止时所受的浮力之比F甲:F乙=8:9,ρ水=1×103kg/m3,下列说法正确的是( ) A.甲,乙两物体都漂浮在水面上
B.甲物体漂浮在水面上,乙物体浸没于水中 C.乙物体的密度ρ乙=0.75×103kg/m3 D.乙物体的密度ρ乙=0.85×103kg/m3
解:设甲、乙两物体质量都为m,甲、乙两物体的体积分别为2V、3V。 ①若甲、乙均漂浮,
因漂浮时物体受到的浮力和自身的重力相等,且甲乙两物体的质量相等,
所以,甲、乙受到的浮力相等,即F甲:F乙=1:1,与题意不符,故该可能被排除,A错误;
②若甲、乙均浸没,
则物体排开液体的体积和自身的体积相等,由F浮=ρgV排可知,它们受到的浮力之比:
F浮甲:F浮乙==2:3,与题意不符,故此种情况不可能;
③由①②可知,只能是“甲、乙中一个物体漂浮,另一个物体浸没在水中”, 因甲乙的质量相等,且甲的体积小于乙的体积, 由ρ=可知,甲的密度大于乙的密度,
则甲物体浸没于水中,乙物体漂浮在水面上,故B错误; 此时甲受到的浮力:F甲=ρV乙g=ρ乙×3Vg; 已知F甲:F乙=8:9,
gV甲=ρ
g×2V,乙受到的浮力:F乙=G乙=m乙g=ρ
水水乙
17
所以有:==,
解得:ρ乙=ρ水=×1.0×103kg/m3=0.75×103kg/m3,故C正确,D错误。
故选:C。
8.如图所示,Q为铜制零件,其上部为边长L=0.2m的立方体,下部为边长l=0.1m的立方体。Q的下表面与容器底部粘合,且水面恰好与Q上表面相平,则零件所受的浮力为(g取10N/kg)( )
A.0N
B.20N
C.60N
D.80N
解:∵下部立方体由于与容器底部粘合,∴水没有产生向上的压力; ∵上部立方体的下表面积的一部分(与水接触)受到向上的压力, ∴S=L2﹣l2=(0.2m)2﹣(0.1m)2=0.03m2,
上部立方体的下表面的压强为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000pa, ∵浮力的产生是上下表面的压力差, ∴F浮=pS=2000Pa×0.03m2=60N。 故选:C。
9.用弹簧测力计竖直挂一铁球,当铁球露出水面体积时,弹簧测力计示数为4N;当铁球浸入水中体积时,弹簧测力计示数为1N,取下该铁球放入水中,铁球静止时受到的浮力是( ) A.18N
B.14N C.8N D.10N
18
解:当铁球露出水面体积时,则V排1=V,
根据物体受力平衡和阿基米德原理可知:G=F浮1+F拉1=ρ水gV+4N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当铁球浸入水中体积时,则V排2=V,
根据物体受力平衡和阿基米德原理可知:G=F浮2+F拉2=ρ水gV+1N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 由①②得:ρ
gV=3N,所以ρ水gV=18N,即物体全部浸没在水中时受的浮力为18N;
水
所以物体重力:
G=F浮1+F拉1=ρ水gV+4N=×18N+4N=10N,
当取下该物体将它放入足量的水中,因为物体全部浸没受的浮力大于其重力,铁球应该是空心的,所以物体在水中静止时,处于漂浮状态,浮力F浮′=G=10N。 故选:D。
10.如图所示,容器中装有一定质量的水,先后按甲、乙两种方式使物体A和小玻璃杯漂浮在水面上(图中细线重力及体积均不计)。设甲、乙两图中物体A和小玻璃杯共同受到的浮力分别为F甲和F乙,水对容器底的压强分别为p甲和p乙,则( )
A.F甲<F乙 p甲=p乙 C.F甲=F乙 p甲<p乙
B.F甲=F乙 p甲=p乙 D.F甲>F乙 p甲>p乙
19
解:把A和容器看作一个整体,即A和容器的总重力不变,由图可知,甲、乙中物体都是漂浮在水面上,所以甲、乙两图中物体A和小玻璃杯共同受到的浮力都等于物体A和小玻璃杯的总重力,故F甲=F乙;
因为两中情况下浮力相等,又由阿基米德原理又可得,F浮=ρ∵F甲=F乙, ∴v排甲=v排乙;
因此甲乙两图中,液面的高度是相同的,由p=ρgh可知,当ρ一定时,若h相等,则P相等;即 p甲=p乙。 故选:B。
11.如图甲所示,物体A的体积为V,放入水中静止时,浸入水中的体积为V1;现将一体积为V2的物体B放在物体A上,物体A刚好全部浸没在水中,如图乙所示。则物体B的密度为( )
gv排;
水
A.?ρ水 B.?ρ水
C.?ρ水 D.?ρ水
解:在甲图中,物体A漂浮,则GA=F浮1=ρ水gV1,
物体B放在物体A上,物体A刚好全部浸没在水中,所以物体A、B处于漂浮,则GA+GB=F浮2=ρ水gV,
所以,GB=F浮2﹣GA=ρ水gV﹣ρ
水
gV1;
20