一
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C. 浮力的計算公式:. 浮力 = 物體沒入液體的【體積】× 液體【密度】 B = V沒入液體部分 × D液體密度. 浮力 = 物體沒入液體後所排開的【液體重量】。
(一)浮力:A. 浮力:物體在水中時,水給予物體一個【向上】的作用力,這個作用力稱為【浮力】。
B. 浮力的因素:
(1)物體沒入液體中的【體積】。
(2)液體的【密度】。
C.浮力的計算公式:
浮力=物體沒入液體的【體積】×液體【密度】
B=
V沒入液體部分
×D液體密度
浮力=物體沒入液體後所排開的【液體重量】。
D.當地球引力(【重力】)=【浮力】時,達兩力平衡,故船浮在水上。
E. 物體在水中會減輕【重量】,這是因【浮力】會抵消部分物體的重量所致。
F. 物體在空氣中重-浮力=物體在水中重 W空氣-B=W水中
G.物體在水中的浮沈:
(1)物體可浮在水上: D物體【<】D水 。
(2)物體可停留在水中任一地點 D物體【=】D水 。
(3)物體沈入水中: D物體【>】D水 。
H.人會沈入海水中,但是卻會浮在密度很大的死海上,因為D人體【<】D死海的水 。
I. 浮力不僅在液體中,也存在於【氣體】。
例如,汽球飄向天空,應該說汽球浮在空氣上。
(二)阿基米得原理(浮力原理):A、原理:物體在液體中【減輕】的重量,等於物體所受的浮力,也等於該物體【同體積】的液體重。
B、討論:(1)將物體分為【沉體】及【浮體】:甲、物體密度>液體密度è【沉體】乙、物體密度
(2) B=VD 120=Vx1.2
木塊下沉的體積V=100cm3;
木塊全部的體積=質量/密度=120/0.8=150cm3;
木塊露出的體積=150-100=50cm3。
例17.某金屬沉入密度為3g/cm3的液體中,重量減少45gw,若金屬密度為7g/cm3,則:
(1)此金屬體積為【15】cm3;
(2)此金屬的質量為【105】克;
(3)此金屬放在水中的重量為【90】克重。
【解析】:(1)
物體在液體(D=3g/cm3)中,重量減少45gw,
B=VxD 45=Vx3
V=15cm3
(2)金屬的質量=VxD=15x7=105g
(3)金屬在水中受浮力B=VxD=15x1=15gw
金屬在水中的重量=重量-浮力=105-15=90gw。
例18.將90gw的冰塊放在水面,若浮出水面的體積為10cm3,則:
(1)冰塊密度為【0.9】g/cm3;
(2)冰塊露出水面與沉入水中體積比=【1:9】
【解析】:(1)
木塊在酒精中受到浮力B=物重=90gw
假設冰塊沉入的體積為V,則B=VxD 90=Vx1 V=90cm3
冰塊的總體積=下沉的體積+露出的體積=90+10=100cm3
冰塊密度=質量/體積=90÷100=0.9g/cm3
(2)冰塊露出的體積:沉入的體積=10:90=1:9
例19.木塊放在酒精中,排開64克酒精,酒精密度0.8g/cm3,木塊密度0.64g/cm3,則:
(1)木塊沉入酒精的體積為【80】cm3;
(2)木塊露出酒精的體積為【20】cm3。
【解析】:(1)
排開64克酒精,表示浮力=64gw
B=V×D
64=V×0.8 V=80cm3
(2)木塊全部的體積=M÷D=64÷0.64=100cm3
露出的體積=全部的體積-下沉的體積=100-80=20cm3
例20.
將400gw的軟木塞置於酒精(0.8g/cm3)中,露出液面的體積為400cm3,則:
(1)軟木塞的總體積為【900】cm3;
(2)欲將軟木塞完全浸入酒精中,需再施力【320】gw。
【解析】:軟木塞浮在酒精上,軟木塞的重量=浮力=400gw
B=V×D 400=V×0.8
V=500cm3
木塊全部體積=下沉的體積+露出來的體積=500+400=900cm3,
軟木塞全部沉入酒精中的浮力=900×0.8=720gw
浮力(向上)=重力(向下)+施力(向下) 720=400+F F=720-400=320gw
例21.180克的金屬沉入某液體中,測得液體中的重量為150克,若此金屬密度9g/cm3,則:
(1)此液體的密度為【1.5】g/cm3;
(2)此金屬在水中的重量為【160】克重。
【解析】:(1)
金屬的質量180克,金屬密度9g/cm3,可求出金屬的體積=180÷9=20cm3,
浮力=在空氣中的重量-在液體中的重量=180-150=30gw
B=V×D 30=20×D
D=30÷20=1.5g/cm3,
(2)金屬在水中浮力: B=V×D=20×1=20gw
在水中重量=在空氣中的重量-在液體中的重量=180-20=160gw
1.
固體(浮體)在液體中所受的浮力,等於物體的重量。
而X=固體(浮體)在液體中沉沒的體積,
Y=固體(浮體)全部的體積,
d=固體(浮體)的密度,D=液體的密度
固體(浮體)的質量=固體(浮體)在空氣中的重量=Yd
固體(浮體)在液體中所受的浮力B=固體(浮體)在液體中沉沒的體積x液體密度
=xD浮體的浮力=物重 xD=Yd
2.冰塊在水中熔化前後的液面變化:
冰塊密度d,總體積V,總質量為Vd,置於水中,沉入的體積為V1,則:
浮力=物重 V1x1=Vxd ,此時 V1=Vd
冰塊熔化後變成水,質量不變,因此熔化前的質量為Vd,熔化後質量亦為Vd,
水密度為1g/cm3,因此冰塊熔化成水後的體積為Vd,恰等於冰塊沒入水中的體積,
因此冰塊熔化前後的水面不升不降。
(1) 若冰塊內有氣泡,則冰塊熔化後前後的水面不會變。
(2) 若冰塊內有一個鐵釘,且鐵釘密度>1,因此冰塊熔化後鐵釘下沉,此時熔化後的水面會下降。
(3)
若冰塊內有一個草莓,且草莓密度<1,因此冰塊熔化後草莓會上浮,此時熔化後的水面不變。
( )1.
如圖,同一石頭在甲、乙、丙三處水中所受的浮力分別為B1、B2、B3,則B1、B2、B3的大小關係為何?
(A)B1>B2>B3 (B)B1=B2=B3 (C)B1<B2<B3 (D)B2>(B1+B3)/2。
【答案】:(B)
【解析】:浮力和深淺無關,只和液體的密度有關,液體的密度愈大,所受的浮力也愈大;
若液體的密度相同,則浮力也相同。
( )2.
同體積的鐵塊和鋁塊沒入水中,鐵塊沉入水中80公分,鋁塊沉入水中40公分,何者所受浮力較大?
