14.2014年4月14日美國(guó)“藍(lán)鰭金槍魚”自主水下航行器首次參與搜索馬航失聯(lián)客機(jī)的任務(wù),某科研機(jī)構(gòu)按一定比例做了一個(gè)縮小的偽真模型,質(zhì)量為75kg,水平地面上有一個(gè)質(zhì)量為25kg足夠高的長(zhǎng)方體平底測(cè)量容器.長(zhǎng)2.5m,寬0.8m,內(nèi)裝有深度為1米的水,再將該模型緩慢放入水中靜止時(shí),有$\frac{1}{6}$的體積露出水面,如圖所示.求:(1)該模型漂浮時(shí)浸入水中的體積是多少m3
(2)當(dāng)模型漂浮時(shí),容器對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少?
(3)模型浸入水中時(shí)與模型未浸入水中時(shí)相比,水對(duì)容器底的壓力增大多少?
(4)如果將模型的底部用線系住拴在容器的底部,使模型浸沒在水中,則容器對(duì)地面的壓強(qiáng)不變(填“變大”“變小”“不變”)

分析 (1)該模型漂浮時(shí)受到的浮力和自身的重力相等,根據(jù)F=G=mg求出受到的浮力,根據(jù)阿基米德原理求出排開水的體積即為浸入水中的體積;
(2)根據(jù)題意求出水的體積,根據(jù)m=ρV求出水的質(zhì)量,容器對(duì)地面的壓力等于水和容器、模型的重力之和,根據(jù)F=G=mg求出其大小,受力面積即為容器的底面積,根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出容器對(duì)水平地面的壓強(qiáng);
(3)將該模型緩慢放入水中靜止時(shí)處于漂浮狀態(tài),受到的浮力和自身的重力相等,液體對(duì)容器底部壓力等于模型和液體的重力之和,據(jù)此求出水對(duì)容器底壓力的增加量;
(4)水平面上物體的壓力和自身的重力相等,據(jù)此分析容器對(duì)地面壓力的變化分析,再根據(jù)p=$\frac{F}{S}$分析容器對(duì)地面壓強(qiáng)變化的分析.

解答 解:(1)當(dāng)模型漂浮時(shí),受到的浮力:
F=G模型=m模型g=75kg×10N/kg=750N,
由F=ρgV可得,該模型漂浮時(shí)浸入水中的體積:
V=V=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{750N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.075m3;
(2)容器內(nèi)水的體積:
V=2.5m×0.8m×1m=2m3,
由ρ=$\frac{m}{V}$可得,容器內(nèi)水的質(zhì)量:
mV=1.0×103kg/m3×2m3=2000kg,
容器對(duì)地面的壓力:
F=G=(m模型+m+m)g=(75kg+2000kg+25kg)×10N/kg=2.1×104N,
受力面積即容器的底面積:
S=2.5m×0.8m=2m2,
容器對(duì)地面的壓強(qiáng):
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{2.1×1{0}^{4}N}{2{m}^{2}}$=1.05×104Pa;
(3)因?qū)⒃撃P途徛湃胨徐o止時(shí)處于漂浮狀態(tài),
所以,由△F=△pS=ρg△hS=ρgV=G模型可知,水對(duì)容器底壓力的增加量:
△F=G模型=750N;
(4)因水平面上物體的壓力和自身的重力相等,
所以,將模型的底部用線系住拴在容器的底部,使模型浸沒在水中后,與模型漂浮時(shí)相比,總重力不變,則容器對(duì)地面的壓力不變,容器的底面積也不變,由p=$\frac{F}{S}$可知,容器對(duì)地面的壓強(qiáng)不變.
答:(1)該模型漂浮時(shí)浸入水中的體積是0.075m3;
(2)當(dāng)模型漂浮時(shí),容器對(duì)地面的壓強(qiáng)是1.05×104Pa;
(3)模型浸入水中時(shí)與模型未浸入水中時(shí)相比,水對(duì)容器底的壓力增大了750N;
(4)不變.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物體浮沉條件和阿基米德原理、密度公式、重力公式、壓強(qiáng)定義式、液體壓強(qiáng)公式的綜合應(yīng)用,涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多,有一定的難度.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題

4.小明看見農(nóng)民伯伯在用鐵鍬挖土?xí)r,不時(shí)地往手上吐口水,詢問(wèn)后得知是為了防止打滑.但為什么許多場(chǎng)合寫著“地板濕滑小心慢走”?于是他找來(lái)彈簧測(cè)力計(jì)、滴管、一塊油漆過(guò)的木塊和一杯水進(jìn)行探究.如圖,在水平玻璃桌面上滴不同滴數(shù)的水并涂勻,立即讓木塊在玻璃桌面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),測(cè)出摩擦力,記錄數(shù)據(jù)如表:
實(shí)驗(yàn)次數(shù)12 345
 水滴數(shù)/滴 5 10 15 2025
 摩擦力/牛 1.31.5 1.81.4
(1)該實(shí)驗(yàn)基于的假設(shè)是摩擦力大小可能與水滴多少有關(guān);.
(2)第五次實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)如圖,為1.2牛.
(3)隨著水滴的增加,摩擦力的大小變化趨勢(shì)更接近以下四幅圖中的B圖.

