Problemas de física
(1) La flotabilidad del bloque de metal
(2) La; El fondo del recipiente está sujeto a la presión del agua.
2. Complete los espacios en blanco
1. (2010. Zhenjiang) El 4 de junio de este año, CCTV informó sobre el cuarto rescate de piedras sospechosas del "Yiheming" en Jiaoshan, nuestra ciudad, despertó el interés de Xiao Wei en seguir explorando el conocimiento sobre la flotabilidad. Usó un dinamómetro de resorte y un vaso de precipitados para explorar. El proceso principal y los datos medidos se muestran en la figura. El bloque de metal se sumerge lentamente en el agua. Desde el momento en que el bloque de metal toca el agua hasta el momento en que se sumerge completamente en el agua, la aguja del dinamómetro de resorte se vuelve más pequeña. Una vez que el bloque de metal está completamente sumergido, la fuerza de flotación es de 1 N y la presión del agua sobre el bloque de metal aumenta con la profundidad.
27. (2010, ciudad de Lishui) La imagen muestra la bicicleta acuática hecha por compañeros de clase. Instaló 8 cubos vacíos cerrados (cada uno con un volumen de 0,02 m3) en una bicicleta normal y varios trozos de láminas de plástico en la rueda trasera de la bicicleta. Cuando los estudiantes andan en bicicleta sobre el agua a velocidad constante, excluyendo el volumen de agua hirviendo descargada por las ruedas y las láminas de plástico, en promedio aproximadamente la mitad del volumen de cada balde se sumerge en agua. En este momento, la flotabilidad de la bicicleta acuática es de unos 800 N.
25. (2010. Jilin) La masa de un huevo de codorniz fresco es de 11g. Si se sumerge en una probeta graduada que contiene 50 ml de agua y la superficie del agua se eleva hasta la posición que se muestra en la figura, la densidad del huevo de codorniz es 1,1 g/cm3 (o 1,6538). Agregue gradualmente sal al agua y revuelva suavemente hasta que los huevos de codorniz estén en estado suspendido, durante el cual la flotabilidad de los huevos de codorniz aumenta (o aumenta en este momento, la densidad del agua salada es de 1,1 g/cm3); o 1,1×103kg/m3).
(2010. Yuxi) Al medir la densidad de un líquido con un densímetro, como se muestra en la Figura 6, su gravedad y flotabilidad son iguales. Cuanto más denso es el líquido, menor es el volumen de líquido que desplaza y más alto está colocado el densímetro (seleccione "Alto" o "Bajo").
1. (2010 Enshi) Un trabajador levanta el objeto A del agua a velocidad constante a través del dispositivo que se muestra a la derecha. Se sabe que el peso del objeto A es 140 N y el propio peso del trabajador es 600 N N. En este momento, su presión sobre el suelo es 550 N N, independientemente de la resistencia del agua al objeto, la fricción entre la cuerda. y la polea, y la gravedad de la polea y la cuerda. Entonces la fuerza de flotación del agua sobre el objeto a es 40 n.
2. (2010 Huzhou) La mañana del 28 de mayo de 2010, un estadounidense, Jonathan, se ató a una silla con un montón de globos de helio y se lanzó al cielo (por ejemplo,
2. p>
Foto), logrando por primera vez la hazaña de cruzar el Canal de la Mancha en un globo de helio.
(1) El hidrógeno es menos denso que el helio, por lo que Jonathan usó helio en lugar de hidrógeno como gas de relleno.
El cuerpo es inflamable debido al gas hidrógeno.
(2) Si el volumen total de todo el dispositivo es 100 m3 y la densidad del aire es 1,29 kg/m',
Entonces la fuerza de flotación de todo el dispositivo por el aire es _ _ 1290 _ _ N .
(3) Para aterrizar, Jonathan cortó las cuerdas de varios globos, provocando el desastre de todo el aparato.
La flotabilidad de _ se vuelve más pequeña_ _ (opcional "hacerse más grande", "hacerse más pequeño", "sin cambios").