(A)鐵塊 (B)石塊 (C)一樣大 (D)無法比較
【答案】:(C)
【解析】:物體所受的浮力=液面下的體積
x液體的密度,
沉入水中的體積相同,則浮力便相同,和深淺無關。
( )3.
同一艘輪船,行駛於淡水中和海水中,所受的浮力何者較大?
(A)在淡水中 (B)在海水中 (C)相等 (D)無法比較
【答案】:(C)
【解析】:同一艘輪船,重量相同,在淡水中及海水中都是浮體,而浮體的浮力等於輪船的重量,
因此兩者的浮力都相同。
( )4.
如圖為相同的兩艘船,甲為空船,乙載滿貨物,所受浮力何者較大?
(A)甲船 (B)乙船 (C)一樣大 (D)和浮力無關
【答案】:(B)
【解析】:甲乙兩艘船,甲為空船,因此乙船的重量比甲船重,但兩艘都在水中浮著,皆為浮體,而浮體的浮力等於物體的重量,以此乙船較重,乙船的浮力較大。
( )5.
(甲)物體密度(乙)液體密度(丙)物體體積(丁)液體體積;
將物體放入液體中,物體所受浮力與何者有關?
(A)甲丙 (B)甲丁 (C)乙丙 (D)乙丁。
【答案】:(C)
【解析】:物體所受的浮力=液面下的體積
x液體的密度,因此浮力和物體在液面下的體積有關,當物體沉入水中時,物體的體積即為液面下的體積,因此和物體體積相關,和液體的密度也有關。
( )6.
承上題,假若甲船不慎觸礁沉入水中,則所受浮力將有何改變?
(A)變大 (B)變小 (C)不變 (D)無法比較
【答案】:(B)
【解析】:若甲船觸礁,沉入海底,則不再是浮體,而是沉體了,船沉沒的瞬間,重量並沒有改變(海水灌入,不是船體的重量),因此沉體的重量>浮力,所以重量不變,浮力變小。
( )7.
將同體積的保利綸和磚塊放入水中,前者浮,後者沉,何者所受浮力較大?
(A)相等 (B)保利綸 (C)磚塊 (D)無法比較
【答案】:(C)
【解析】:相同體積的保利綸和磚塊放入水中,若沉入水中的體積愈多,則浮力會愈大,
磚塊放入水中為完全沉沒,而保利綸則僅部分沉沒,因此保利綸沉入水中的體積較少,受到水的浮力較小。
( )8.
同一鐵塊,分別沉入淡水和鹽水中,則在何種液體中所受浮力較大?
(A)淡水 (B)鹽水 (C)相等 (D)無法比較
【答案】:(B)
【解析】:鐵塊沉入淡水及鹽水中,有相同的固體體積,但是液體的密度不銅,液體的密度愈大時,所受的浮力會愈大,
因此在鹽水中受到的浮力較大。
( )9.
鐵達尼號浮在水面航行,當它沉入海水中後下列敘述何者正確?
(A)排水體積變小,浮力變大 (B)排水體積變大,浮力變大 (C)排水體積變小,浮力變小 (D)排水體積變大,浮力變小
【答案】:(C)
【解析】:鐵達尼號浮在水面航行,當它沉入海水中後,船體的重量不變,但是海水注入,使得空心的浮體,變為實心的沉體,浮體時,浮力=物重,沉體時,則浮力<物重,因此鐵達尼號在沉沒前後的重量不變,所以浮體變為沉體,浮力變小。
( )10.某物體之質量為100公克,當其完全沒入水中時的重量為80公克重,則此物體的密度是多少公克/立方公分?
(A)1.25 (B)2.5 (C)5 (D)10
【答案】:(C)
【解析】:物體在空氣中的重量為100gw,在水中的重量為80gw,因此物體的浮力為100-80=20gw;
B=VxD, 20=Vx1 物體的體積V=20cm3,
物體的密度=質量/體積=100/20=5g/cm3
( )11.體積均為50cm3的銅球(450g)與鉛球(570g)一起浸於水中,則何者所受浮力較大?
(A)銅球 (B)鉛球 (C)一樣大 (D)由所給的數據無法判斷
【答案】:(C)
【解析】:物體所受的浮力=液面下的體積
x液體的密度,
雖然是不同材質的金屬,但是體積相同,沉入水中的體積相同,則浮力便相同。
( )12.將一體積100cm3、質量70g的木塊和一體積50cm3、質量180g的金屬綁在一起,沒入密度0.8g/cm3的酒精中,則木塊所受的浮力為多少gw?
(A)70 (B)80 (C)100 (D)120
【答案】:(B)
【解析】:木塊和金屬的全部質量=70+180=250克
木塊和金屬若完全沉入液體中,則浮力=木塊的浮力+金屬的浮力=100x1+50x1=150gw,
因此木塊和金屬的總質量大於所受的浮力,因此為沉體,
沉體的浮力(B)=固體體積(V)
x液體密度(D)=木塊的浮力+金屬的浮力=100x0.8+50x0.8=80+40=120gw,
而木塊的浮力=100x0.8=80gw。
( )13.等體積的A、B兩物體,A的密度為6公克/立方公分,B的密度為2公克/立方公分,將其分別沉入水中,則A、B所受浮力比為何?
(A)3:1(B)1:3 (C)1:1 (D)9:1
【答案】:(C)
【解析】:物體所受的浮力=液面下的體積
x液體的密度,
雖然是不同材質的金屬,但是體積相同,沉入水中的體積相同,則浮力便相同。
因此兩者的浮力比為1:1。
( )14.將一均質鐵塊(密度為7.7g/cm3)放入盛滿汽油(密度0.75g/cm3)的燒杯中,共溢出汽油300公克,則下列有關鐵球的敘述,何者錯誤?
(A)所受浮力為400gw (B)體積為400cm3 (C)質量為3080g (D)在汽油中的重量為2780gw
【答案】:(A)
【解析】:依阿基米得原理,溢出液體的質量,即為所受的浮力,依題意,溢出汽油300公克,因此所受的浮力為300gw,
而B=VD, 300=Vx0.75 V=400cm3
鐵塊的質量M=VxD=400x7.7=3080g,鐵塊在汽油中受浮力300gw,此重量會減少300gw,
在汽油中的重量=3080-300=2780gw。
( )15.人可以躺在“死海”裡而不沉入水中,是因為什麼原因?
(A)“死海”的水是不流動的
(B)人在“死海”中所受的浮力大於人的重量 (C)人在“死海”中所受的浮力等於人的重量 (D)此人泳技高超
【答案】:(C)
【解析】:在死海中因為海水的鹽份高,海水的密度大,因此人的密度比海水的密度略小,所以人在死海中能漂浮著不沉沒,
因此人在死海中為浮體,浮體的浮力等於物重,所以人所受的浮力恰等於體重。
( )16.一木塊置於密度為1.6g/cm3的液體A中,其體積的1/4浮出液面,若改置於另一液體B中時,木塊浮出其體積的2/5,則液體B的密度為多少?
