圆柱体甲、乙完全相同,将圆柱体AB分别置于它们的上方,甲、乙上表面受到的压强相等,将A、B位置互换,互换前后甲、乙上表面受到压强并无变化,所以
?pA??pB
由图可知A与圆柱体接触的积小于B与圆柱体接触的面积, 所以
GA<GB
互换后甲、乙对地面的压力分别为
F甲=G甲+GB F乙=G乙+GA
因此F甲大于F乙;由压强公式p?F可知 Sp甲>p乙
故选A。
13.底面积为的平底圆柱形容器内装有适量的水,放置于水平桌面上. 现将体积为500cm3、重为3N的木块A轻放入容器内的水中,静止时如图甲所示. 若将一重为6N的物体B用细绳系于A的下方,使A恰好浸没在水中(水未溢出),如图乙所示,不计绳的重力及其体积. 则( )
A.物体B的密度为1.5×103kg/m3 C.容器对桌面的压强增加800Pa 【答案】A 【解析】 【分析】
B.物体B的体积为150cm3 D.绳子受到的拉力为4N
本题综合考查压强,浮力综合应用能力,选取合适的研究对象分析受力,结合浮力、压强有关知识求解。 【详解】
AB.如图乙所示,A恰好浸没在水中是,物体AB悬浮,物体AB所受浮力等于重力,即
F浮?GA?GB
?水gV排?GA?GB
排开水的总体积为
V排?GA?GB3N+6N=?9?10?4m3?900cm3 33?水g1.0?10kgm?10Nkg又因为物体A的体积为500cm3, 所以物体B的体积为
VB?V排?VA?900cm3?500cm3?400cm3
物体B的质量为
mB?物体B的密度为
GB6N??0.6kg=600g g10Nkg?B=mB600g??1.5gcm3?1.5?103kgm3 3VB400cm故A项符合题意,B项不符合题;
C.放上B物体后,桌面对容器的压力增大了
?F压=GB=6N
容器对桌面的压强增加
?p?故C项不符合题;
?F6N?=600Pa S100?10?4m2D.以B物体为研究对象,B物体受到向上的浮力和绳子对它的拉力作用,受到向下的重力作用,即
F浮?F拉?G
又因为B物体所受浮力为
F浮B??水gVB?1.0?103kgm3?10Nkg?400?10?6m3=4N
则绳子对B物体的拉力为
F拉?G?F浮?6N?4N=2N
绳子对B物体的拉力与B物体对绳子的拉力是一对相互作用力则 绳子受到的拉力为2N,故D选项不符合题意。 故选A。
14.如图所示,轻质圆柱形容器A、B、C分别盛有质量相同的不同液体(SA<SB<Sc),现有质量相同的甲、乙两实心物体(ρ甲>ρ乙),若选择其中一个物体放入某个容器中,物体浸没且液体没有溢出,此时液体对容器底部的压强为p液,则( )
A.甲放入B中p液最小 C.乙放入A中p液最大 【答案】B
B.甲放入C中p液最小 D.乙放入B中p液最大
【解析】 【分析】
由题意可知,本题意在比较容器底受到液体压强的大小关系,可由压强的计算公式
F、液体内部压强的计算公式p液??液gh、阿基米德原理、力的平衡、作用力与反S作用力,综合进行分析判断,合理进行受力分析是解决此题的关键 【详解】 p?浸在液体中的物体,会受到竖直向上的浮力;由于力的作用是相互的,所以物体会对液体产生竖直向下的压力,相互作用力大小相等
F压1?F浮①
对杯中液体体进行受力分析:竖直向上的方向上,液体受容器底部的支持力F支;竖直向下的方向上,受重力G液和物体对其的压力F压1,由力的平衡条件可得
F支?G液?F压1②
容器底部对液体的支持力F支,和液体对容器底部的压力F压2为相互作用力,其大小相等
F压2?F支③
由①②③式和阿基米德原理可得,液体对容器底部的压力为
F压2?F浮?G液??液V物g?G液
若容器底面积为S,则容器底受到液体的压强为
p?上式也可写成
F压2S??液V物g?G液S??液V物gS?G液?S?液gSm物?物?G液 S
m物gp?S?液?物?G液 S由于三容器中液体质量相等、物体质量也相等,由上式不难看出液体对容器底部压强的大小取决于?液、?物和容器底面积S的大小关系;
AB.?液最小、?物最大、S最大时,此时容器底部受到的液体压强最小,所以将甲放入C中时容器受到的液体压强最小,故A不符合题意,B符合题意;
