2020夏物理八年級核心素養(yǎng)特色專題專題15浮力之注水問題課時作業(yè)

水晨鳥教育水專十

浮之水題【點理題一物密小水題型解讀：當(dāng)容器內(nèi)逐漸加水時，容器底受到的浮力逐漸增大，當(dāng)浮力等于物體的重力時，物體恰好處于漂浮狀態(tài)再續(xù)水物會隨著水面一起上升因壓強的變化關(guān)系是先快后慢。①由坐標圖可知，物體的密度小于水的密度；②當(dāng)m=0.6kg時物體恰好處于浮狀態(tài)但時物體還沒有離開容器底此時容器底所受壓強為300pa，此可計算出此時水深3cm③根據(jù)浮體定比的規(guī)律，

=物

浸=3物

kg/m

3

3

kg/m

3

。④當(dāng)加入水的超過0.6kg以后繼加水，物體隨著水一起上浮開容器底，此過程中加入了0.8kg的水，容器底所受液壓強增量為200pa因此可根據(jù)容

200

m

2

，計算出容器的底面積。⑤0.6kg的水對應(yīng)的體積為這個關(guān)系可計算物體的底面積=（s水

容器

s）h物

浸得到

=s物容器

-

V水浸

=4

m

2

m

2

m

2⑥可計算物體的重力，GF=浮

3水排

kg/

N/kg

m

-2

mN⑦可計算任何時刻容器對桌面的壓強，例如計算當(dāng)

水

時，容器對桌面的壓強：方法一：以容器、水和物體三者為整體進行受力分析，Earlybird

晨鳥教育F=G+G=14N+1N+6N=21N支水容物容器對桌面的壓強為

p固壓

=

壓支=ss

方法二：以容器底為研究對象受力分析：=支水壓

GG2N容容容器對桌面的壓強為

p固壓

=

壓支=ss

拓練1如甲質(zhì)量為100g的薄壁柱形容器放在水平桌面上器中立放著一個實心圓柱體M．現(xiàn)慢慢向容器中加水，加入水對容器底的壓強P與所加水的質(zhì)量m的系如圖乙所示，在整個過程中無水溢出，同時M的底面始終與容器中的水面平行．當(dāng)m=0.6kg時物體M剛漂浮且露在水面外的長度為2cm則M的高度為的度為kg/m，p=5×10Pa時容器對桌面的壓強．【答案）5）0.6×10）5.25×10【解析】試題分析）m=0.6kg時，體M剛好浮且露在水面外的長度為2cm，由圖讀出此時的水的壓強，利用ρgh求水的深度，則即可求出M高度H；（2鍵漂浮時浮力與重力阿基米德原理和密度公式列出等式即可求出M的度ρ；（3=5×10p時利用p=ρgh求出此時水的深度，根據(jù)壓強和所加水的質(zhì)量m的變化求出容器的底面積，由于容器對地面的壓力等于水和容器的總重，所以求出當(dāng)=5×10p時和容器的總重，利用壓強公式p=求器對地面的壓強．解）當(dāng)m=0.6kg時，p=3×10PaEarlybird

晨鳥教育由p=ρgh可得水的深度h=

==3×10m=3cm，H=h+h=3cm+2cm=5cm；（2）由圖象可知，當(dāng)m=0.6kg時，剛漂浮，因為h=3cm，H=5cm，所以，====；由漂浮條件可知F=G，即：ρVg=ρVg，所以ρ=ρ=×1×10kg/m=0.6×10kg/m；（3）由p==得：S====0.04m，h==

=0.05m，G=Fρkg/m×0.04m×0.05m×10N/kg=20NG=mg=100×10，p===5.25×10pa故答案為）5.25×102．一個圓柱形容器放在水平桌上，如圖甲所示，容器中立放著一個均勻的實心圓柱M，現(xiàn)慢慢向容器中加水，加入的水對容器底的壓強

與所加水的質(zhì)量m的系如圖丙所示，在整個過程中無水溢出的底面始終與容器中的水面平行，當(dāng)加入的水等于3kg時，體M剛漂浮且露出水面的高度為4cm，如圖乙所(g/cm3)，求:

