【題目】如圖所示,一個底面積為2m2的圓柱狀容器,裝有適量的水.現(xiàn)將一個底面積為0.5m2、體枳為5m3的物體A放入其中,物體A漂浮于水面上.當再給A物體施加一個豎直向下的大小不變的力F以后,A物體最終恰好浸沒于水中靜止,此時容器底部受到的壓強增大了1×104Pa.則:
(1)A物體浸沒水中靜止時容器底部所受到的壓力增大了多少?
(2)A浸沒于水中時受到的浮力為多少?
(3)A物體受到的重力為多少?(g=10N/kg)
(4)從A物體漂浮水面到浸沒水中靜止過程中力F做了多少功?

【答案】
(1)解:A物體浸沒水中靜止時,由p= 可得,容器底部所受到壓力的增大量:

△F=△pS=1×104Pa×2m2=2×104N

答:A物體浸沒水中靜止時容器底部所受到的壓力增大了2×104N


(2)解:因物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等,

所以,A浸沒于水中時受到的浮力:

FgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×5m3=5×104N

答:A浸沒于水中時受到的浮力為5×104N


(3)解:物體漂浮時容器底部受到的壓力等于水、物體重力之和,

物體完全浸沒時容器底部受到的壓力等于水、物體重力之和加上豎直向下力之和,

所以,力F的大小:F=△F=2×104N,

因物體A浸沒于水中靜止時處于平衡狀態(tài),受到的豎直向上的浮力等于豎直向下的重力和力之和,

所以,由F=G+F可得,物體的重力:

G=F﹣F=5×104N﹣2×104N=3×104N

答:A物體受到的重力為3×104N


(4)解:由△p=ρg△h可得,從A物體漂浮水面到浸沒水中靜止過程中水面上升的高度:

△h= = =1m,

物體A漂浮時,受到的浮力和自身的重力相等,

由F=ρgV可得,漂浮時物體A排開水的體積:

V= = = =3m3

由V=Sh可得,物體A的高度hA和漂浮時浸入水中的深度h分別為:

hA= = =10m,h= = =6m,

物體A露出水面的高度:h=hA﹣h=10m﹣6m=4m,

則從從A物體漂浮水面到浸沒水中靜止過程中,力F向下運動的距離:

h=h﹣△h=4m﹣1m=3m,

力F做的功:W=Fh=2×104N×3m=6×104J.

各高度的關(guān)系圖如下:

答:從A物體漂浮水面到浸沒水中靜止過程中力F做了6×104J的功


【解析】(1)知道A物體浸沒水中靜止時容器底部受到壓強的增加量以及容器的底面積,根據(jù)F=pS求出容器底部所受到的壓力的增大量;(2)物體A浸沒于水中時排開水的體積和自身的體積相等,根據(jù)阿基米德原理求出受到的浮力;(3)物體A浸沒于水中時,圓柱狀容器受到壓力的增加量等于力F的大小,此時物體A處于平衡狀態(tài),受到的豎直向上的浮力等于豎直向下的重力和力之和,據(jù)此求出物體的重力;(4)由p=ρgh求出液態(tài)上升的高度,物體A漂浮時,受到的浮力和自身的重力相等,根據(jù)F=ρgV求出排開水的體積,根據(jù)V=Sh求出物體A的高度和漂浮時浸沒的深度,兩者的差值即為物體A露出水面的高度,物體A露出水面的高度減去因物體浸沒造成水上升的高度即為從A物體漂浮水面到浸沒水中靜止過程中力F運動的距離,根據(jù)W=Fs求出力F做的功.
【考點精析】本題主要考查了浮力大小的計算和物體的浮沉條件及其應(yīng)用的相關(guān)知識點,需要掌握浮力的公式為:F= Ggv;物體的浮沉條件:浸沒在液體中的物體 F浮>G 時上浮,F(xiàn)浮 = G 時懸浮,F(xiàn)浮 <G 時下沉.物體浮沉條件的應(yīng)用舉例:(1)輪船(2)潛水艇(3)氣球(4)飛艇、熱氣(5)密度計(密度計的刻度是從上到下刻度變大,刻度不均勻,且刻度無單位.)才能正確解答此題.

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【題目】某實驗小組想探究并聯(lián)電路中電流的規(guī)律,曉丹同學猜想:并聯(lián)電路中各支路電流相等.她設(shè)計了如圖所示的電路,準備測量a、b、c三處的電流,并從實驗室取來電流表3只、燈泡2只、開關(guān)1個、電池和導線若干進行實驗.
(1)畫好電路圖后,曉丹同學開始連接電路,在連接電路過程中,開關(guān)應(yīng)該是的.
檢查電路連接無誤后,她開始實驗,并讀出電流表示數(shù)記錄在表格中.

Ib/A

Ic/A

Ia/A

0.18

0.18

0.36

曉丹同學分析數(shù)據(jù)后得出結(jié)論:并聯(lián)電路中各支路電流相等.
(2)曉丹得出錯誤的實驗結(jié)論,主要原因是
(3)請你對接下來的實驗提出改進措施(一條即可)
(4)曉丹同學在實驗過程中還發(fā)現(xiàn):閉合開關(guān)時電流表指針迅速偏轉(zhuǎn)較大角度,緊接著指針再偏回一定角度后,示數(shù)才穩(wěn)定下來;同組的小剛同學同時發(fā)現(xiàn),閉合開關(guān)瞬間燈泡亮度較大,緊接著變暗一點后,亮度才穩(wěn)定下來.造成這種現(xiàn)象的原因是

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A.
B.
C.
D.

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