(A)4/3 (B)5/3 (C)1.8 (D)2
【答案】:(D)
【解析】:,
木塊在A液體中,露出1/4的體積,表示沉入體積佔3/4
假設木塊密度為X,則 X=1.2g/cm3
木塊在B液體中,露出2/5的體積,表示沉入體積佔3/5,
D液=2g/cm3
( )17.同一木塊分別浮於下列各液體中,以在何者中浮力最大?
(A)純水 (B)海水 (C)水銀 (D)以上均相同
【答案】:(D)
【解析】:同一浮體的重量相同,即使在不同液體中,所受浮力相同,都等於浮體重量。
區別僅在於沉入體體積不相同,液體的密度若愈大,則浮體沉沒的體積愈少,露出的體積愈多。
( )18.有一物體分別置於A、B兩液體中(均沉入),已知液體密度分別為dA、dB,又dA>dB,則物體的重量為何?
(A)在A中較輕 (B)在B中較輕 (C)同重但比空氣中輕 (D)均與在空氣中同重
【答案】:(A)
【解析】:同一物體沉入不同液體中,液體的密度愈大,則所受的浮力愈大,在液體中所秤淂的重量愈輕。
A液體密度要B液體大,因此在A液體中所受的浮力較大,因此在A液體中重量減少得較多,
因此在A液體中所秤淂的重量較輕。
( )19.如圖,同一金屬球分別置於甲、乙、丙三杯水中,所受浮力分別為B甲、B乙、B丙,其大小關係為
(A)B甲>B乙>B丙 (B)B甲<B乙<B丙
(C)B甲=B乙=B丙 (D)B甲<B乙=B丙
【答案】:(D)
【解析】:同一金屬置於水中,沉入的體積不相同,沉入體積愈多的,所受到的浮力為愈大,如圖,在液體中的體積V甲<V乙=V丙,因此所受的浮力大小
B甲<B乙=B丙。
( )20.兩個等重但不溶於水的物體甲與乙,甲的密度為1.2g/cm3,乙的密度為1.6g/cm3,則兩者完全浸入水中所稱得的重量,下列何項正確?
(A)甲比乙輕 (B)甲比乙重 (C)甲與乙等重 (D)無法比較
【答案】:(A)
【解析】:甲乙等重,但是密度不同,密度小的體積大,所受的浮力較大,因此在液體中的重量減輕得較多,
甲物體的密度小,等重時,甲物體的體積大,沉入液體中,甲物體受到的浮力較大,
因此在液體中,甲物體的重量減輕較多,甲物體在液體中的重量較輕。
( )21.已知鐵密度比石頭大,將等重的實心鐵球與石頭放入水中,則所受的浮力何者較大?
(A)鐵球大 (B)石頭大 (C)兩者相同 (D)無法比較
【答案】:(B)
【解析】:不同物體等重時,密度大的物體體積較小,依題意,鐵的密度比石頭大,鐵的體積較小,因此鐵受到的浮力較少,石頭受到的浮力較大。
( )22.一艘船總重5噸行駛在海上,則其所受的浮力為多少噸?
(A)大於5噸 (B)等於5噸 (C)小於5噸 (D)條件不足,無法計算
【答案】:(B)
【解析】:船浮在水面上,成為浮體,浮體的浮力=物體的重量
船的重量5公噸,因此所受的浮力=5公噸。
( )23.將大小相同的乒乓球(D=0.5g/cm3),分別投入水、汽油(D=0.6g/cm3)、酒精(D=0.8g/cm3)中,則所受浮力何者較大?
(A)水 (B)酒精 (C)汽油 (D)相等
【答案】:(D)
【解析】:同一浮體置於不同的液體中,在液體中所受浮力相同,都等於浮體重量,因此浮力都相等。
( )24.在月球上將密度0.6公克/立方公分,體積300立方公分的物體置入水槽中,則排開水的體積為若干立方公分?
(A)0 (B)180 (C)30 (D)300
【答案】:(B)
【解析】:物體在液體中的浮沉,即使是地球或月球,結果都相同,在地球上為浮體,即使至月球上依然為浮體,沉入的體積依然相同。
在地球上,物體的重量=300x0.6=180gw 由於是浮體,因此所受到的浮力=180gw,
B=VD 180=Vx1 物體沉入水中的體積V=180cm3
排開液體的體積=180cm3
( )25.將大小相同的乒乓球(D=0.5g/cm3),分別投入水、汽油(D=0.6g/cm3)、酒精(D=0.8g/cm3)中,則乒乓球在何種液體中液面下的體積最大?
(A)水 (B)汽油 (C)酒精 (D)相等
【答案】:(B)
【解析】:乒乓球放在不同的液體中,所受浮力相同,都等於浮體重量。
區別僅在於沉入體體積不相同,液體的密度愈大,則浮體沉沒的體積愈少,露出的體積愈多。
汽油的密度最小,因此乒乓球沉入的體積最多。
( )26.半徑為R、高為H、密度為D的圓柱體,放入某液體中,大部分沉入液體,但卻漂浮豎立,若其沉入之深度為h,液體之密度為d,則等於下列何者?
(A) (B) (C) (D)H(H-h)
【答案】:(B)
【解析】:圓柱體的面積,圓柱體的質量=圓柱體的重量
圓柱體沉入的體積,所受的浮力
浮體的浮力=物重 ,因此
hd=HD
( )27.3公斤重的空心圓筒,直立浮在水面上,筒底沒入水中30公分。
今將油液注入浮筒,筒底沒入水中深度為70公分,可知注入浮筒中的油為多少公斤重?
(A)3 (B)4 (C)7 (D)10
【答案】:(B)
【解析】:假設底面積為A,則空心圓筒的浮力=物重 (Ax30)x1=3000gw
(Ax70)x1=3000+W ,因此:
W=4000gw=4kgw
( )28.A、B兩容器中各有一大塊冰浮在水面上,A的冰塊中有一部分未凍結的水,B的冰塊中有一鐵塊被凍結在內部,則冰塊熔化後容器的水面是降低或升高?
(A)A升高,B下降 (B)A下降,B升高 (C)A下降,B下降 (D)A不升降,B下降
【答案】:(D)
【解析】:A的內部只有冰和水,而冰塊熔化成為水,因此A熔化前後水面不升不降,
B的冰塊內有一鐵塊,因此冰塊下沉的體積比沒有鐵釘時的體積多,因此下沉的體積增加,冰塊熔化後的體積<冰塊下沉的體積,因此B熔化後的液面會下降。
( )29.一底面積為100cm2的圓柱形杯子,裝了密度為2g/cm3的某液體,若放入一質量為100g的冰塊浮於液面時,液面高度為20cm,則當冰塊完全熔化後,液面高度有何變化?
