有关密度压强和浮力的计算.docx
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有关密度压强和浮力的计算
有关密度、压强及浮力的计算
一、复习目标
(1)熟记密度,压强,浮力的计算公式
(2)学会有关密度、压强及浮力的计算题的解题方法
二、知识储备
1、密度的计算公式ρ=变形公式m=
v=
2、压强的计算公式p=(适用于所有压强)
p=(适用于液体压强和密度均匀的柱体对水平面的压强)
3、计算浮力的公式有:
(1)F浮=G排=(适用于知道液体密度和能知道排开液体的体积时)
(2)F浮=(适用于知道物重和弹簧测力计的示数时,探究实验中用得较多)
(3)F浮=(适用于漂浮和悬浮的物体)
(4)F浮=(适用于知道压力的题目中)
三、典例解析
1、有关密度的计算
例1、一个容器装满水,总质量为65克,将30克的石子投入容器中,有水溢出,此时容器及水、石子的总质量为83克,求石子的密度?
针对性练习:
1、质量0.9Kg的水结成冰后,体积增大了0.1L,
求:
(1)冰的质量是多少?
(2)冰的密度是多少?
2、纯酒精的密度是0.8×103Kg/m3,某工厂生产的酒精要求含水量不超过10%,用抽测密度的方法来检验,则合格产品的密度应在什么范围之内?
2、有关压强的计算
例2、如图1所示,一梯形截面容器重10N,容器底面积是200cm2,倒入4Kg水的高度是30cm。
(g=10N/Kg)求:
(1)容器底所受水的压强
(2)容器底所受水的压力(3)容器对桌面的压强
针对性练习:
1、通常情况下,物体压在同样的泥地上,如果压强相同则压痕深度相同。
野生动物调查员在泥地上发现黑熊刚留下的足印,为了估算黑熊的质量,他把底面积为10cm2的容器放在足印旁边的泥地上,再慢慢往容器中倒沙子,直到泥地上出现和黑熊足印相同的痕迹,测出此时装了沙子的容器总质量为1.25Kg,g=10N/Kg,求:
(1)装了沙的容器对泥地的压强
(2)量出黑熊与地接触的足印痕总面积共800cm2,估算黑熊的质量有多大?
2、在日常生活中,为了提高烹煮食物的温度,缩短烹煮的时间,人们利用水的沸点随气压的升高而升高的性质制造出了高压锅。
某种规格的高压锅出气口的直径为3.2mm,计算出它的面积为8mm2,要使锅内气压达到2个标准大气压,请计算该高压锅应配的限压阀的质量为多少克?
(外界气压为1标准大气压,1标准大气压取105Pa,g=10N/Kg)
3、有关浮力的计算
例3、将重为4.5N,体积为0.5dm3的铜球浸没在水中后放手,铜球静止后受到的浮力为多少?
针对性练习:
1、
如图2所示的是棱长为0.1m的立方体铝块,它的每个正方形表面的面积是()m2,
如果它下表面受到水向上的压力是20N,
下表面受到水的压强是()Pa,
上表面受到水的压强是()Pa,
上表面受到水向下的压力是()N,
铝块受到水的浮力是()N。
(g=10N/Kg)
2、用手将一重为6N的物体全部压入水中,物体排开的水重为10N,此时物体受到的浮力为N;放手后物体将(填“上浮”、“下沉”或“悬浮”),待物体静止时所受浮力为N。
3、古人称黄河水是“一石水,六斗泥”。
创意中学综合实践小组从黄河中取了2×10-3m3的水,称得质量为2.2kg,由此可知含泥沙的黄河水的密度为kg/m3。
一条货船在黄河中航行时,浸在水中的体积是30m3。
船受到的浮力为N。
在码头将货物卸下后,河水对船底压强大小的变化情况是(本题g取10N/kg)。
4、密度、压强及浮力的综合计算
例4、质量为1.5kg的木块,漂浮在水面上,有2/5的体积露出水面则木块所受的浮力为多少?
木块的密度为多少?
例5、在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止,如图17所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图像。
求:
(1)分析图像可知,圆柱体重力是________N;
(2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是______N;
(3)圆柱体的体积是_________m3;
(4)圆柱体的密度是_________kg/m3;
(5)分析图像BC段,可得结论:
物体浸没液体之前,浸入液体的深度越深,受到的浮力越________(选填“大”或“小”);
(6)分析图像CD段,可得结论:
__________________________________________。
例6.一个重为10N的实心合金球,浸没在水中时,排开了4N的
水,则合金球受到水的浮力是多少?