=1.0Earlybird

晨鳥教育(1)圓柱體M剛好漂浮時容器中的深度h____;(2)圓柱體M的密度______;(3)圓柱形容器的內(nèi)底面積S____.【答案】0.06m0.1m【解析入水m＝3kg時＝0.6×10＝ρgh可得的度h＝＝＝6cm由于物體好漂浮且露出水面的高度為4cm，則物體M的度H＝h+h＝6cm+4cm；由漂浮條件可知F，：ρVg＝ρVg，則ρShg＝ρSHg，所以＝ρ＝

×1×10kg/m＝0.6×10kg/m）于加入的水等于7kg與時強別為1.0×10Pa所以S＝＝＝＝0.1m。

Pa由p＝得eq\o\ac(△,：)＝

，3鄭楚同學(xué)將一個圓柱形容器放在水平桌面如圖甲所示容器中豎立放著一個均勻?qū)嵭膱A柱體M．隨后鄭小楚慢向容器中加水，在加水的過程中，物M對器底的壓強p與加水的質(zhì)量m的系如圖乙所示整過程中沒有水溢出物M的底面始終與容器中的水面平行，當(dāng)物體M剛好漂浮在水面上時，露出水面的高度為10cm知ρ=1.0×10kg/m，g取10N/kg求：（1）物體M漂時，所加水的體積；（2）圓柱體M的度【答案

．（2）20cm．【解析】Earlybird

晨鳥教育（1）由圖可知當(dāng)加入水的質(zhì)量2kg時，物體M恰好漂浮，且物體M的底始終與容器中的水面平行，根據(jù)

V

可得水的體積：V

m

2kg3kg3

m

2000cm

．（2）由圖可知，當(dāng)加入水時，物體M容器底部的壓強p=1×10Pa，設(shè)圓柱體的底積為S，浸入中的深度為h，根據(jù)公式

FS

得：G=，當(dāng)加入水的質(zhì)量為2kg時，物體容器底部的壓強為0Pa，時物體M恰漂，所以F=，根據(jù)F=ρgV，=可：gh=，即：1×10kg/m×10N/kg×0.1m×S=1×10Pa×S解得，=0.1m=10cm則物體的度h=h+h=10cm+10cm=20cm．答）物體M漂浮，所加水的體積為2000cm；（2）圓柱體M的度為20cm．題二繩拉模題型解讀：①由坐標圖可知，物體的密度小于水的密度；Earlybird

晨鳥教育②OA段物體所受的浮力逐漸增大A點，物體受到的浮力恰好等于物體所受的重力，=浮

。③AB段，物體隨著水面一起上浮，此時物體浸入水中的體積不變AB段體移動的距離代表繩子的長度；④BC段繩子已經(jīng)被拉直了，因此物體不再上浮，所受浮力逐漸增大。⑤C點，物體恰好浸沒在水中。拓訓(xùn)4．如圖甲，一個不計外壁厚度足夠高的柱形容器放在水平桌面上，容器中立放著一個底面積為100cm

、高為12cm均勻?qū)嵭拈L方體木A，A的底部與容器底用一根原長為10cm輕質(zhì)彈性繩連在一(不計彈性繩的體)現(xiàn)慢向容器中加水當(dāng)入1.8kg的時木塊A對器底部的壓力剛好為0，圖乙所示，此時容器中水的深度為9cm。求1)乙圖中水對容器底部的壓；(2)木塊A的度為多少kg/m；(3)從容器中沒有水到加水至5.8kg如圖丙所示，水對容器底部的壓力為多少N在定范圍內(nèi)，彈性繩受到的拉力每增大1N，彈性繩的長度就伸長，個過程中無水溢)【答案】；(2)