(A)升高 (B)降低 (C)不變 (D)無法確定
【答案】:(A)
【解析】:冰塊放在水中,冰塊熔化成水時,冰塊熔化後的體積,等於冰塊下沉的體積,當液體的密度較大時,冰塊下沉的體積減少,因此冰塊熔化後的體積大於冰塊在液面下的體積,因此液面會上升。
( )30.一彈簧秤下掛60公克的石塊,放入水中,彈簧秤顯示的重量變為40公克重,求石塊密度為多少?(單位:g/cm3)
(A)1.5 (B)3 (C)4 (D)無法判斷。
【答案】:(B)
【解析】:石頭受到的浮力=60-40=20gw=Vx1 V=20cm3
石頭的密度D=M/V=60/20=3g/cm3
( )31.一均勻物體密度為0.8公克/立方公分,體積為v立方公分,若將其置於水中,則會有多少立方公分的體積浸在液面下?(水的密度為1公克/立方公分)
(A) (B) (C) (D)
【答案】:(B)
【解析】:浮體的浮力=物重,假設下沉的體積為X,則:
(X)x1=Vx0.8 X=0.8V=
( )32.有一容器,內裝互不相溶的兩種液體。
今將質量及體積皆相同的三個鋁塊,分別以細繩吊於彈簧秤下,使靜止於液體中,如圖,若「彈簧秤的讀數」分為W1、W2和W3,而細繩之重量及粗細不計,則下列大小關係,何者正確?
(A)W1=W2=W3 (B)W1>W2=W3 (C)W1<W2=W3 (D)W1>W2>W3
【答案】:(B)
【解析】:在上層的液體密度小,浮力較小,減少的重量比較少,因此w1較大。
下層液體中的物體和深度無關,所受的浮力會相同,因為密度較大,因此浮力較大,減少的較多,因此w2=w3,且比w1小。
下層液體中的浮力大,上層的浮力較小,所以上層較重,下層較輕。
( )33.試管內置入大理石碎塊,倒入稀鹽酸溶液密封後,再將之放入大水槽中使其懸浮著,如圖。
在反應過程中,試管的沉浮情形是何者?
(A)先升後沉 (B)逐漸上升 (C)逐漸下降 (D)仍保持不動
【答案】:(D)
【解析】:試管為密閉的容器,管內發生化學反應,但因為密閉,因此沒有物質進出,所以重量不變,所以試管所受的浮力不變。
( )34.500毫升燒杯內,水面位置在300毫升的刻度線上,加入冰塊後,水面位置升到380毫升刻度線上,則冰塊質量為
(A)200公克 (B)120公克 (C)90公克 (D)80公克
【答案】:(D)
【解析】:
( )35.小明和家人至花蓮秀姑巒溪泛舟,先測出橡皮艇加上所有配備淨重140kgw,橡皮艇的外緣面積2平方公尺,已知小明等人的體重共200kgw,請問:小明等人登上橡皮艇仍浮於水面,則此時橡皮艇所受浮力大小為多少kgw?
(A)200kgw (B)280kgw (C)340kgw (D)不知海水密度,所以無法計算
【答案】:(C)
【解析】:
( )36.完全相同的甲、乙兩船,若甲船載有20個軍人,乙船載有50個軍人,兩船均浮於海面上,兩者所受的浮力大小為何?
(A)甲較大 (B)乙較大 (C)一樣大 (D)無法比較
【答案】:(B)
【解析】:
( )37.體積相同的木、鋁、鐵三個小球,它們在水中的位置如圖,已知其中一個小球是空心的,那麼空心小球一定是何者?
(A)無法判斷 (B)木球 (C)鐵球 (D)鋁球
【答案】:(D)
【解析】:木球的密度比水小,應浮在水面上,鐵球和鋁球的密度大於1,應該為沉體,但是圖中,鐵球沉至底部,但是鋁球懸在液體中,表示鋁球該沉卻未沉,因此鋁球的內部應有空心部分,使鋁球的體積增大,而平均密度減小。
( )38.有一無蓋鐵盒子,形狀如圖,重量為1.5公斤重,放入水中後浮於水面上。
試問,鐵盒內最多可放多重的物體而鐵盒仍不下沉?(物體放入液體中所獲得的浮力=物體所排開液體的體積×液體密度)
(A)1.5公斤重 (B)3.0公斤重 (C)4.5公斤重 (D)6.0公斤重
【答案】:(C)
【解析】:鐵盒子最深恰好沉入10cm,因此浮力=下沉的體積x液體的密度。
B=(30x20x10)x1=6000gw=6kgw
所以還能載重6-1.5=4.5kgw。
( )39.圖中等臂天平放在大水槽中,左、右兩端分別放置實心的銀塊和鐵塊而保持平衡。
若水由右下角缺口很緩慢的流入水槽中,至圖中銀塊和鐵塊都浸入水中時,天平的那一端會向下傾斜?
(A)左端向下 (B)右端向下 (C)天平不受影響 (D)資料不足,無法判定
【答案】:(A)
【解析】:銀塊密度大,體積小,所受浮力小,重量減少得較少,因此在水中會比較重,所以朝銀塊端下傾。
( )40.一艘漁船,由河內向外海口緩慢行駛期間,漁船吃水深度的變化情形如何?為什麼?
(A)保持定值,因為所受的浮力不變 (B)逐漸減小,因為所受的浮力逐漸變小 (C)逐漸減小,因為船經過的地方,水的密度逐漸變大 (D)逐漸增加,因為所受的浮力逐漸變大。
【答案】:(C)
【解析】:漁船從淡水駛至海水,始終都是浮體,而浮體的浮力=物重,因此浮體的浮力相等,但是海水的密度大,因此下沉的體積較少,吃水深度較低。
( )41.杯中裝有果汁及冰塊,當冰塊熔化後,液面會如何變化?
(A)不變 (B)升高 (C)降低 (D)不一定。
(果汁密度1.2g/cm3,冰塊密度0.9g/cm3)
【答案】:(B)
【解析】:果汁密度比水大,所以冰塊沉入果汁中的體積較少,當冰塊熔化時,體積會大於冰塊沉入果汁中的體積,所以溶化後的果汁液面會上升。
( )42.體積比為3:1的鋁塊(密度2.7g/cm3)和鐵塊(密度7.8g/cm3),分別放入水銀中(密度13.6g/cm3),成平衡狀態時,何者所受的浮力較大?
(A)鋁塊 (B)鐵塊 (C)兩者相同 (D)無法比較
【答案】:(A)
【解析】:
( )43.如圖,雞蛋放入水中,則沉入桶底;今將水中加鹽後,雞蛋浮出水面。
由以上的現象,下列判斷何者不對?
(A)若加入的鹽愈多,則雞蛋浮出水面的體積則愈多 (B)雞蛋的重量小於在鹽水中所受的浮力 (C)雞蛋的密度小於鹽水的密度 (D)浮在鹽水中的雞蛋所受的浮力,比沉在純水中所受的浮力大
【答案】:(B)
【解析】:
( )44.小莉有一個不倒翁玩具,他將此不倒翁玩具先後放入甲、乙、丙三種不同的液體中,靜止時如圖,則此不倒翁玩具在三種液體中所受到的浮力大小,下列何者正確?
