寒假复习:01浮力专题练习(含解析)

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寒假复习:01浮力专题练习(含解析)

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寒假复习:01 浮力专题练习
一 、选择题
1.一艘轮船从重庆驶入上海,在上海码头装上货物后停泊。下列说法正确的是( )
A.轮船所受浮力减小, 将上浮一些, 轮船的总“排水量 ”减小
B.轮船所受浮力增大, 将下沉一些, 轮船的总“排水量 ”不变
C.轮船所受浮力不变, 将下沉一些, 轮船的总“排水量 ”减小
D.轮船所受浮力减小, 将下沉一些, 轮船的总“排水量 ”不变
2.有两只烧杯分别盛有水和盐水, 但没有贴上标签。下面有四组器材,其中不能用来鉴别的( )
(
C.
) (
D.
)A. B.
3.一个边长为 10cm 的正方体,放入水中静止时, 有 2/5 的体积露出水面, 此时受到水的浮力为 F 水;
把该物体放入某种液体中,待物体静止时,有 3/4 的体积浸入液体中,此时受到液体的浮力为 F 液 ,液
体的密度为 ρ 液 (g 取 10N/kg),则( )
A.F 液=6N, ρ 液=2.4×103kg/m3 B.F 水=6N, ρ 液=0.8×103kg/m3
C.F 液=4N, ρ 液=0.53×103kg/m3 D.F 水=4N, ρ 液=0.8×103kg/m3
4.水平桌面上放置的两个圆柱形容器中盛有甲和乙两种不同液体, 将一支密度计分别放入这两种不同
液体中,静止后的情形如图所示,两液面相平。则下列判断正确的是( )
A.甲液体的密度比乙液体的密度大
B.甲液体对容器底部的压强比乙液体对容器底部的压强小
C.密度计越靠上的刻度,对应的密度值越大
D.密度计在甲液体中受到的浮力比在乙液体中受到的浮力小
5.体积为 60L 的救生圈,所受重力为 50N,体重为 450N 的林林同学在水中使用这个救生圈,当他处
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于静止状态时, 下列判断正确的是(g 取 10N/kg) ( )
A.人和救生圈没入水中,处于悬浮状态
B.人和救生圈漂浮,部分露出水面
C.人和救生圈沉入水底
D.以上情况都有可能
6.如图所示甲、乙两个圆柱形容器中分别装有水和酒精, 实心木球和实心铁球的质量相等,水、酒精、 木球和铁球的密度分别为 ρ 水 、 ρ 酒精、 ρ 木和 ρ 铁 。将木球放入水中、铁球放入酒精中,静止时木球
和铁球所受浮力的大小分别为 F1 和 F2。下列判断中正确的是( )
A.若 ρ 木<ρ 酒精<ρ 水<ρ 铁 ,则 F1>F2
B.若 ρ 木<ρ 酒精<ρ 水<ρ 铁 ,则 F1C.若 ρ 酒精<ρ 木<ρ 水<ρ 铁 ,则 F1=F2
D.若 ρ 酒精<ρ 木<ρ 水<ρ 铁 ,则 F17.a、b 两种物质的质量和体积关系如图,分别用 a、b 两种物质制成体积相等的甲、乙两实心物体,浸
没在水中, 放手稳定后( )
A.甲漂浮,甲受浮力大 B.乙漂浮,乙受浮力大
C.甲漂浮,乙受浮力大 D.乙漂浮,甲受浮力大
8.完全一样的两个物体 M,分别在金属块甲、乙的作用下在水中处于静止状态,如图所示,金属块甲用细
绳吊于物体 M 下方,金属块乙放在 M 上方,恰好使 M 浸没于水中,则下列说法正确的是( )
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A.两种情况下 M 所受的浮力不相等 B.甲的重力大于乙的重力
C.甲的体积大于乙的体积 D.甲物块的密度比水小
9.物体浮在甲液面时有 1/5 的体积露出液面,物体浮在乙液面时有 1/3 的体积露出液面, 则甲、乙两
液体的密度之比是( )
A.5 :12 B.4 :15 C.5 :6 D.12 :5
10.弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯(可看成柱形)上方离水面某一高度处缓 缓下降,然后将其逐渐浸入水中,如图甲;图乙是弹簧测力计示数 F 与物体下降高度 h 变化关系的图
