\frac{G+F}{{ρ}_{0}g}}{S}$=$\frac{G+F}{{ρ}_{0}gS}$，
所加水的体积：
V水=SA（L0+h浸）-V排=2S×（L0+$\frac{G+F}{{ρ}_{0}gS}$）-$\frac{G+F}{{ρ}_{0}g}$=2SL0+$\frac{G+F}{{ρ}_{0}g}$，
由ρ=$\frac{m}{V}$和G=mg可得，所加水的重力：
G水=m水g=ρ水V水g=ρ0（2SL0+$\frac{G+F}{{ρ}_{0}g}$）g=2ρ0gSL0+G+F，
将图乙中与B相连的细线剪断，当木块静止时处于漂浮状态，由图可知该容器形状规则，
则容器底部受到水的压力：
F压′=G水+G木=（2ρ0gSL0+G+F）+G=2ρ0gSL0+2G+F．
答：（1）图甲中，木块B对容器底部的压强为$\frac{G}{S}$；
（2）向容器A中缓慢加水，当细线受到拉力为F时，停止加水，如图乙所示，此时木块B受到的浮力是G+F；
（3）将图乙中与B相连的细线剪断，当木块静止时，容器底部受到水的压力是2ρ0gSL0+2G+F．

点评 本题考查了压强定义式和平衡力条件、阿基米德原理、重力公式以及密度公式的应用，正确的计算出容器内水的体积以及知道水平面上物体的压力等于自身的重力是关键．

练习册系列答案
相关题目
12．下列说法正确的是（　　）
A．我国的北斗卫星定位系统是利用电磁波来传递信号的
B．空调遥控器是利用紫外线工作的
C．光纤不是利用电磁波传播信息
D．频率越高的电磁波在空中传播得越快
1．小明和小华合作测量额定电压为2.5V小灯泡的功率，已知灯丝电阻大于8Ω．现有下列器材干电池三节，电流表（0-0.6A，0-3A）、电压表（0-3V，0-15V）、滑动变阻器（15Ω，1.5A）、开关各一个、导线若干．
实验次数灯泡两端电压U/V通过灯丝电流I/A灯泡功率P/W灯泡亮度
12.20.26较暗
22.50.28
33.00.30较亮
（1）他们测得的三次数据如上表，则小灯泡的额定功率为0.7 W．
（2）由表中数据分析灯泡亮度与灯的实际功率有关．
（3）滑动变阻器的在此实验中的作用是改变灯的电压和通过的电流；
（4）实验过程中，由于不小心造成灯泡短路，则电路中可能出现的现象是电压表示数为零、电流表的示数变大．．
18．如图所示，小黄同学在“探究凸透镜成像规律”实验时，烛焰在光屏上成了一个清晰的像，下列说法正确的是（　　）
A．利用这一成像规律可制成照相机
B．实验中，蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像向下移动
C．要使烛焰在光屏上呈现一个清晰缩小的像，调节的方法是透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏靠近透镜移动
D．要使烛焰在光屏上呈现一个清晰更大的像，调节的方法是透镜不动，蜡烛靠近透镜移动，光屏也靠近透镜移动
5．据估算，正常人的胸腹部的面积大约为1500cm2，则在一个标准大气压下人的胸腹部受到的大气压力约为1.5×104N；飞机的机翼做成如图所示的形状，是利用气体的流速越小气体的压强越大（选填“大”或“小”）的原理，使机翼上下表面产生压强差，从而产生升力．
15．在做“探究凸透镜成像”的实验中

（l）将凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧移动光屏，在距透镜10cm处，屏上呈现出最小最亮的光斑，则此凸透镜焦距约是10cm．
（2）小莉同学做实验时，发现烛焰在光屏上的像偏高，如图所示，若要使烛焰成像在光屏中心，只调节凸透镜，应将凸透镜向下（上/下）调节．
（3）改变蜡烛的位置，使其位于20cm刻度线处，再移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的、倒立、缩小实像．（选填“正立/倒立、放大/缩小、虚/实，下同）
（4）改变蜡烛的位置，使其位于35cm刻度线处，再移动光屏，使烛焰在光屏上成清晰的、倒立、放大实像．
（5）改变蜡烛的位置，使其位于42cm刻度线处，小刚从透镜右侧通过透镜看到一个正立、放大虚像．
2．如图所示是“比较水和煤油吸热本领”的实验装置．
（1）在设计实验方案时，你认为其中多余的是C
A．采用完全相同的酒精灯       B．取相同质量的水和煤油　　　　
C．水和煤油的初温相同           D．盛放水和煤油的容器相同
（2）加热过程中，水和煤油吸热的多少是通过加热时间来反映的（选填“温度计示数变化量”或“加热时间”）．
（3）在加热过程中，发现煤油升温比水快（填“快”或“慢”），说明煤油的吸热本领比水小（填“大”或“小”）
19．四个质量相等的轻质小球，用绝缘细线系着，因带等量电荷而处于如图所示的静止状态．已知d带正电，则下列判断正确的是（　　）
A．a带正电，b带负电，c带负电B．a带负电，b带正电，c带正电
C．a带正电，b带正电，c带负电D．a、b、c均带正电
20．体育课上体重50kg的小明练习爬杆和爬绳．
①若小明沿杆匀速向上爬的过程中，他受到的摩擦力的方向竖直向上，摩擦力的大小是500N．
②小明在沿比杆粗糙的绳匀速下滑，其沿绳受到的摩擦力为f绳、沿杆匀速下滑受到的摩擦力为f杆，则f绳=f杆（选填“＞”，“=”，“＜”）

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网