(A)甲最大 (B)乙最大 (C)丙最大 (D)一樣大
【答案】:(D)
【解析】:不倒翁放在甲、乙液體中,都是浮體,所以浮力=物重;
放在餅液體中,依然沉不到底,因此仍可視為浮體(或是懸體),
因此浮力=物重。
所以在三種液體中所受的浮力都相等,都等於物重。
( )45.將9000c.c.的水倒入截面積300平方公分的量筒中,0cm刻度在量筒底部,現有一個邊長為10公分的正立方體木塊,密度為0.9公克/立方公分,將木塊置入量筒中,當木塊平衡時水面與量筒的那一刻度對齊?(每一刻度代表1c.c.)
(A)30 (B)33 (C)36 (D)39
【答案】:(B)
【解析】:
( )46.等臂天平左邊的鋁塊與右邊的砝碼達成平衡。
若將水緩緩注入盆內,使鋁塊與砝碼皆沒入水中後,則下列何者正確?
(A)天平左臂下傾 (B)砝碼所受的浮力比鋁塊所受的浮力大 (C)鋁塊與砝碼所受重力相等 (D)鋁塊所受重力會造成順時鐘方向的力矩
【答案】:(C)
【解析】:如圖,鋁塊體積大,密度小,在水中浮力較大,所以重量減輕較多,所以鋁塊在水中變輕,砝碼變得比鋁塊重,所以向砝碼端下傾。
( )47.掛120公克重物體可伸長1公分的彈簧,在彈性限度內掛一銅塊,沉入水中靜止如圖,此時彈簧伸長4公分。
已知銅塊密度為9公克/立方公分,則下列敘述何者正確?
(A)銅塊所受水浮力為60公克重 (B)將銅塊拉離水面,則彈簧將再伸長1公分 (C)銅塊在空氣中重量為480公克重 (D)銅塊體積為120立方公分
【答案】:(A)
【解析】:銅塊沉入水中,彈簧伸長4公分,因此銅塊在水中重量=120x4=480gw。
空氣中重量-水中重量=浮力,假設銅塊體積為V
9V-480=Vx1
9V-V=480
8V=480
V=60cm3。
銅塊的體積=60cm3。
銅塊的浮力=60x1=60gw,
銅塊在空氣中,重量會增加60gw,所以彈簧長度會多0.5cm。
銅塊在空氣中重量=480+60=540gw。
( )48.大小相同的鐵球與木球置於水銀槽中均上浮,試問何者所受的浮力較大?
(A)鐵球 (B)木球 (C)一樣大 (D)無法判斷
【答案】:(A)
【解析】:大小相同的鐵球和木球,體積相同但是鐵球的密度大,所以鐵球的質量大,鐵球在水銀中雖為浮體,但是鐵球所受的浮力比木球所受的浮力大,因此鐵球沉入水銀中的體積會較多。
( )49.水中加入一些冰塊,如右圖,則下列何者正確?
(A)因冰塊未接觸杯底,故加入冰塊不會增加杯底所受的壓力 (B)加入冰塊後水面會上升,杯底所受壓力增加 (C)冰塊逐漸熔化,杯底所受的壓力會逐漸增加 (D)若冰塊逐漸熔化,水面會逐漸上升。
【答案】:(B)
【解析】:冰塊投入水中,部分冰塊的體積會沉入水面下,因此水面會上升,所以放入冰塊後,液體底部的壓力會增加。
冰塊熔化成為水,冰塊熔化後的體積,恰等於冰塊沉入水中的體積,因此當冰塊熔化時,水面不會升降。
( )50.實驗裝置如右圖(一)。
磅秤測得裝滿水的水槽重量為500gw。
若在水槽中緩慢放入一個體積為50cm3,重量為30gw的木塊後。
有一部分的水由水槽側邊的管子溢出,且木塊浮於水面上呈靜止狀態,如右圖(二),則下列敘述何者正確?(A)
最後的磅秤讀數為500gw (B)最後的磅秤讀數為530gw (C)被木塊排出水槽外的水,其體積為50cm3 (D)木塊浮出水面上,表示它所受的浮力大於它的重量。
【答案】:(A)
【解析】:
( )51.如圖。
將同一鋁塊先後放入甲、乙、丙、丁四種液體中,由鋁塊的浮沉情形可知,鋁塊在哪一種液體中所受浮力最小?
(A)甲 (B)乙 (C)丙 (D)丁。
【答案】:(A)
【解析】:同一鋁塊的重量相同,在甲液體中為沉體,在乙液體中為懸體(停在液體中),在炳和丁液體中則為浮體,因此在乙丙丁圖中,浮力=物重;而在甲液體中,重量大於浮力,因此在甲液體中所受的浮力會最小。
( )52.等質量的木塊、鋁塊及鐵塊分別放入水中,則何者所受的浮力最大?
(A)木塊 (B)鋁塊 (C)鐵塊 (D)一樣大。
【答案】:(A)
【解析】:浮體的浮力=物重, 沉體的浮力<物重
假設質量都是10克,木塊是浮體,浮力=10gw,鋁塊、鐵塊是沉體,浮力<物重。
所以木塊的浮力較大。
( )53.晏姿進行浮力實驗,將一均勻的實心圓柱掛在彈簧秤下端,使其逐漸沒入水中,測得其底部沒入水中的深度(h)與彈簧秤讀數(V),繪成圖表如右圖。
由以上實驗結果,我們可預測:物體沒入水中的體積增加時,浮力有何改變?
(A)增加 (B)減少 (C)不變 (D)資料不足,無法判斷。
【答案】:(A)
【解析】:沒入液體中的體積愈多,表示液面下的體積愈大,則浮力愈大。
( )54.承上題,當圓柱體底部距水面1cm時,所受浮力為多少gw?
(A)50 (B)100 (C)150 (D)200。
【答案】:(A)
【解析】:依圖表,物體原來質量500g,在液體中完全沉入時,重量為300gw,因此浮力=500-300=200gw。
由圖中,物體沉入4cm時,重量剩下300gw,表示浮力為300gw;當物體下沉2cm時,重量剩下400gw,表示浮力為100gw,
因此當物體下沉1cm時,重量剩下450gw,表示浮力為50gw。
( )55.同質量保麗龍和磚塊投入水中,保麗龍浮在水面上而磚塊沉入水中,何者所受浮力較大?
(A)保麗龍 (B)磚塊 (C)相等 (D)無法比較。
【答案】:(A)
【解析】:質量相同(假設都為10g),保麗龍浮著,浮力=物重=10gw;
而磚塊下沉,浮力小於物重,因此浮力<10gw。
保麗龍的浮力>磚塊的浮力。
( )56.甲、乙、丙三個燒杯分別裝有不同密度的液體,其密度如右表。
同一木塊漂浮在各液面狀況如圖,則木塊在各杯內所受的浮力大小為何?