像,则下列说法错误的是( )
A.物体的体积是 400cm
B.物体的密度是 2.25×103kg/m3
C.物体刚浸没时下表面受到水的压力是 4N
D.物体完全浸没后与最初时相比,烧杯底部受到水的压力增大了 5N
二 、填空题
11.某同学把一个体积为 125cm3 苹果放入水中,苹果在水里处于悬浮状态,则苹果所受的浮力为 N。小明从水中取出苹果,分成一个大块和一个小片(如图所示),再将小片放入水中,发现小片沉入 水底, 据此现象可以推断:若将大块浸没水中,松手后大块将会 (选填“上浮”、“悬浮 ” 或“下沉 ”)。
12. “海中断崖 ”是指因为某水文要素在竖直方向上出现突变或不连续剧变的水层,海水处于上层密
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度大、下层密度小的状态。潜艇在水下下潜过程中,如突遭“海中断崖”,潜艇受到的浮力会 (选填“变大 ”、“变小 ”或“不变);可以迅速向潜艇内的水舱供气,使潜艇的 减小,
有效地避免发生危险。
13.浙江卫视大型户外明星真人秀《奔跑吧, 兄弟》开展得如火如荼, 在第一期中各位嘉宾坐在弹簧座 椅上, 当同伴答题出现错误时, 都会被弹簧座椅直接弹到水池中。邓超的体积是大约是 60 立方分米, 当他被弹簧座椅弹到水中浸没时,受到的浮力是 N;有经验的人长时间在水中, 只要头部露 出水面深吸一口气就可以漂浮于水面上,这是通过 来
增大人受到的浮力。
14.小珂同学利用一根吸管制作一支简易密度计, 将其放入液体中不能直立,为了让饮料吸管能竖直的 漂浮在液体中, 应 (填“增加 ”或“减少”)吸管中铁丝质量。改进后, 用它测量可乐密
度时, 吸管上附着许多小气泡, 则测得的密度 (填“偏大 ”或“偏 小 ”)。
15.如图甲所示,在一个圆柱形容器底部放一个边长为 10cm 的正方体物块,向容器中倒水时,容器中 水的深度 h 和物块受到的浮力 F 浮 的关系如图乙所示。当容器中水的深度为 12cm,物块的状态为
(选填“沉在底部 ”“悬浮 ”或“漂浮 ”)。
三 、实验题
16.在学习浮力时同学有疑问:浮力大小是否和水的多少有关?10 牛的水能产生多少大的浮力?
(1)小柯从实验室找来了烧杯、木块(不吸水)、弹簧测力计等器材,研究浮力大小是否和水的多少有 关: 先用弹簧测力计测出木块的重力(如图甲)。再将木块放入烧杯内的水中,木块处于漂浮状态(如 图乙)。然后他 (填操作),发现木块仍然漂浮。
经分析可知,木块两次受到的浮力都为 牛。从而得出木块漂浮时浮力大小与水的多少无关。
(2)小柯进一步开展了如图丙实验。往两个形状相同的塑料盆 A.B 中各加入 10N 的水, 再将 B 盆 第 4 页(共 13 页)
放入 A 盆, B 盆漂浮。这时 B 盆所受浮力: F 浮 =GB 盆+10N>10N。继续往 B 盆内加 20N 的水, B 盆仍
漂浮。此实验可得结论是 。
四 、解答题
17.如图所示, 放在水平面上装满水的一溢水杯, 水深为 20cm。弹簧测力计挂着重为 10N 的物块.现将
物块浸没在装满水的溢水杯中, 静止后溢出水的质量为 0.4kg(g 取 10N/kg)。求:
(1)物块受到的浮力
(2)弹簧测力计的示数
(3)物体的密度
18.如图所示, 体积为 V=200cm3 的木块在绳子拉力 F=0.8N 的作用下完全浸没在水中(绳子重力不计)。
求:
①木块此时受到浮力。
②木块的重力。
③剪断绳子,木块静止时排开水的体积。
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寒假复习:01 浮力专题练习答案解析
一 、选择题
1.B
【解析】根据浮沉条件分析轮船受到浮力的变化, 根据阿基米德原理 F 浮=ρ 液 gV 排分析上浮还是下沉,
根据“排水量 ”的定义判断它是否改变。
轮船始终在水面漂浮,那么它受到的浮力始终等于自身重力。装上货物后, 轮船的自重增大,则它受 到的浮力增大了。根据阿基米德原理 F 浮=ρ 液 gV 排可知,轮船排开水的体积增大,即轮船下沉一些。“排 水量 ”是轮船满载时排开水的质量,是出厂时设定好的,因此不会改变,故 B 正确,而 A.C、D 错误。