3. (Taizhou 2010) En el Campeonato Mundial de Natación de 2009, el nadador alemán Paul Biedermann lució un libro de natación de una sola pieza de alta tecnología. La superficie de este traje de baño está hecha de materiales poliméricos livianos que pueden capturar aire y aumentar el volumen de agua hirviendo, aumentando así la flotabilidad de los atletas en el agua. También permite que los atletas fluyan, reduciendo así la fricción entre el cuerpo humano y el agua.
2. Preguntas de opción múltiple
1. (2010. Ningxia) Respecto a la flotabilidad de un objeto, la afirmación correcta es (b).
Los objetos flotantes flotan más que los objetos que se hunden hasta el fondo. b. Cuanto mayor es la densidad de un objeto, mayor es su flotabilidad.
C. Cuanto mayor es el volumen de líquido desplazado por un objeto, mayor es la fuerza de flotación que experimenta. d. La flotabilidad de un objeto en un líquido está relacionada con la profundidad.
2. (2010. Xiangtan) En un experimento para estudiar las condiciones ondulantes de los objetos, se colocó un huevo en un vaso lleno de agua y luego se hundió hasta el fondo del agua. Para que los huevos floten, puedes agregar una cantidad adecuada de (C) a la taza.
A. Agua caliente b Alcohol c Sal d Agua helada
3 (Changzhou, 2065 438 00) En mayo de 2065 438 00, el submarino estadounidense Poseidón alcanzó con éxito una profundidad de 11.000. m en el Océano Pacífico Sumérgete y explora la Fosa de las Marianas, la más profunda del mundo. Durante el proceso de inmersión, el volumen del submarino permanece sin cambios y los cambios en su presión y flotabilidad son (b)
A La presión aumenta gradualmente y la flotabilidad aumenta gradualmente.
B. La presión aumenta gradualmente y la flotabilidad permanece sin cambios.
C. La presión disminuye gradualmente y la flotabilidad disminuye gradualmente.
d. La presión disminuye gradualmente y la flotabilidad permanece sin cambios.
4. (2010. Changzhou) Con el calentamiento global, los icebergs que flotan en el mar se están derritiendo gradualmente. Para explorar si el nivel del mar cambia después de que el iceberg se derrita, Xiao Ming puso un trozo de hielo en agua salada concentrada. El hielo estaba en estado flotante, como se muestra en la figura. Después de que el hielo se derrita, el nivel de líquido en la taza será más alto que antes de que se derritiera (B).
A. Sin cambios
B. Incremento
C. Disminución
D. (2010. Lianyungang) Como se muestra en la figura, el hielo flota en el agua y se hunde en el alcohol, entonces la siguiente afirmación es correcta (b).
Respuesta. La fuerza de flotación del hielo sobre el agua es mayor que la gravedad del hielo.
B. La fuerza de flotación del agua sobre el hielo es igual a la gravedad del hielo.
La fuerza de flotación que ejerce el alcohol sobre el hielo es igual al peso del hielo.
d. La fuerza de flotación del alcohol sobre el hielo es mayor que la gravedad del hielo.
8. (2010. Prefectura de Chuxiong) Dos recipientes idénticos contienen dos líquidos, A y B respectivamente. Coloque dos bolas idénticas en dos recipientes. Cuando las dos bolas están en reposo, el nivel del líquido es uniforme y las bolas se colocan como se muestra en la figura. Las presiones del líquido A y del líquido B en el fondo del recipiente son P A y P B respectivamente, y las fuerzas de flotación de las dos bolas en el líquido A y el líquido B son F A y F B respectivamente, por lo que su relación es (A).
A.P A > P B F A = F B.
C.P A > P B F A > F B D
10. (2010. Ciudad de Guang'an) En las siguientes situaciones, la flotabilidad del objeto aumenta (C).
A. Nadadores corriendo del mar a la playa b. Barcos navegando desde el estuario del río Yangtze hacia el mar.
C. Un submarino que se sumerge profundamente en el fondo del océano.
10. (2010. Ciudad de Yancheng) Como se muestra en la imagen, una bolsa de plástico, independientemente de la gravedad, se llena con más de la mitad de la bolsa de agua y luego se libera.
Enganche el dinamómetro de resorte y sumérjalo lentamente en el agua hasta que la superficie del agua en la bolsa de plástico y el recipiente (A) esté plana.