(A)甲最大 (B)乙最大 (C)丙最大 (D)甲乙丙一樣大。
【答案】:(D)
【解析】:木塊在有精忠、水中、甘油中,都是浮體;
浮體的浮力=物重,因此在各種液體中所受的浮力都相同。
( )57.一艘潛水艇由水面上潛至水面下60公尺的過程中,它所受的水壓力與浮力會如何變化?
(A)水壓力不變,浮力變小 (B)水壓力不變,浮力變大 (C)水壓力變大,浮力變大 (D)水壓力變大,浮力不變。
【答案】:(D)
【解析】:潛水艇沉至水面下所受的浮力,和深度無關,僅和在水中的體積有關;而潛水艇在水中的體積不變,因此浮力不變,為定值,不受深度影響。
壓力和深度有關,潛得愈深,則壓力會愈大。
( )58.同體積的鋁塊(密度2.79/cm3
)和鐵塊(密度7.8g/cm3)一起放入水銀中(密度13.6g/cm3),兩者都浮在水銀面上成平衡狀態,則何者所受浮力較大?
(A)鋁塊 (B)鐵塊 (C)相等 (D)無法比較。
【答案】:(B)
【解析】:同體積的鋁塊
(密度2.7
9/cm3
)和鐵塊
(密度7.8g/cm3
)一起放入水銀中,因為密度都比水銀小,所以都是浮體,浮體的浮力=物重,
而鋁塊密度小,質量小,鐵塊密度大,質量大,所以鐵塊的浮力>鋁塊的浮力。
( )59.如圖,有一質量為30公斤,三邊長度分別為30公分、40公分、50公分的長方體木塊,依序將甲面(50公分
×30公分)、乙面(40公分
×30公分)、丙面(50公分
×40公分)平放於桌面上,求得木塊施於桌面的壓力分別為P甲、P乙、P丙,則P甲:P乙:P丙為何?
(A)3:4:5 (B)4:5:3 (C)15:12:20 (D)20:12:15。
【答案】:(B)
【解析】:
( )60.在右圖的燒杯中裝水,置於一斜面上,將一密度比水大且不溶於水之物體分別置於1、2、3三處,所受浮力之大小依序以B1、B2、B3表示之,而所受水之壓力依序以P1、P2、P3表示之。
則下列各項何者正確?
(A)B1=B2=B3;P1=P2=P3 (B)B1>B2>B3;P1=P2=P3 (C)B1<B2<B3;P1<P2<P3 (D)B1=B2=B3;P1>P2>P3。
【答案】:(D)
【解析】:浮力和深度無關,因此B1=B2=B3。
壓力和深度有關,P=hd,因此位置1最深液體的壓力最大,位置3最淺,壓力最小。
所以壓力大為P1>P2>P3。
( )61.假設食鹽水未達飽和,而志崴繼續添加食鹽到鹽水中,直到食鹽完全溶解。
此時他發現蘋果仍然浮在水面,而梨子仍然沉在水申,則下列敘述何者正確?
(A)蘋果和梨子所受的浮力都增加 (B)蘋果和梨子所受的浮力都不變 (C)蘋果所受的浮力減少,而梨子所受的浮力不變 (D)蘋果所受的浮力不變,而梨子所受的浮力增加。
【答案】:(D)
【解析】:食鹽水中繼續加鹽,則鹽水的密度會增加,加鹽的前後,蘋果一直是浮體,因此蘋果受逤的浮力=重量,而重量不變,因此蘋果的浮力不變。
梨子在水中為沉體,下沉的體積不變,但是因為鹽水的密度增加,因此梨子所受的浮力B=VD,也隨之增加。
( )62.甲、乙、丙為三個不溶於水的實心球體,其質量和體積關係如右表。
若將它們投入裝滿水且容量為10公升的燒杯中。
所受的浮力大小分別為B甲、B乙、及B丙。
下列關於它們所受浮力大小的關係。
何者正確?
(A)B甲>B乙>B丙 (B)B乙>B甲>B丙 (C)B甲>B丙>B乙 (D)B丙>B乙>B甲。
【答案】:(B)
【解析】:甲物體的密度比1小,在水中為浮體,浮體的浮力=物重,因此甲物體的浮力=30gw。
乙物體的密度比1小,在水中為浮體,浮體的浮力=物重,因此乙物體的浮力=40gw。
丙物體的密度大於1,浮力所以丙物體為沉體,丙物所受的浮力為VD=20x1=20gw。
所以三者的浮力大小為乙>甲>丙。
1. 木塊浮上水面的體積為20cm3,浸入水中的體積為80cm3,則:
(1)木塊的重量為【80】gw;
(2)木塊所受的浮力為【80】gw,所排開的水重為【80】gw,
(3)木塊在水中減輕【80】gw,木塊在水中重量【0】gw。
【解析】:(1)
木塊在水中的浮力=沒入水中的體積x液體密度=物重
B=80x1=80gw=W
(2)木塊所受的浮力=排開水的重量=在水中減輕的重量=80gw
(3)木塊在水的重量=80-80=0gw
2. 一物體密度為2.5g/cm3
在空氣中重100gw;則體積為【40】cm3,
又在水中重量為【60】gw。
【解析】:物體的體積=100/2.5=40cm3
在水中受到浮力B=VD=40x1=40gw
在水中的重量=100-40=60gw
3. 一個固體的重量為W1gw,完全浸入密度為dg/cm3的液體後,重量變成W2gw,則此固體的體積為【(W1-W2)/d】cm3。
【解析】:浮力=下沉的體積x液體的密度
W1-W2=Vxd V=(W1-W2)/d
4. 體積50cm3、重量200gw的金屬塊,浸入水中的體積為30cm3時,
則在水中的重量為【170】gw。
【解析】:金屬塊浸入水中的體積為30cm3,因此在水中所受的浮力為30x1=30gw
在水中的重量=200-30=170gw
5. 等體積的A、B兩物體,其密度分別為6公克/立方公分及2公克/立方公分,將其分別沈入水中,所受浮力比為【1:1】。
【解析】:AB皆為沉體,且體積相等,因此沒入水中的體積皆相等,
所以浮力也相等,因此浮力比為1:1。
6. 已知甲、乙兩物體的質量相等,體積比為2:1,均浮於水面上,則其所受的浮力比為【1:1】。
【解析】:甲乙質量相等,則浮在水面上,皆為浮體,所受的浮力等於物重,
因此重量相等,浮力相等。
所以浮力比為1:1
7. 體積100cm3、在空氣中重270gw的鋁塊:
(1)鋁塊全部浸入水中的重量為【170】gw。
(2)鋁塊全部浸入密度0.8g/cm3的酒精中的重量為【190】gw。
【解析】:(1)
鋁塊在水中的浮力=VD=100x1=100gw
鋁塊在水中的重量=270-100=170gw
(2)鋁塊在酒精中的浮力=VD=100x0.8=80gw
鋁塊在酒精中的重量=270-80=190gw
8. 設有密度為2.5公克/立方公分的物體,在空氣中的重量為50公克,請回答下列問題:
(1)在水中的重量為【30】gw。
(2)在密度0.8公克/立方公分的酒精中重量為【34】gw。
【解析】:物體的體積=M/D=50/2.5=20
cm3 置於水中,受到浮力B=VD=20x1=20gw
在水中重量=50-20=30gw