故选 B。
2.B
【解析】(1)根据公式 F 浮=ρ 液 gV 排可知,当浮力相同时, 液体的密度和 V 排成反比;
(2)根据 m=ρV 可知, 当体积相同时,物质的密度越大, 它的质量越大;
(3)根据公式 p=ρ 液 gh 可知, 当深度相同时,液体的密度越大, 压强越大。
A.将橡皮泥粘在铅笔的下端,让它在水和盐水中漂浮;在哪种液体中露出的体积大, 浸入的体积小,
那么它的密度就大, 它就是盐水,故 A 不合题意;
B.细线和小石块组合起来无法比较水和盐水的密度大小, 故 B 符合题意;
C.用量筒量取相同体积的水和盐水, 分别放在天平左右两盘中,哪边下沉, 哪边的质量就大,它的密
度就大,它就是盐水,故 C 不合题意;
D.将压强计的探头放在水和盐水里相同的深度,U 形管两边高度差大的就是盐水, 故 D 不合题意。
故选 B。
3.B
【解析】(1)求出正方体的体积,然后可求其排开水的体积, 利用 F 浮=ρ 液 gV 排计算受到水的浮力;
(2)物体在水中和液体中均漂浮,可知在水中和液体中受到的浮力都等于其自身重力,已知正方体的
体积, 然后可求其排开液体的体积, 再利用 F 浮=ρ 液 gV 排计算液体的密度。
解:(1)正方体的体积 V=(10cm)3=1000cm3=1×103m3,
则排开水的体积V排水 = (1 )V = × 1 × 10 3m3 = 6 × 10 4m3,
受水的浮力 F 浮=ρ 液 gV 排=1×103kg/m3 ×10N/kg×6×10-4m3=6N;
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(2)正方体在水中漂浮,则重力 G=F 水=6N,
正方体在液体中也漂浮, 则受到液体的浮力 F 液=G=6N,
排开液体的体积:V排液 = V =
× 1 × 10 3m3 = 7.5 × 10 4m3
;
根据 F 浮=ρ 液 gV 排可得, 液体的密度p液 = gv (F)排 (液)液 = 10N/kg×7 (6)5 (N)×10 4m3 = 0.8 × 103 kg/m3;
故答案为: B。
4.
【解答】解:
AD、同一支密度计放在乙、丙两种液体中都漂浮, 则 F 浮乙 =F 浮丙 =G,即:密度计在乙、丙两种液体中
受到的浮力都等于密度计的重力 G,故 D 错误;
由图知密度计排开液体的体积 V 排甲<V 排乙 ,且 F 浮甲 =F 浮乙,
根据 F 浮 = ρ 液 V 排 g 可得 ρ 液 =,则 ρ 甲 > ρ 乙 ,故 A 正确;
B、由图可知两液体液面相平, ρ 甲 > ρ 乙 ,甲液体对容器底部的压强比乙液体对容器底部的压强大,
故 B 错误;
C、由 AD 可知,密度计浸入液体的深度越小, 说明液体的密度越大,即密度计越靠近上方的刻度,其
相应的密度数值越小,故 C 错误;
故选: A.
5.B
【解析】判定人和救生圈的状态(即浮沉)决定于重力和浮力的大小, 浮力可由阿基米德原理计算,
重力等于人和圈的重力之和。
60L=0.06m3,
假设救生圈浸没在水中, 则救生圈所受到的浮力为:
F 浮=ρgV 排=1.0×103kg/m3 ×10N/kg×0.06m3=600N;
G=G 人+G 圈=450N+50N=500N<F 浮;
并且人在水里也受到水的浮力, 也排开一部分水,
所以, 人和救生圈漂浮, 人和圈可以部分露出水面;
故答案为: B。
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6.A
【解析】根据浮沉条件分析判断。将木球放入水中,木球漂浮在水面上,铁球放入酒精中将下沉。
若 ρ 木<ρ 酒精<ρ 水<ρ 铁 ,实心木球和实心铁球的质量相等, 则重力相等。木球受到的浮力等于重力,
铁球受到的浮力小于重力,则 F1>F2 ,故 A 正确,B 错误;
若 ρ 酒精<ρ 木<ρ 水<ρ 铁时,情况与上面相同, 此时 F1>F2,故 C、D 错误。
故选 A.