；(3)69N【解析】乙圖中水對容器底部的壓強

水

(2)木塊A的積h12cm1200cm31.2AAA木塊A對器底部的壓力剛好為0木快A浮，受到的浮力等于自身重力，則根據(jù)FgV浮液排F浮

有水排

3kg/m0.09m水木Earlybird

晨鳥教育由

mg

可得木塊A的度

木

9N木V1.2m10N/kg木

0.75

3

kg/m

3(3)當(dāng)加入1.8kg的水，水的積V水

m水水

1.8kgkg/m

3

31800cm3根據(jù)圖乙則有S容

A

水帶入數(shù)據(jù)解得容器底面積S=3m2容

加水至5.8kg后，水的體積V水

m水水

5.8kg

3

33若物體完浸沒在水中，此時水的深度h

V水A容

33702則此時繩子受到的拉力FF拉浮A液AAA

3

3

3

10N/kg

3

因為彈性繩受到的拉力每增大1N彈性繩的長度就伸長，所以彈性繩長度變?yōu)閘10cm3cm13cm此時繩子的長度加上物體A的高度為12cm25cm25cm大

cm

，所以物體A沒有全浸沒，在中受到繩子的拉力、重力、水的浮力作用。假彈性繩拉伸后的總長度為L，體A入水中深度為，則有

H

S

SA代入數(shù)據(jù)化簡后得

①Earlybird

晨鳥教假設(shè)此時物體A受的拉力為T此時物體受到拉力加上物體的重力等于物體受到的浮力，即浮A因為彈性繩受到的拉力每增大1N彈性繩的長度就伸長，代入數(shù)據(jù)有0.13HN化簡的0.1

②將②式代入①式，解得L，所以容器中加水至5.8kg時，水深度為H0.11m由

FpS

液

可得此時水對容器底部的壓力

水

gHkg/m0.23m69N容答：(1)圖中水對容器底部的壓是900Pa(2)木塊A的度為

0.7533

；(3)從容器中沒有水到加水至5.8kg水對容器底部的壓力為69N。5）如圖所示，水平放置的底柱形容器A的底面積為，高為，不吸水的正方體木容塊B，密度為，長為，止在容器底部．質(zhì)量體積忽略不計的細線，一端固定在容木器底部，另一端在木塊底部中央，且線長，已知水的密度為，求：在圖中作出未加水時B物體的受力示意圖；

aL，木容（2）向容器底緩慢加水至注滿器（如圖）的過程中，分段討論寫出當(dāng)加水質(zhì)量B物體所受浮力的表達式。Earlybird

晨鳥教育【答案））解析。【解析】如圖2所：；(2)[2]加至木塊剛好對容器底無壓力時，即木塊剛好漂浮，則F浮

G

，即：

2

漂木

3

；解得，

①當(dāng)0ha

時，此時容器內(nèi)水的深度：

m

；木塊排開水的體積：排

2

h

ma

2

；則木塊受到的浮力：F浮排

ma2

a22

2

，[

0

木

Earlybird

晨鳥教育②當(dāng)

ahL

時，此過程木塊一直處于漂浮狀態(tài)，則此過程木塊受到的浮力：浮

木

，[

木

m木

]；③當(dāng)

L

h

時，此過程木塊受到的浮力：h浮

m2S2S2

2

，[

木

]；④當(dāng)

Lh容

時，此時木塊處于完全浸沒狀態(tài)，則木塊受到的浮力：浮排

，[

m

容

]。6云初三底面積為

的圓柱形薄壁容器裝有密度為液體橫截面積為的長方體木塊由一段非彈性不吸水的細線與容器底部相連部分浸入液體中此細線剛好伸直，細線對木塊的拉力為0如圖所示，已知細線能承受的最大拉力。向容器中再緩慢注入密度為的體，直細線剛好被拉斷為止。(1)請推導(dǎo)出細線未拉斷前，細線對木塊的拉力F與注入液體的質(zhì)量之間的關(guān)系式；(2)求細線剛好被拉斷時與細線剛好伸直時，容器底部所受液體壓強的變化量。【答案】(1)

F；(2)1

T1

?！窘馕觥孔⑷胍后w的質(zhì)量為時細線對木塊的拉力為F，液上升的高度為，細線對木塊的拉力F等木塊增大的浮力，則有F浮排1

①容器內(nèi)注入的液體質(zhì)量m液

②Earlybird

晨鳥教育將①式和②式聯(lián)立，解得F1(2)當(dāng)細線剛好被拉斷時，F(xiàn)=G+T細線剛好伸直時，細線對木塊的拉力為0F'浮即F'浮浮

結(jié)合阿基米德原理可得

g

'排排即

g

①而液體壓強的變化量

g

②由①②可得

T1答：(1)導(dǎo)出細線未拉斷前，細對木塊拉力與入的液體質(zhì)量之的關(guān)系式為F1

；(2)求出細線剛好被拉斷時與細線斷后容器中液面恢復(fù)穩(wěn)定時，容器底部所受液體壓強的變化量為

T1

。7．某實驗小組在研究某種物質(zhì)屬性時，日常需將物體浸沒在煤油中保存，將體積為1×10m

、6N的物體用細線系在底面積為

的圓柱形容器的底部，物體浸沒在煤油中，如圖所示（g=10N/kg，ρ=0.8×10kg/mEarlybird

晨鳥教育(1)細線受到的拉力是多大？(2)若細線與物體脫落，待物體靜止后煤油對容器底的壓強變化了多少？【答案】(1)2N；(2)80Pa【解析】由題知，物體浸沒煤油中，則有排