置於酒精中,受到浮力B=VD=20x0.8=16gw
在水中重量=50-16=34gw
9. 密度為0.6g/cm3、體積為50cm3的木塊,請回答下列問題:
(1)置於水中時,露出水面的體積為【20】cm3。
(2)改置入密度為1.5g/cm3的液體中,則露出液面的體積為【30】cm3。
【解析】:(1)
木塊質量=VD=50x0.6=30g 木塊浮在水面上,受到浮力30gw,
B=VD 30=Vx1 V=30cm3
露出水面的體積=50-30=20
cm3
(2)置於密度為1.5g/cm3的液體中,仍為浮體,所以浮力=物重=30gw
B=VD 30=Vx1.5 V=30/1.5=20cm3
露出液面的體積=50-20=30
cm3
10.密度0.85公克/立方公分的木塊浮於水面,露出水面體積為120立方公分,則:
(1)木塊的體積為【800】立方公分。
(2)木塊的質量為【680】公克。
【解析】:假設木塊下沉體積為V,則木塊總體積為(V+120)
木塊的重量=浮力=下沉的體積
x液體的密度
(V+120)x0.85=Vx1 0.85V+102=V 102=0.15V V=680
cm3
木塊總體積=680+120=800cm3
木塊質量=800x0.85=680g
11.將密度10.5g/cm3的銀塊210gw掛在長30cm的彈簧時,全長為51cm;若把銀塊沈入水中時,彈簧全長應為【49】cm。
【解析】:銀塊體積=M/D=210/10.5=20cm3
銀塊在水中浮力=VD=20x1=20gw; 銀塊在水中重量=210-20=190gw。
彈簧受力210gw時,長度由30cm成為51cm,伸長21cm
彈簧受力190gw時, 210:21=190:X X=19cm(伸長量)
彈簧全長=30cm
+
19cm=
49cm
12.460公克重的鐵塊投入盛滿密度0.6g/cm3的液體中,溢出液體36gw,請回答下列問題:
(1)鐵塊體積為【60】cm3。
(2)鐵塊放入水中時,重量變為【400】gw。
【解析】:更正:原題目46克重的鐵塊,改成460克的鐵塊
鐵塊投入密度0.6g/cm3的液體中,溢出液體36gw,鐵塊所受的浮力為36gw,
36=Vx0.6 V=36/0.6=60cm3
鐵塊在水中受到的浮力=60x1=60gw
在水中的重量=460-60=400gw
13.某合金在空氣中重96公克,在水中重90公克,已知該合金由金(20g/cm3)及銀(10g/cm3)組成,則金的質量為【72】公克,銀的質量為【24】公克。
【解析】:合金在水中所受的浮力=96-90=6gw=Vx1 V=6cm3
假設金的體積為Vcm3,則銀的體積為(6-V)cm3
合金質量=96=20xV+10(6-V) 96=20V+60-10V
36=10V
V=3.6
cm3
金的質量=20x3.6=72g 銀的質量=10x(6-3.6)=10x2.4=24g
14.一空心玻璃球在空氣中的重量為47.2公克重,在水中稱之,則為17.2公克重,空心部分的體積為【10】cm3。
(已知玻璃密度為2.36g/cm3)
【解析】:玻璃球在空氣中的重量為47.2
gw,在水中為17.2gw,因此重量減少47.2-17.2=30gw
浮力為30gw,B=VD 30=Vx1 V=30cm3
玻璃球的體積(實心)=M/D=47.2/2.36=20cm3
空心體積=總體積-實心體積=30-20=10cm3
15.密度為7.8g/cm3、重234gw的鐵塊,置入密度為13.6g/cm3的水銀中,欲使鐵塊全部沒入水銀中,至少需施力【174】gw。
【解析】:鐵塊的體積=M/D=234/7.8=30
cm3
鐵塊完全沉入水銀中的浮力=30x13.6=408gw
需再施力F=完全沉入的浮力-鐵塊重量=408-234=174gw
16.密度0.6g/cm3
的木塊置於密度0.75g/cm3的汽油中,露出液面的體積為40cm3,請回答下列問題:
(1) 木塊的總體積為【200】cm3。
(2) 木塊改置於水中,露出水面的體積為【80】cm3。
【解析】:木塊在液面下的體積為V,則木塊質量=(V+40)x0.6 木塊所受的浮力=Vx0.75
0.6(V+40)=0.75V 0.6V+24=0.75V 24=0.15V
V=160cm3 木塊的總體積=160+40=200cm3
木塊的質量=200x0.6=120g
木塊在水中的浮力=120=Vx1 在水面下的體積V=120cm3
木塊露出水面的體積=200-120=80cm3
17.一物體體積2000cm3,欲使其沒入水中時,至少須向下施力1600gw,今欲使其沒入密度0.8g/cm3
之油中,至少須向下施力【1200】gw。
【解析】:物體完全壓入水中所受的浮力=2000x1=2000gw
浮力=物重+施力 2000=W+1600 W=2000-1600=400gw
完全壓入油中的浮力B=2000x0.8=1600gw
1600=F+400 F=1600-400=1200gw
18.有一金屬錘重400公克,掛在200公克重的木塊下,同時浸入水中稱時共重290公克,錘單獨在水中稱時重340公克,則木塊密度為【0.8】g/cm3。
【解析】:金屬錘重400公克,錘單獨在水中稱時重340公克,因此金屬錘的浮力
B=400-340=60gw=Vx1 V=60cm3
假設木塊體積為V,則金屬錘+木塊總質量=400+200=600g
同時浸入水中稱時共重290公克,因此浮力=600-290=310gw
B=VD 310=(V+60)x1 V=250cm3
木塊的密度=M/V=200/250=0.8
g/cm3
19.密度為6g/cm3的金屬球,在密度為0.8g/cm3的酒精中重624gw,則在水中重【600】gw。
【解析】:假設金屬球的體積為Vcm3
,則金屬球的質量=6V
金屬球在酒精中的浮力=Vx0.8=0.8V
浮力=空氣中重量-酒精中重量 0.8V=6V-624 624=5.2V
V=120cm3 在水中的浮力=120x1=120gw
在空氣中的重量=6V=6x120=720gw
在水中的重量=720-120=600gw
20.密度6公克/立方公分的金屬,製成空心金屬球重量240公克重,在水中浮出水面體積為300立方公分,則金屬球空心部分的體積為【500】cm3。
【解析】:空心球的質量=實心球的質量=240g 實心部分的體積=240/6=40cm3
受到的浮力=240gw=Vx1 沉入水中的體積=240cm3