La superficie del agua es plana. Instrucciones del dinamómetro de resorte durante este proceso
A. Disminuir gradualmente hasta cero b. Disminuir primero y luego aumentar.
C. Mantener siempre lo mismo d. Aumente gradualmente
1. (2010. Liuzhou) Como se muestra en la Figura 5, tres bolas pequeñas con el mismo volumen todavía están en el agua y la fuerza de flotabilidad que experimentan es d.
A.FA gtFB gtF c
B.FA ltFB ltClub de Fútbol
C.FA gtFB=Fc
d .FA ltFB =Fc
7. (2010. Ciudad de Dezhou) La voz de la construcción del portaaviones propio de China es cada vez más fuerte. La Figura 5 es una imagen de un portaaviones chino proporcionada por un internauta. Después de que el avión con base en portaaviones se aleje del portaaviones, (a)
A. El portaaviones flotará y su flotabilidad disminuirá.
B. El portaaviones se hundirá y su flotabilidad aumentará.
C. El portaaviones se hundirá y su flotabilidad disminuirá.
D. Los portaaviones siempre flotan y su flotabilidad permanece sin cambios.
(2010. Guilin) Como se muestra en la imagen, dos recipientes idénticos se llenan de agua y un bloque de madera con un volumen de 50 cm 3 y una densidad de 0,5x103 kg/m3 flota sobre el agua. . ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta? c.
A. Cuando el bloque de madera flota, su flotabilidad es igual a su propia gravedad y 1/3 de su volumen queda expuesto al agua.
B. Cuando el bloque de madera se presiona lentamente hasta sumergirlo, la flotabilidad del bloque de madera no cambia.
c. Presione todos los bloques de madera en el agua para que la presión del agua en el fondo de los dos recipientes sea igual.
d. Después de sacar el bloque de madera, la presión de los dos contenedores sobre la mesa horizontal es igual.
-
(2010. Tianjin) Dos esferas sólidas A y B de igual masa tienen densidades de ρ A y ρ B respectivamente, ρ A: ρ B = 3:2. Póngalos en agua lo suficientemente profunda, la relación entre las fuerzas de flotación de la bola A y la bola B en reposo puede ser BD.
A.3:2 B.1:1
C.ρ agua: ρb .ρ agua: ρa.
(2010 Urumqi) Como se muestra en la figura, cuando se cuelgan bolas de metal de diferentes tamaños hechas del mismo material en ambos extremos de la palanca de la luz, la palanca se equilibra. Si se sumergen en agua al mismo tiempo y la palanca permanece equilibrada, entonces (a)
Ambas bolas son sólidas. b. La bola grande es sólida y la pequeña es hueca.
C. La bola grande es hueca y la pequeña es maciza. d. Ambas bolas son huecas y las partes huecas tienen el mismo volumen.
3. Preguntas de dibujo
1. (2010. Jiangxi) El equipo de expedición submarina regresó a una base en el río Yangtze después de completar su misión en el Mar de China Oriental. Dibuje un diagrama esquemático de las fuerzas de gravedad y flotabilidad sobre el submarino durante su ascenso acelerado en la Figura 12.
Solución: Como se muestra en la imagen
Cuatro preguntas de investigación experimental
1. (2010. Hechi) Xiaogang recogió una hermosa pieza en el río Small. piedras. Quería saber la flotabilidad y densidad de una piedra cuando se hunde en el agua, por lo que diseñó el siguiente plan experimental.
(1) Equipo experimental: piedras pequeñas, alambres finos, vasos rebosantes, agua, vasos pequeños y probetas graduadas.
(2) Pasos experimentales:
a. Llene el vaso rebosante con agua.
b Ate piedras pequeñas con hilos finos y sumérjalas en el rebosante. taza, use un vaso de precipitados pequeño para recoger el agua que se desborda;
c Utilice una probeta medidora para medir el volumen v del agua que se desborda (o el agua en el vaso de precipitados pequeño);
D. Calcule la flotabilidad de la piedra pequeña, f flotador = ρagua gV.
(3) Después de que Xiaogang terminó el experimento, sacó la pequeña piedra del vaso de desbordamiento, la colocó directamente en la balanza ajustada para medir la masa y luego calculó la densidad de la pequeña piedra. ¿Crees que cuando Xiaogang hizo esto, la densidad medida de la piedra era mayor que la densidad real (elija "grande" o "pequeña") debido a la gran masa (o pequeño volumen)?