受到的浮力浮

煤油

gV3kg/m310N/kg3排因為

拉

，物體受到的拉力F8N6N拉浮(2)漂浮時，6N，由浮浮煤油排

可得，此時物體排開煤油的體積排

F浮煤油

6N3kg/m

7.5

m

3排開沒有的體積變化量m3排煤油深度變化排S250則煤油對容器底的壓強變化

g0.83kg/m380Pa水答：(1)細線受到的拉力是；(2)細線與物體脫落，待物體靜止后煤油對容器底的壓強變化了80Pa。題三連體型題型解讀：剛開始物體A浮在面上，逐漸加水，繩子會拉長，當(dāng)繩子拉長時，繼續(xù)加水，物體A所受浮力增大，當(dāng)拉力恰好為1N時，物體所受浮力達到最大值，即B物此時不Earlybird

晨鳥教育受容器底的支持力，因此可計算出物體A此時所受的浮力，還可以計算出物體A在t1和t2時刻所受浮力增量為0.5N，即計算出液面升高量，從而計算出容器底所受壓強的增量。8．如圖甲，圓柱形薄壁玻璃杯A實心物體B在柱容器的水中處于靜止狀態(tài)，此時細線拉直（細線不可伸長且質(zhì)量體積忽路不計的底面積為50cm，力為3N，物體B的體積為50cm，柱形容器的底積為100cm

；在打開容器底部水龍頭放水的過程中，細線所受拉力大小隨時間變化圖象如圖乙時，體B剛接觸容器底且與容器底無擠壓，則下列說法錯誤的是（）A．未放水前A物所受的浮力為4NB．物體的密度為3×10

kg/mC．從t時到t時刻器對桌面的壓強變化了50PaD．若t時停止放水，將物體A豎直上提1cm那么容器對桌面的壓強減少50Pa【答案】【解析】．對玻璃杯A進行力分析，則有FA浮

FA拉

，故A正，不符合題意；B．對物體B進受力分析，則有GB浮

拉

水

gVFB拉

-6

1.5N

，根據(jù)

G

可知，物體B的度：

1.5NB10N/kg

-6

m

3

kg/m

3

，故B正，不符合題意；C．由圖乙可知t時到t時浮力的變化：0.5N0.5N浮

，Earlybird

晨鳥教育由

F浮液排

得玻璃杯A減的浸沒水中體積排

0.5N浮3kg/m310N/kg水

kg/m

3

3

，水面降低的高度：50cm31cmSA

，則減少的壓強：

水

，故C錯，符合題意；D．若t

時刻停止放水，將物體A豎直上提1cm則其減少的浸沒水中體積：1A

，水面降低的高度：

3S100cm容器

，則減少的壓強：

水

50Pa

，故D正，不符合題意．9如甲所示在水平桌面上有一薄壁柱形容器底面積為

一重力為

，底面積為

，高為

的柱形玻璃杯A漂于水面，在A的部連接有一個實心金屬塊B兩體在水中處于靜止狀態(tài)時細線未拉直B未與容器底部緊密接觸，細線不可伸長且質(zhì)量體積忽略不計容中注水，細線拉力隨時間變化圖像如圖乙所示（容器無限高取

10N/kg

）求：（1）圖甲中玻璃杯A所浮力的大?。唬?）圖甲中水對玻璃杯A底的壓強大??；（3）時刻到時刻加水的體積。12Earlybird

晨鳥教育【答案】(1)2.5N；(2)625Pa；(3)75cm【解析】由于玻璃杯A處漂浮狀態(tài)，則A受到的浮力F；浮A(2)玻璃杯A漂浮，根據(jù)浮力產(chǎn)的原因可知，水對玻璃杯A部的壓力F2.5N，浮則玻璃杯底部到的壓強F2.5NpS40m

；(3)由圖乙可知時到時，玻璃杯A