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物理兴趣小组同学对物体的浮沉条件进行研究,在一个重4N底面积为200cm2的圆柱...

物理兴趣小组同学对物体的浮沉条件进行研究,在一个重4N底面积为200cm2的圆柱形薄壁玻璃容器底部,放一个边长为10cm的正方体物块,然后逐渐向容器中倒水(始终未溢出)。通过测量容器中水的深度h,分别计算出该物块所受到的浮力F,并绘制了如图所示的水深h与所受浮力F的图像,请解答下列问题。

(1)通过分析图像,判断当水深增至8cm后,物块所处的状态?

(2)物块的重力是多少?

(3)物块的密度是多少?

(4)将物块取出后,若容器中水的重力为20N,此时容器对水平桌面的压强是多少?

 

(1)漂浮;(2)8N;(3)0.8×103kg/m3;(4)1.2×103Pa 【解析】 (1)由图象可知:水的深度由0逐渐增加到8cm的过程中,物块受到的浮力越来越大;水的深度增大到8cm后,物块受到的浮力不再发生变化,所以物块处于漂浮状态。 (2)因为物体漂浮,所以浮力等于重力,由图象可知 G=F浮=8N (3)物块的体积 V=10cm×10cm×10cm=1×10-3m3 物块的密度 ρ==0.8 (4)容器对桌面的压力 F=G水+G容器=20N+4N=24N 容器对桌面的压强 p===1200Pa 答:(1)当水深增至8cm后,物块处于漂浮; (2)物块的重力是8N; (3)物块的密度是0.8; (4)将物块取出后容器对水平桌面的压强是1200Pa。  
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随着全球平均气温的升高,北极地区冰层融化速度加快,北极熊的栖息地不断缩小。北极熊遭遇的生存危机是全球变暖的又一证据。由于全球变暖,冰层变薄而经常开裂,北极熊为了获取食物,常要从一块浮冰跳到另一块浮冰,如图所示。当一只780 kg的北极熊跳到一块露出海面部分体积为100 m3的浮冰上时,请通过计算说明这块浮冰能否继续保持漂浮状态?(ρ海水1.04×103 kg/m3

 

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某同学质量为50kg,每只鞋底与地面的接触面积为100cm2,则他双脚站在水平地面上时,求:

(1)他对地面的压力;

(2)他对地面的压强。

 

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为了探究浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体所受的重力的关系,某同学进行了如图所示的实验:

(1)你觉得合理的实验顺序是_____。(用“甲乙丙丁”排序)

(2)实验中他测得合金块浸没在水里时受到的浮力为_____N,并可得出结论:浸在液体中的物体所受的浮力的大小等于_____

(3)溢水杯的水没装满,会导致本实验测量的F_____G(选填“>”或“<”)。

(4)图乙中,浸没在水中的合金块匀速向下运动的过程中,合金块所受的浮力_____(选填“变大”“不变”或“变小”),合金块体积为_____m3

(5)该合金块的密度是_____kg/m3

 

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我们身边的物理无处不在,可以利用身边的矿泉水瓶做小实验来说明一些科学知识。

(1)双手挤压空矿泉水瓶可以使瓶子变形,如果施加的力增大,瓶子变形程度就加大,这表明力的作用效果跟压力的_____有关;

(2)在空矿泉水瓶侧壁不同高度的地方锥出上、中、下三个小孔,往里面倒满水,可以观察到水从三个小孔流了出来,其中_____(选填“上”、“中”或“下”)孔流出的水喷得最急最远;

(3)往空矿泉水瓶内注入少量的热水,摇晃后倒掉并立即盖紧瓶盖,过一会儿发现瓶子慢慢向内凹陷,这说明_____

 

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下表是小莉同学用如图所示装置分别测得水和盐水在不同深度时,压强计(U形管中是水)两液柱的液面高度情况。

序号

液体

深度hmm

      

左液面(mm

右液面(mm

液面高度差(mm

1

30

186

214

28

2

60

171

229

58

3

90

158

242

84

4

盐水

90

154

246

92

 

(1)分析表中序号为123三组数据可得到的结论是:同种液体的压强随深度的增加而_____,比较表中序号为34两组数据可得到的结论是:不同液体的压强还跟液体的_____有关。

(2)为了进一步研究在同一深度,液体向各个方向的压强是否相等,他们应控制的量有__________ ,要改变的是_____

(3)小莉同学在学了液体压强公式后,用公式对以上实验的数据进行分析计算(g=10N/kg),得出金属盒在30mm深处水的压强是_____Pa,而从压强计测出的压强为_____Pa

 

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