(3) Grande (se pueden dar puntos siempre que sea razonable)
2 (2010. Lianyungang) Un estudiante siguió los pasos que se muestran en el diagrama para realizar un experimento. de "exploración de factores que afectan la flotabilidad". Cada dinamómetro de resorte indica como se muestra en la figura.
(1) A partir de los datos obtenidos en los pasos experimentales (b) y (c), se puede concluir que la flotabilidad de un objeto está relacionada (relevante/irrelevante) con el volumen de líquido desplazado por el objeto.
(2) A partir de los datos obtenidos en los pasos experimentales (c) y (d), se puede concluir que la flotabilidad de un objeto sumergido en un líquido es independiente de la profundidad.
(3) A partir de los datos experimentales, se puede observar que la flotabilidad de un objeto sumergido en agua salada concentrada es de 1,1 N.
33. Hizo un medidor de densidad del suelo para medir la densidad del agua salada.
Equipo experimental: balanza, palillos cilíndricos de bambú, alambre fino, vaso de precipitados, agua, agua salada para probar.
Pasos experimentales:
① Envuelva una cantidad adecuada de alambre fino alrededor de un extremo de un palillo de bambú para hacer un medidor de densidad del suelo.
② Usa una balanza para medir la longitud L de los palillos de bambú.
(3) Coloque el medidor de densidad del suelo en el vaso lleno de agua, déjelo reposar y use la báscula para medir los palillos de bambú en la superficie del líquido.
La longitud de h1 (como se muestra en la imagen).
(4) Coloque el medidor de densidad del suelo en un vaso lleno de agua salada y luego use una balanza para medir la longitud h2 de los palillos de bambú en la superficie del líquido (o coloque el medidor de densidad del suelo en un vaso lleno con agua salada). En el vaso, use una balanza para medir la longitud h2) de los palillos de bambú sumergidos bajo la superficie del líquido después de que esté quieto.
Complete los pasos experimentales anteriores y responda las siguientes preguntas: (ρ agua = 1,0 g/cm3, F flotador = ρ líquido gV fila)
(1) Utilice cable conductor en Envuelva un extremo de los palillos de bambú de modo que los palillos de bambú floten verticalmente en el líquido.
(2) El densímetro funciona en condiciones de flotación. Cuanto mayor sea la densidad del líquido que se mide, menor será el volumen de líquido descargado por el densímetro (seleccione "menor" o "más grande").
(3) Expresión de densidad del agua salada medida: ρ agua salada = ρ agua (ρ agua) (excluyendo el volumen del cable).
(4) Xiao Ming calculó que la densidad del agua salada es de 1,05 g/cm3. Suponga que el volumen de salmuera en el vaso es de 400 cm3, la densidad de la sal es de 2,6 g/cm3 y el contenido de sal en la salmuera es de 32,5. g. (Después de que la sal se disuelve en agua, el volumen total de sal y agua permanece sin cambios).
1 (2010. Harbin) (5 puntos) Al aprender sobre la flotabilidad, Jiang Ping conoció el principio de Arquímedes. , sabiendo que su expresión matemática es F float =G fila. Esta compañera de clase quería verificarlo mediante experimentos, así que entró al laboratorio y eligió un vaso de precipitados grande (o vaso rebosante), agua, un dinamómetro de resorte, un bloque de hierro, un balde pequeño y un alambre delgado para realizar el experimento.
(1) Describe su proceso experimental dibujando un boceto;
(2) Diseña un formulario para que registre los datos de medición
(3; ) Anotará el proceso de verificación utilizando datos medidos reales. (Los datos de medición en la tabla están representados por cantidades físicas)
Respuesta:
Problema de cálculo del verbo (abreviatura del verbo)
1 (2010. Jiangxi). ) "Primero de Mayo" "Durante este período, Xianxian trajo una artesanía de "La Sirenita" del Pabellón Danés en la Exposición Mundial de Shanghai. Quería saber la densidad del artefacto, así que realizó un experimento. Calcule basándose en los datos experimentales que se muestran en la Figura 16: Recordatorio: la densidad del agua está representada por letras.
(1) La flotabilidad de la artesanía en este momento
(2) La densidad de la artesanía
Solución: (1) Línea m = m1- m3.. .(1)
f flotador = G fila = m fila G =(m 1-m3)G…(2 puntos)
(2)m artesanía = m2 -m3 ...(1 punto)
V Manualidades =V Fila == (1 punto)
ρManualidades = = ρagua...(2 puntos)
2. (2010. Hechi) A principios de este año, se produjo una sequía severa en la mayoría de las áreas de Hechi, lo que dificultó el consumo de agua para las personas y los animales. Mucha gente necesita transportar agua a grandes distancias. Xiaoyu colocó una delgada tabla de madera sobre el agua para evitar que el agua salpique del balde. Como se muestra en la Figura 18B, 3/4 de la tabla de madera está sumergida en el agua. Si el tamaño de la tabla,
(1) La flotabilidad de la tabla delgada.
(2) El fondo del barril está sujeto a la presión del agua.
(3) Si el peso total de la carga es 360 N y el área de contacto entre el poste del hombro y el hombro es 20 cm2, ¿cuál es la presión sobre los hombros de Xiaoyu?
Solución: (1) Disponer de la pregunta V = ×200 cm3 = 150 cm3 = 1,5×10-4 m3.
Entonces la flotabilidad de la placa es F float = ρ agua gv fila...(1 punto)
= 1000kg/m3×10N/kg×1.5×10-4 m3
p>
= 1.5n...(1)
(2) Presión del agua en el fondo del cubo P = ρ agua GH (1 punto)
= 1000 kg/metro cúbico×10N/kg×0.35m
= 3.5×103N...(1)
(3) La presión sobre los hombros de Xiaoyu P/=
=...(1 punto)
=
= 1.8× 105pa....(1 punto)
22.( 2010. Ciudad de Yancheng) (9 puntos) Un trozo de madera pesa 1600 N, tiene un volumen de 0,2 m3, flota en el agua y tiene una g de 10 N/kg.
(1) Calidad de la madera;
(2) Densidad de la madera;
(3) Flotabilidad de la madera.
Análisis: esta pregunta requiere que los estudiantes utilicen fórmulas simples para calcular la masa, la densidad y la flotabilidad. Los estudiantes que estudian mucho pueden hacerlo bien. Factor de dificultad 0,8. La respuesta correcta es: (1)160kg(2)800kg/m3(3)1600n.
17. (2010. Ciudad de Guang'an) (8 puntos) La escuela compró un lote de grifos la semana pasada. Según el comerciante, el material era cobre. El maestro en el laboratorio organizó a algunos estudiantes de noveno grado para realizar experimentos para verificar la afirmación del comerciante. Ataron un grifo con un alambre delgado y liviano y lo colgaron de un dinamómetro de resorte. Midieron su gravedad en el aire y fue de 1,6 N. Luego sumergieron el grifo en agua, como se muestra en la Figura 14. En ese momento, el resorte. medido La lectura del medidor de fuerza es 1,4N (ρ cobre = 8,9 × 103kg/m3, g =
Preguntas: (1) ¿Cuál es la masa de cada grifo?
( 2) Esto ¿Cuál es la flotabilidad del grifo cuando se sumerge en agua?
(3) ¿Cuál es la densidad de estos grifos?
Solución: (1)m = = 0,16 kg? = 160g
(2)F flotador = g-F = 1.6n-1.4n = 0.2n
(3)∫F flotador =ρagua gV fila
∴V=V calle=20 centímetros cúbicos
∴ρ==8g/cm3=8×103kg/m3
∫8×103kg/m3 lt; 8.9×103kg/metro cúbico
Entonces estos grifos no son de cobre puro
Respuesta: Omitido
¿Cuánto pesa la polea? p>
(2) ¿Qué eficiencia tiene el bloque de poleas cuando toca el agua? p>
(3) Después de levantar el cubo de la superficie del agua del pozo, se eleva verticalmente a una velocidad constante de 0,2. m/s. ¿Cuánta fuerza ejerce Xiao Ming sobre el extremo libre de la cuerda?
