如图所示,在水平桌面上放置一个平底轻质薄塑料杯,杯子底面积为2×10-3m2,高为0.1m,杯中装满水,水的质量为300g,将体积为100cm3、重为1.8N的小球缓慢的放入水中,当小球静止时,下列判断中正确的是(g=10N/kg)
A.水对杯底的压力为3N B.水对杯底的压强为1500Pa
C.小球受到的浮力为1.8N D.杯子对桌面的压力增加了0.8N
D
【解析】
A.由知道,此时水对杯底的压力是:
,故A错误;
B.根据题意知道,当小球静止时,杯底部受到的水的压强是:,故B错误;
C.由知道,小球的质量是:
,由
知道,小球的密度是:
,由于
,所以,小球沉底,故小球在水中静止时受到的浮力是:
,故C错误;
D.由于是轻质薄塑料杯,其重力可以忽略不计,所以,小球没有放入水中时杯子对桌面的压力是:,小球排开水的重力是:
,故小球放入水中时杯子对桌面的压力是:
,所以,杯子对桌面的压力的增加是:
,即D正确;
综上所述,故选D。
如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内,装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同.下列说法正确的是( )
A.物体受到的浮力大小关系为FA>FB>FC
B.三个物体的密度大小关系是ρA>ρB>ρC
C.容器对桌面的压力大小关系为F甲=F乙=F丙
D.容器底部受到水的压强大小关系为P甲>P乙>P丙
C
【解析】
A、由图可知, VA排VB排
VC排,根据阿基米德原理可得浮力的大小关系为:FA
FB
FC,故A错误;B、A和B漂浮,C悬浮,由浮沉条件可知:GA=FA,GB=FB,GC=FC,又FA
FB
FC,故GA
GB
GC;因为体积相同,由ρ=
知:ρA
ρB
ρC,故B错误;
h相同,密度相同,根据p=ρgh可知,容器底的压强关系为p甲=p乙=p丙,故D错误;因为容器的底面积相同,所以根据F=PS得液体对容器底部的压力相同,液体对容器底部的压力加上容器的重力即桌面受到的压力,所以容器对桌面的压力大小关系为F甲=F乙=F丙故C正确.故选C.
点睛:根据阿基米德原理判断物体受到的浮力大小关系;利用浮沉条件判断物体密度与水的密度大小关系;根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于物体排开液体的重力;利用p=ρgh判断容器底受到水的压强关系.
如图甲所示,是建设罗泊湾大桥时使用的起吊装置(图中未画出)的钢缆绳拉着实心圆柱体A在距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降的情景.A在下降到江底之前,始终保持0.1m/s的速度不变.如图乙所示是A下降到江底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图像(江水的密度为ρ=1.0×103kg/m3 , g取10N/kg).则
A.A从开始下降直到江面的过程中,钢缆绳对A做的功为5×104J
B.A下降过程中重力的功率为5×103W
C.A的密度为1.6×103kg/m3
D.当A下降到水平的江底,卸下钢缆绳后,A对江底的压强为5×103 Pa
D
【解析】
A.由图乙可知,A从开始下降直到江面的过程中,下降高度
h=vt=0.1m/s×20s=2m,
钢缆绳对A做的功
W=Fs=3×104N×2m=6×104J,
故A错误.
B.A下降过程中重力的功率
,
故B错误.
C.A全部浸没在水中所受浮力
,
根据阿基米德原理可得,
物体的体积
,
故A的密度
,
故C错误.
D.由图乙可知,A物体从开始浸入江水中至完全浸没所用时间
t’=30s-20s=10s,
A物体的高度
h’=vt’=0.1m/s×10s=1m,
圆柱体A的底面积
,
当A下降到水平的江底,卸下钢缆绳后,A对江底的压力
,
则A对江底的压强
,
故D正确.
【点睛】
本题是力学综合计算题,具有一定的难度,读懂图,能从图像中找出有用的信息并加以应用是关键.
将一支密度计先后放入A、B两容器中,如图所示,两容器中的液体的密度分别是ρA、ρB,密度计受到的浮力分别是FA、FB,则密度和浮力的关系分别满足
A.ρA<ρB,FA=FB
B.ρA<ρB,FA>FB
C.ρA=ρB,FA>FB
D.ρA>ρB,FA=FB
A
【详解】
因为密度计在A、B两种液体中都是漂浮,所以,受到的浮力相等都等于密度计受到的重力G,即
FA =FB=G
又因为ρ液gV排=G,由图知道,密度计排开液体的体积关系是
VA>VB
所以,A、B液体的密度关系是
ρA <ρB
故选A。
一支密度计分别放入两种液体中,静止时位置如图所示。若密度计在甲乙液体中受到的浮力分别是F甲、F乙,甲乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙。下列说法正确的是( )
A.F甲<F乙
B.F甲>F乙
C.ρ甲<ρ乙
D.ρ甲>ρ乙
C
【解析】解:AB、由于密度计两次静止时都处于漂浮,则F浮=G,
即密度计在两种液体中受到的浮力相等,都等于密度计受到的重力G.故AB错误;
CD、由图知,密度计排开液体的体积:V甲排>V乙排,
由F浮=ρ液gV排可知:ρ甲<ρ乙;故C正确,D错误。
故选:C。
点睛:同一密度计在两种液体中都漂浮,所以受到的浮力都等于密度计所受到的重力。
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