空心球的總體積=下沉的體積+露出的體積=240+300=540cm3
實心部分的體積=40cm3
空心部分的體積=540-40=500cm3
21.底面積為50cm之圓筒,裝水如圖(一),一彈簧下掛一石頭浸入水中,如圖(二),此時彈簧秤讀數為75gw,且水面較右圖(一)上漲1cm,將石頭改浸入食鹽水中如右圖(三),彈簧秤讀數45gw,試回答下列問題:
(1) 圖(一)中容器加水總重450gw,則容器壓在水平桌面的壓力為【9】gw/cm2。
(2) 圖(二)中石頭所受浮力為【50】gw。
(3) 由圖(三)知食鹽水密度為【1.6】g/cm3。
【解析】:圖(一)中,容器加水總重450gw,而容器的底面積為50cm,
因此水平桌面上的壓力P=450/50=9gw/cm2
底面積為50cm之圓筒,水面較圖(一)上漲1cm,因此石頭的體積=50x1=50cm3
石頭所受的浮力=50x1=50gw。
石頭在空氣中的重量=75+50=125gw
浸入食鹽水中,彈簧秤讀數為45gw,因此浮力=125-45=80gw
80=50xD D=80/50=1.6
g/cm3
22.圖(甲),每個砝碼質量為150公克,砝碼在水中時,彈簧秤A的讀數為100公克重,磅秤B的讀數為400公克重。
若乙彈簧秤A下端掛上2個砝碼,圖(乙),試回答下列問題:
(1) 在圖(乙)中,彈簧秤A的讀數為【200】公克重。
(2) 燒杯與杯內的水總重量為【350】公克重。
(3) 圖(乙)的磅秤B的讀數為【450】公克重。
【解析】:(甲)圖:砝碼質量150g,在水中秤得100gw,
受浮力=150-100=50gw
(乙)圖中,2個砝碼的質量=150x2=300g 在水中受浮力=50x2=100gw
(乙)彈簧秤A的讀數=300-100=200gw
(甲)圖中,水給砝碼的浮力向上50gw,砝碼給水的反作用力向下50gw,
所以(甲)圖的磅秤讀數=燒杯連水重+砝碼給水的反作用力=W+50=400
燒杯連水重=400-50=350gw。
(乙)圖的磅秤讀數=燒杯連水重+砝碼給水的反作用力=350+100=450gw
23.如圖,一個中空金屬球,已知金屬密度為6g/cm3,重240gw,放入水中時卻能浮起來,如圖(a),若要將此金屬球完全壓入水中,需施力360gw,如圖(b),請回答下列問題:
(1) 金屬球全部體積【600】cm3,中空部份體積【560】cm3。
(2) 若將該球視為一個系統,則該系統平均密度為【0.4】g/cm3。
【解析】:金屬球的質量=240g,金屬球密度=6g/cm3
金屬球的體積=240/6=40cm3
假設金屬球中空的體積為Vcm3,則金屬球的總體積為(V+40)
cm3
金屬球全部沉入水中的浮力(向上)=物重(向下)+施力(向下)
(V+40)x1=240+360=600 V=600-40=560
cm3
金屬球的平均密度=M/V=240/600=0.4
g/cm3
24.將240克的木塊置於酒精(0.8g/cm3)中,露出液面的體積為200cm3,則:
(1)木塊的浮力為【240】gw;
(2)木塊密度為【0.48】g/cm3;
(3)將木塊浸入酒精中需再施力【160】gw;
(4)若將此木塊另外置於水中,則露出水面的體積為【260】cm3;
(5)將木塊完全浸入水中需施力【260】gw。
【解析】:木塊所受浮力=物重=240gw B=VD 240=Vx0.8 V=300cm3
在液面下的體積=300cm3 露出的體積=200cm3 所以
木塊的總體積=500cm3
木塊的密度=質量/體積=240/500=0.48
g/cm3
木塊完全浸入酒精中的浮力=500x0.8=400gw
需再施力F=400-240=160gw
木塊置於水中的浮力 240=Vx1 V=240cm3
木塊在水中露出的體積=500-240=260
cm3
木塊完全浸入水中的浮力=500
x1=500gw
需再施力F=500-240=260gw
25.木球浮在酒精上,排開50cm3的酒精,若酒精密度0.8g/cm3,木球密度0.5g/cm3,則:
(1)此木球的浮力為【40】克重;
(2)此木球的質量為【40】克;
(3)此木球的總體積為【80】cm3;
(4)欲將木球壓入酒精中,需施力【24】gw。
【解析】:浮體的浮力=物重=排開的體積x酒精密度=50x0.8=40gw
木球的質量=木球體積x木球密度 40=Vx0.5 V=80cm3
木球完全壓入酒精中的浮力=80x0.8=64gw(向上) 而重量=40gw(向下)
因此需再向下施力F=64-40=24gw
26.將密度為0.6g/cm3的軟木塞投入密度為0.8g/cm3的酒精中,則:
(1)軟木塞在液面上下的體積比為【1:3】;
(2)軟木塞投入水中,在水面上、下體積比為【2:3】。
【解析】:(1)
下沉的體積佔全部的3/4,露出的體積佔全部的1/4
液面上的體積:液面下的體積=1/4:3/4=1:3
(2)
下沉的體積佔全部的3/5,露出的體積佔全部的2/5
液面上的體積:液面下的體積=2/5:3/5=2:3
27.將100cm3的鐵球(7.8g/cm3)浸在水銀及水之間,則:
(1)鐵球所受的浮力為【780gw】;
(2)鐵球在水中的體積為【46】cm3;
(3)鐵球在水銀中的體積為【54】cm3。
【解析】:鐵球質量=100x7.8=780g
鐵球浮在水及水銀間,所受的浮力=物重=780gw
假設在水銀中的體積為V,則在水中的體積為(100-V)
在水銀中的浮力+水中的浮力=物重
Vx13.6+(100-V)x1=780 13.6V+100-V=780
12.6V=680 V=54
cm3
100-54=46cm3
28.有一木塊置於水中露出全部體的積的1/5,若改置於密度為1.2g/cm3的甘油中,露出的體積為全部的【1/3】。
【解析】:在水中露出全部體積的1/5,表示沉入水中的體積佔4/5,
D固=0.8g/cm3
下沉的體積佔全部的2/3,露出甘油的體積佔全部的1/3。
29.將某物體置於A、B兩液體時,發現物體在A、B兩液體間的體積比為5:6,若B液體密度為0.7g/cm3,則A液體的密度為【0.84g/cm3】。
【解析】:假設在A液體內的體積為5V,則在B液體內的體積為6V,由於都是浮體,因此
浮體的浮力=物重;在A液體的浮力=在B液體的浮力
(5V)xDA=(6V)x0.7 DA=0.84
g/cm3
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