7.D
【解析】(1)物质的质量和体积关系图能反映出质量随体积的变化关系。物质的质量和体积关系图线 能得出物质的密度关系;(2)密度公式 ρ=m/V 可求出物质的密度;(3)根据物体的密度与水密度的关 系可判断出物体的沉浮情况;(4)物体在液体中受到的浮力与排开液体的体积大小有关,与液体的密
度有关。
取 a 线上的一点,当体积 V=1.0cm3 时,m=2.0g,由公式 ρ=m/V=2.0g/1.0cm3=2g/cm3;取 b 线上的一点, 当体积 V=3.0cm3 时, m=2.0g,由公式 ρ=m/V=2.0g/3.0cm3 ≈0.67g/cm3。由物体的浮沉条件可知 a 物质 密度大于水的密度, 所以 a 制成的物体在水中下沉, b 物质密度小于水的密度, 所以 b 制成的物体在水 中漂浮。因为 a 下沉, b 漂浮所以 a 排开液体的体积大, a 受到的浮力也大,综上可知,乙漂浮, 甲受
的浮力大, D 选项正确。
故选 D
8.B
【解析】(1)根据公式 F 浮=ρ 水 gV 排可知,浮力的大小与液体密度和排开液体的体积有关;
(2)根据漂浮条件列出两种情况下受力分析等式, 然后再判断甲乙的重力大小;
(3)根据公式Ⅴ = 可知, 已知物体重力的大小关系还要知道二者的密度大小,才能比较二者体积的
关系;
(4)对甲进行受力分析, 判断浮力和重力的大小关系, 进而判断它浮沉状态,最后根据浮沉条件判断
甲的密度和水的密度大小关系。
A.根据图片可知, 物体 M 在两种情形下, 排开水的体积都等于自身的体积; 根据公式 F 浮=ρ 水 gV 排可
知,它受到的浮力相等, 故 A 错误;
B.甲悬挂在 M 的下面保持静止, 那么:
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F 浮=GM+G 甲;
即: ρ 水 g(VM+V 甲 )=GM+G 甲 ①;
乙叠放在 M 上面保持漂浮状态,
那么: F 浮'=GM+G 乙;
即: ρ 水 gVM=GM+G 乙 ②;
因此 GM+G 甲>GM+G 乙 ;
即甲的重力大于乙的重力,故 B 正确;
C.根据公式V = 可知,已知重力的大小而不知道密度的大小, 无法比较体积的大小, 故 C 错误;
D.甲处于静止状态, 那么它受到的浮力 F 浮=G 甲+F,
即 F 浮>G 甲;
ρ 水 gV>ρ 甲 gV;
因此 ρ 水>ρ 甲;
故 D 错误。
故选 B。
9.C
【解析】根据漂浮条件和阿基米德原理 F 浮=ρ 液 gV 排分析判断。
物体在液面漂浮,则它受到的浮力始终等于重力, 即浮力相等;
那么: F 浮=F 浮';
ρ 甲 gV 排甲=ρ 乙 gV 排乙;
ρ 甲 V 排甲=ρ 乙 V 排乙;
那么: p (p)乙 (甲) = Ⅴ (Ⅴ)甲 (乙)排 (排) = 1 (1)Ⅴ (Ⅴ) = 5:6.