若将它放入酒精中静止时,合金球受到的浮力是多少?
若将它放入水银中静止时,合金球受到的浮力是多少?
(酒精的密度是0.8×103Kg/m3
水银的密度是13.6×103Kg/m3g=10N/Kg)
针对性练习:
1、在南极考察中使用的海洋破冰船,针对不同的冰层有不同的破冰方法。
其中一种破冰方法是:
接触冰面前,船全速航行,船体大部分冲上冰面,就可以把冰压碎。
(1)当破冰船航行于海面时,它的排水体积约为1500m3,求船自身的重力。
(2)在一次破冰行动中,当船冲到冰面上时,船的排水体积变为原来的三分之一,船与冰层接触面积为5m2,此时破冰船对冰层的压强是多少?
(海水的密度取1.0×103kg/m3)
四、达标检测
1、李静同学进行了如图所示的实验:
她先
测量出容器中水深为20cm,然后将一挂在弹
簧测力计下的长方体物块缓慢地浸入水中
(完全浸没时水不会溢出)。
实验过程中,
她记下弹簧测力计的示数F,并测量出对
应情况下容器中水的深度h,实验数据如下表:
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
F/N
1.5
1.4
1.3
1.2
1.1
1.0
1.0
1.0
h/cm
20.0
20.5
21.0
21.5
22.0
22.5
22.5
22.5
(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
⑴在物块未浸入水中时,水对容器底部的压强为多少?
⑵在物块完全浸入水中时,其受到的浮力为多大?
⑶分析表中数据变化规律,你能得到什么结论?
2、如图所示,放在水平桌面上的圆柱形容器重4N,底面积为100cm2,弹簧测力计的挂钩上挂着重为10N的物体,现将物体浸没水中,容器的水面由16cm上升到20cm(g取10N/kg)求:
(1)物块放入水中前,容器底受到水的压强是多少?
(2)物块的密度是多少?
(3)物块受到的浮力
(4)物块浸没水中后容器对桌面的压强。
3、我们来对物体浮沉现象进行探究把一截圆柱体蜡烛竖直放入水中,发现蜡烛漂浮在水面上(如图19所示).
(1)若要使蜡烛处于悬浮状态,应该加入适量的食盐还是加入适量的酒精?
请说明理由.
(2)蜡烛漂浮在水中时,测得露出水面的体积
为总体积的
1/10,求蜡烛的密度是多大?
4、(2006眉山)木块A的体积为500cm3,质量为300g,用细线拉着浸没于盛水的圆柱形容器中,容器的底面积为100cm2,容器内水面高度为30cm,如图所示,
求:
(1)物体受到的浮力;
(2)水对容器底的压强;
(3)绳子的拉力T;
(4)若剪断绳子后,木块静止时,水对容器底的压强。
三、1、例1:
2.5×103kg/m3针对性练习:
1:
0.9Kg0.9×103kg/m32:
0.8×103kg/m3至0.816×103kg/m3之间
2、例2:
(1)3×103Pa
(2)60N(3)2.5×103Pa针对性练习:
1:
(1)1.25×104Pa
(2)100Kg2:
80g
3、例3:
4.5N针对性练习:
1:
0.012×10310310102:
10上浮63:
1.1×1033×105变小
4、例4:
14.7N600kg/m3例5:
(1)12
(2)4(3)8×10-4(4)1.5×103(5)大(6)浮力大小与物体的浸没深度无关例6:
(1)0.01N
(2)0.5×103kg/m3(3)2×103kg/m3针对性练习:
1:
(1)2N
(2)1/15m(3)2.5N2:
1500t2×106Pa
四、达标检测1:
(1)2×103Pa
(2)0.5N(3)物体所受浮力大小随排开液体体积的增大而增大
2:
(1)1.6×103Pa
(2)2.5×103kg/m3(3)4N(4)2.4×103Pa
3:
(1)加入适量酒精
(2)0.9×103kg/m3
4:
(1)5N
(2)3×103Pa(3)2N(4)2.8×103Pa
5:
41.5cm