CD.?液最大、?物最小、S最小时,此时容器底部受到的液体压强最大;但由图形不能判断出A、B中液体密度谁大谁小,故CD不符合题意。 故选B。
15.如图所示,弹簧测力计下端挂有高为 12.5cm、横截面积为 100cm2 的柱形 物块,将物块放入底面积为 500cm2,质量忽略不计的圆柱形容器中。当物块 浸入水中深度为 2cm,弹
簧测力计的示数为 8N,水对容器底部的压强为1.2×103Pa。现向容器中加水至弹簧测力计的示数为 5N 时停止加水,已知弹 簧的伸长与所受拉力成正比,当拉力为 1N 时弹簧伸长 1cm。则下列说法中正 确的是( )
A.柱形物块所受重力大小为 8N B.停止加水时水的深度为 15cm
C.在此过程中向容器中加入水的质量为 2.7kg
D.加水过程中水对容器底部增加的压力等于柱形物块变化的浮力 【答案】C 【解析】 【详解】
A.圆柱体浸在水中的深度是2cm,横截面积是100cm2,受到竖直向上的浮力为
F浮=ρ水gV排=103kg/m3×10N/kg×2×100×10-6m3=2N
圆柱体受到竖直向上8N的拉力. 圆柱体受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力和浮力是平衡力,所以
G=F浮+F拉=2N+8N=10N
故A错误;
B.注入水的质量为m,圆柱体受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力和拉力是平衡力, 此时拉力是5N,重力是10N,受到的浮力
F=G-F拉'=10N-5N=5N
倒水之前弹簧测力计对圆柱体的拉力是8N,倒水之后弹簧测力计的对圆柱体的拉力是5N,弹簧缩短3cm,圆柱体被向上拉动3cm,此时圆柱体已经距离原本水面高1cm处,并且物块还有5cm浸在水中,因此水面上升了6cm, 原来水对容器底部的压强为1.2×103Pa,则原来的水深
1.2?103Pah===0.12m=12cm ?水g103kg/m3?10N/kg停止加水时水的深度为
12cm ?6cm=18cm
故B错误;
C.倒入水之后水深增加6cm,圆柱体的排开水的深度增加了
5cm-2cm=3cm
所以增加水的体积为
V=500cm2×6cm-100cm2×3cm=2700cm3
所以增加水的质量为
m=ρ水V=1g/cm3×2700cm3=2700g=2.7kg
p故C正确;
D.加水过程中水对容器底部增加的压强为
△p=ρ水g△h=103kg/m3×10N/kg?0.06m=600Pa
水对容器底部增加的压力
△F=△p?S=600Pa?2×100×10-4m2=12N
柱形物块变化的浮力
△F浮=5N-2N=3N
故加水过程中水对容器底部增加的压力大于柱形物块变化的浮力,故D错误。 故选C。
16.形状相同、大小不同的长方体物块甲、乙置于水平地面上,两物块对地面的压强相等。将甲、乙均顺时针翻转90°,如图所示。若甲、乙对地面压强变化量的大小分别为Δp
甲
、Δp乙,则
A.Δp甲一定小于Δp乙 C.Δp甲可能等于Δp乙 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
B.Δp甲一定等于Δp乙 D.Δp甲一定大于Δp乙
原来两物块对地面的压强相等,甲乙是长方体,当甲、乙顺时针旋转90°后,甲的受力面积减小,甲对水平地面的压力不变,甲对水平地面的压强增大,乙的受力面积增大,乙对水平地面的压力不变,乙对水平地面的压强减小。因两长方体形状相同、大小不同,则设甲的长、宽、高为乙的n倍,则甲的各个面的面积为乙各个对应面面积的n2倍,再设原来甲、乙的底面积分别为S甲、S乙,当甲、乙顺时针旋转90°后,甲、乙的底面积分别为S'
甲
、S'乙,甲物体对地面压强的变化量
F甲F甲F甲(n2S?乙?n2S乙)??Δp甲= p甲'-p甲=, 22S?甲S甲nS乙nS?乙乙物体对地面压强的变化量
F乙F乙F乙(S?乙?S乙)??Δp乙= p乙-p'乙=, S乙S?乙S?乙S乙
相关推荐: