精英家教网 > 初中物理 > 题目详情
6.一实心正方体物块上表面与液面平行地浸没在液体中图示位置,其质量为2kg,若上、下表面的深度分别为h1和h2,且2h1=h2=20cm,已知液体密度为0.8×103kg/m3,求:
(1)液体对物块下表面的压力;
(2)若使物块在图示位置处于静止状态,还应使其在竖直方向受到一个多大的力;
(3)若有同样体积的空心正方体在液体中处于悬浮状态,且已知空心体积为500cm3,则该物块材料的密度为多少?

分析 (1)由图可知实心正方体物块上下表面的深度差即为其边长,根据S=L2求出其底面积,根据p=ρgh求出液体对物块下表面的压强,根据F=pS求出液体对物块下表面的压力;
(2)物块在图示位置处于静止状态时排开液体的体积和自身的体积相等,根据V=L3求出其大小,根据阿基米德原理求出受到的浮力,根据G=mg求出物体的重力,然后与浮力比较得出拉力的方向,物块在图示位置处于静止状态时,受到竖直向上的浮力和拉力、竖直向下重力的作用,根据力的平衡条件得出等式即可求出施加的力;
(3)同样体积的空心正方体,在液体中受到的浮力不变,根据悬浮条件得出其重力,根据G=mg求出空心正方体中材料的质量,空心正方体中材料的体积等于正方体的体积减去空心部分的体积,根据ρ=$\frac{m}{V}$求出该物块材料的密度.

解答 解:(1)已知2h1=h2=20cm,则h1=10cm,
由图可知,正方体的边长:
L=h2-h1=20cm-10cm=10cm,
正方体的底面积:
S=L2=(10cm)2=100cm2=0.01m2
物体下表面所处的深度:
h2=20cm=0.2m,
液体对物块下表面的压强:
pgh2=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.2m=1600Pa,
由p=$\frac{F}{S}$可得,液体对物块下表面的压力:
F=pS=1600Pa×0.01m2=16N;
(2)正方体物块排开水的体积:
V=V=L3=(10cm)3=1000cm3=10-3m3
正方体物块受到的浮力:
FgV=0.8×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=8N,
正方体的重力:
G=mg=2kg×10N/kg=20N,
因G>F
所以,物块在图示位置处于静止状态时,受到竖直向上的浮力和拉力、竖直向下重力的作用,
由力的平衡条件可得,竖直向上的拉力:
F=G-F=20N-8N=12N;
(3)同样体积的空心正方体,在液体中受到的浮力仍为8N,
因物体悬浮时受到的浮力和自身的重力相等,
所以,由F=G=mg可得,空心正方体中材料的质量:
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{{F}_{浮}}{g}$=$\frac{8N}{10N/kg}$=0.8kg=800g,
空心正方体中材料的体积:
V=V-V=1000cm3-500cm3=500cm3
则该物块材料的密度:
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{800g}{500c{m}^{3}}$=1.6g/cm3
答:(1)液体对物块下表面的压力为16N;
(2)若使物块在图示位置处于静止状态,还应施加竖直向上12N的力;
(3)该物块材料的密度为1.6g/cm3

点评 本题考查了液体压强公式和压强定义式、阿基米德原理、物体浮沉条件、重力公式以及密度公式的应用,知道实心正方体物块上下表面的深度差即为其边长是关键,计算过程要注意单位的换算.

练习册系列答案
相关习题

科目:初中物理 来源: 题型:填空题

16.在水平地面上铺上一张纸,将皮球表面涂黑,使其分别从不同高度处自由落下,在纸面上留下黑色圆斑A、B,如图所示.球从较高处下落形成的圆斑是图中的B(“A”或“B”).判断的过程如下:球原来的高度越高,重力势能越大,下落至接触地面后能够转化获得的弹性势能也就越大,从而皮球的形变程度越大.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:计算题

17.如图为江铃陆风X7越野车,该车以其卓越的性能深受消费者喜爱,成为江西品牌的骄傲.当汽车静止在水平路面时四个轮胎与地面总接触面积为0.2m2,载人时人与车的总质量为2000kg,当越野车匀速爬上一高10m、长16m的陡坡时,机械效率为50%(g取10N/kg).求:
(1)越野车载人时受到的重力
(2)越野车载人时静止在水平路面上对水平路面的压强
(3)越野车爬坡时的牵引力.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:填空题

14.当木箱在水平地面上受到8N的水平推力时,箱子未推动,这时木箱受到的摩擦力等于8N(选填“大于”、“小于“、“等于”);当水平推力增大到12N时,木箱恰好做匀速运动,此时木箱受到的合力为0N;当水平推力继续增大到15N时,木箱受到的摩擦力为12N.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:填空题

1.如图甲是一名学生用自制的“试管排箫”吹奏乐曲,吹奏时美妙的声音是由试管内空气柱的振动产生;试管内空气柱长度参差不齐,目的是为了吹出音调不同的声音.如图乙所示是央视“是真的吗”某期节目画面:把塑料桶底钻一个圆孔,用厚塑料膜蒙住桶口,圆孔正对几米远处叠放的纸杯,拍打塑料膜,在听到拍打声的同时,会看到纸杯纷纷落下,纸杯被击落的现象说明声可以传递能量.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:选择题

11.关于“观察水的沸腾”实验中,下列说法正确的是(  )
A.实验的测量工具是温度计和停表
B.水沸腾时的温度一定是100℃
C.水在沸腾过程中,继续吸热,温度升高
D.水沸腾时,停止加热,水仍能继续沸腾

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:填空题

18.力的单位是N,帕斯卡是压强的单位,1标准大气压=105Pa.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:作图题

15.如图所示的撬棒,O为支点,P为石头的重心.请画出动力F的力臂l和石头所受重力G的示意图.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 来源: 题型:填空题

16.图中温度计的示数为-6℃,请在图中括号内填上正确的刻度值.

查看答案和解析>>

同步练习册答案