Respuesta: (1) ¿La gravedad del cubo es: G=mg=4kg×10N/kg? =40N.
El volumen del balde es: v balde = m/ρ= 4kg/(8×103kg/m3)= 5×10-4
El. la flotabilidad del balde es F flotador = ρ agua gV descarga = ρ agua gV balde = 1.0×103kg/m3×10n/kg×5×10-4 m3 = 5n.
Cuerda para tirar del cubo: F pull=G-F float=40N-5N=35N.
Debido a que no se consideran el peso y la fricción de la cuerda, hay dos hilos de cuerda que soportan la carga, por lo que hay:
F=(F tira G)/2, es decir, 25N=(35N G (movimiento)/2, la solución es: G movimiento = 15N.
(2) Eficiencia mecánica del bloque de poleas cuando el cucharón está expuesto al agua.
=70
(3) Cuando el barril está lleno, la calidad del agua es: m =ρV = 1,0×103kg/m3×20×10-3 m3 = 20k g.
La masa total de agua y balde es 20kg 4kg=24kg.
El peso total del agua y el balde es: g total = m total g = 24 kg × 10 N/kg = 240 N.
La fuerza de tracción de una persona es: f′=(G total G dinámica)/2 =(240n 15N)/2 = 127,5n.
La velocidad del movimiento de tracción es: v=2v = 2× 0,2 m/s = 0,4 m/s
La potencia de la fuerza de tracción es: p = f′v = 127,5 n×0,4 m/s = 51w.
(2010 Urumqi) Hay un objeto cilíndrico sólido. Cuando se pesa en el aire con un dinamómetro de resorte, el dinamómetro indica 10 N; cuando la mitad del volumen del objeto se sumerge en agua, el dinamómetro indica 4 N. Pregunta:
(1) El volumen del objeto;
⑵La fuerza de flotabilidad del objeto cuando se retira del dinamómetro de resorte y se coloca en el agua en reposo.
Respuesta: Solución: (1) F flotador = indicación G-F = 10N-4N = 6N.
F float =ρ×g××V
La solución es V=1.2×10-3m3.
⑵La densidad del objeto ρ= = 0,83×103kg/m3.
Debido a que la densidad del objeto es menor que la densidad del agua, este flota.
F float =G=10N
1. (2010. Liuzhou) Esta primavera, se produjo una grave sequía en partes del suroeste de mi país. Cierta unidad del Ejército Popular de Liberación fue. en una cueva profunda con una profundidad de agua de 4 metros. Cuando se encontró agua, los oficiales y soldados utilizaron el dispositivo que se muestra en la Figura 20 para sacar un balde de agua para realizar una inspección por muestreo. Se sabe que el volumen del barril de metal es 2×10-3m3. En el proceso de levantar el Dou Yun a una velocidad constante, la fuerza de tracción del Dou Yun es de 10 N. Después de que está completamente expuesto al agua, la fuerza de tracción se convierte en 35 N (la fricción entre la cuerda y la polea y la el peso de la cuerda son diferentes, g = 10 N/kg). Pregunta:
(1) La presión del agua en el fondo del agua;
(2) La masa del cubo de metal
(3) La Densidad del metal del cubo de metal.
Solución: (1) Presión del agua en el fondo: p = rhogh
= 1.0×103kg/m3×10n/kg×4m = 4×104 pa.... .. .............1 punto.
(2) La masa de agua en el balde: m =ρagua vagua
= 1.0×103kg/m3×2×10-3kg = 2kg.... ... ..........1 punto.
Gravedad del agua en el cubo: g agua = mg = 2kg× 10n/kg = 20n........................ .............1 punto.
La masa del cañón: m barril = = 1,5kg.............1 punto.
(3) La flotabilidad de un balde lleno de agua: f = F2-f 1 = 35n-10n = 25n.
El agua en el balde y el volumen del balde: v = = 2,5× 10-3m3...1 minuto.
Volumen de metal: V metal = V-V agua = 2,5×10-3 m3-2×10-3 m3 = 0,5×10-3 m3............. . ...................................1 punto.
Densidad del metal: = 3× 103kg/m3.............1 minuto.
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