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題

5.請(qǐng)用光學(xué)有關(guān)知識(shí)回答.
(1)小科在臺(tái)燈前學(xué)習(xí)時(shí),玻璃臺(tái)面“發(fā)出”刺眼的亮光,影響閱讀.則小科應(yīng)將臺(tái)燈移到左臂外側(cè)(選“正前方”或“左臂外側(cè)”).
(2)將某透鏡正對(duì)兩個(gè)平行放置的“激光”手電筒,出現(xiàn)圖甲情形.在該透鏡左側(cè)放置一根蠟燭(如圖乙),為得到清晰的實(shí)像,光屏應(yīng)④.
①放在A左側(cè) ②放在OC之間 ③放在C右側(cè) ④無(wú)論放哪兒都不能得到實(shí)像

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:解答題

2.家庭照明既可以使用白熾燈,也可以使用普通節(jié)能燈或LED節(jié)能燈.小麗同學(xué)從相關(guān)資料中了解到60瓦白熾燈、12瓦普通節(jié)能燈與5瓦LED節(jié)能燈的照明效果相當(dāng),并收集到有關(guān)數(shù)據(jù)如下表:
有關(guān)數(shù)據(jù)
類別
額定電壓/V額定功率/W使用壽命/h
60W白熾燈220602000
12W普通節(jié)能燈220128000
5WLED節(jié)能燈220530000
通過(guò)計(jì)算回答:
(1)60瓦的白熾燈正常發(fā)光時(shí),其燈絲電阻多大?
(2)在一只白熾燈的使用壽命內(nèi),用5瓦的LED節(jié)能燈比用60瓦的白熾燈可以節(jié)約電能多少千瓦時(shí)?
(3)按照國(guó)家發(fā)改委等五部委2011年發(fā)布的《關(guān)于逐步禁止進(jìn)口和銷售普通照明白熾燈的公告》的要求,我國(guó)從2012年10月1日起逐步淘汰普通照明白熾燈,從2014年10月1日禁止銷售60瓦以上普通照明白熾燈.請(qǐng)你通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)的比較,說(shuō)明我國(guó)為什么要逐步淘汰普通照明白熾燈.

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:填空題

9.端午節(jié)賽龍舟時(shí),運(yùn)動(dòng)員一手支撐住漿柄,一手用力劃槳,此時(shí)漿屬于費(fèi)力(選填“省力”或“費(fèi)力”)杠桿;當(dāng)運(yùn)動(dòng)員向后劃槳時(shí),龍舟就向前行進(jìn),說(shuō)明力的作用是相互的的;當(dāng)龍舟快速前進(jìn)時(shí),水面中的漂浮物會(huì)自動(dòng)靠近船身,這是因?yàn)樗辛魉俅蟮牡胤綁簭?qiáng)。

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題

19.一質(zhì)量均勻分布、正反面相同的長(zhǎng)方形木板,以中線MN為界,對(duì)比觀察左右兩部分,發(fā)現(xiàn)粗糙程度可能不一樣,哪一側(cè)更粗糙?同學(xué)們進(jìn)行了研究.

(1)①小華將滑塊放木板上,通過(guò)細(xì)線和固定的測(cè)力計(jì)相連,如圖甲.水平向右拉動(dòng)木板,待示數(shù)穩(wěn)定時(shí),記下滑塊經(jīng)過(guò)左、右兩部分時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)F和F,若F>F,則木板的左側(cè)更粗糙,實(shí)驗(yàn)時(shí)不需要(選填“需要”或“不需要”)勻速拉動(dòng)木板.
②小華左右手戴上同樣的手套,木板水平對(duì)稱地放在左右手上,現(xiàn)左手向左、右手向右,使兩手距離快速增大,若木板向左運(yùn)動(dòng),則木板左側(cè)更粗糙.
(2)小紅使滑塊分別從左右兩側(cè)滑上木板,測(cè)出滑塊運(yùn)動(dòng)的速度,作出滑塊從兩端分別運(yùn)動(dòng)至MN過(guò)程中的速度v和時(shí)間t的關(guān)系圖線如圖丙,則圖線b(選填“a”或“b”)所對(duì)應(yīng)的接觸面更粗糙,判斷的依據(jù)是b圖線物塊的速度變化快.

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

6.下列估測(cè)中,最接近實(shí)際的是( 。
A.一張十元人民幣的長(zhǎng)度約為14cmB.人的口腔溫度約為50℃
C.騎自行車的平均速度約為30m/sD.一個(gè)蘋果的質(zhì)量約為50g

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

3.因?yàn)橛醒劬、皮膚、耳等感官器官,才使人類具備了對(duì)環(huán)境的敏銳察覺,以下對(duì)各器官的分析正確的是( 。
A.人之所以能看清物體,是因?yàn)樵谝暰W(wǎng)膜上成一個(gè)正立、等大的實(shí)像
B.觸摸一般用指尖;測(cè)試病人額上的溫度,一般用手背
C.嗅覺和味覺是兩種獨(dú)立的感覺,相互間不受影響
D.所有的感覺都是在耳、舌、皮膚等感覺器官中形成

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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:解答題

6.圖中圓圈a、b為連接正確的電表,閉合開關(guān)后,兩燈都發(fā)光,a應(yīng)是電壓表,b應(yīng)是電流表.

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同步練習(xí)冊(cè)答案