故选 C。
10.D
【解析】(1)根据图象, 分析出物体的重力 G,完全浸没时的拉力 F,从而可根据 F 浮=G-F 求出完全浸
没时的浮力,即最大浮力,利用阿基米德原理求完全浸没时排开液体的体积,即物体的体积;
(2)利用物体的重力求出质量, 根据密度公式得出物体的密度;
(3)物体刚浸没时上表面受到水的压力为 0N,物体受到的浮力 F 浮=F 下-F 上 ,据此求物体下表面受到 第 9 页(共 13 页)
的液体压力;
(4)烧杯底部受到水的压力的增大值其实等于浸没时物体受到的浮力, 据此分析计算即可。
由图象知, 当物体未浸入水中时,弹簧测力计的示数为 9N,则物体重力 G=9N;
当物体完全浸没时, 拉力 F=5N,
则该物体受到的最大浮力:F 浮=G-F=9N-5N=4N;
物体的体积:V = V排 = P水g (F浮) = = 4 × 10 4m3 = 400cm3;
故 A 正确不合题意;
物体的质量:m = = = 0.9kg;
物体的密度:p = = = 2.25 × 103 kg/m3;
故 B 正确不合题意;
物体刚浸没时上表面受到水的压力为 0N,
物体受到的浮力 F 浮=F 下-F 上=4N,
物体下表面受到的液体压力: F 下=F 浮=4N,故 C 正确不合题意;
物体完全浸没后与最初时相比, 烧杯底部增大的压力其实就等于物体受到的浮力, 即压力增大了 4N,
故 D 错误符合题意。
故选 D。
二 、填空题
11.1.25;漂浮
【解析】浮力: 浸在液体(或气体)里的物体受到液体(或气体)向上托的力。
沉浮条件:
下沉: ρ 物>ρ 液 ,G 物>F 浮 ,m 物>m 排
悬浮: ρ 物=ρ 液 ,G 物=F 浮 ,m 物=m 排
上浮: ρ 物<ρ 液 ,G 物漂浮: ρ 物<ρ 液 ,G 物=F 浮 ,m 物=m 排
沉底: ρ 物>ρ 液 ,G 物=F 浮+F 支持力, F 浮根据阿基米德原理可知, 苹果受到的浮力等于其排开液体的重力, 则 F=ρ 水 gV 排
=1.0×103kg/m3 ×10N/kg×125×10-6m3=1.25N;整个苹果放在水中悬浮, 说明 F=G;现在分成两块后, 第 10 页(共 13 页)
小片放入水中沉底, 说明 F 小G 大,故大块会漂浮;
故答案为: 1.25;漂浮。
12.变小; 自身重力
【解析】根据阿基米德原理 F 浮=ρ 液 gV 排分析潜艇受到浮力的变化,根据浮沉条件分析潜艇自身重力的
变化。
(1)潜艇始终浸没在海水中,排开水的体积不变, 根据阿基米德原理 F 浮=ρ 液 gV 排可知,当海水密度
减小时,它受到的浮力会减小。
(2)由于浮力小于重力, 潜艇会迅速下沉。为了防止发生危险,必须迅速向潜艇内的水舱供气, 排出
部分海水, 使潜艇的自身重力减小。
13.600;增大胸腔的体积(或增大排开液体的体积)
【解析】(1)已知液体密度和排开水的体积根据公式 F 浮=ρ 液 gV 排计算物体受到的浮力;
(2)根据公式 F 浮=ρ 液 gV 排可知,当液体密度相同时,排开液体的体积越大, 它受到的浮力越大。
(1)邓超受到的浮力为:F 浮=ρ 液 gV 排=103kg/m3 ×10N/kg×60×10-3m3=600N;
(2) 有经验的人长时间在水中,只要头部露出水面深吸一口气就可以漂浮于水面上,这是通过增大
胸腔的体积(或增大排开液体的体积)来增大人受到的浮力。
14.增加; 偏大
【解析】(1)物体的重心位置越低越稳定;如果吸管中没有铁丝, 那么吸管会横躺在水面上,此时重 心最低;如果在吸管中加入铁丝,那么整个吸管的重心下移到铁丝附近。且铁丝的质量越大,重心就
越靠下。
(2)根据阿基米德原理 F 浮力=ρ 液体 gV 排可知,当浮力相同时,液体的密度与 V 排成反比, 即 V 排越小,
液体的密度越大,据此分析判断。
(1)为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中, 应增加吸管中铁丝质量, 使吸管的重心向下移动;
(2)改进后, 用它测量可乐密度时,吸管上附着许多小气泡,根据 V 排=V 吸管+V 气泡可知,会使吸管排
开液体的体积变小。根据 F 浮力=ρ 液体 gV 排可知,所测液体的密度会偏大。
15.漂浮
【解析】从图象中可以看出,当水深达到 8cm 后, 水深再继续增加,而物体所受的浮力不再变化,说
明物体已经处于漂浮状态.其排水的体积也不再改变,据此还可以求出物体的密度.本题解答的关键
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是通过读取图象,获取有价值的信息,再利用浮沉条件来判断物体的浮沉状态以及计算密度的大小,
有一定的难度.
解:读图象乙可知, 当水深达到 8cm 后, 水深再继续增加,而物体所受的浮力不再变化,说明物体已
经处于漂浮状态.因为如果“悬浮 ”或“沉在底部 ”它所受的浮力会继续增大.因此, 只能是漂浮.
故答案为: 漂浮.
三 、实验题
16.(1)向烧杯中再加入水(或从烧杯中倒出适量的水);2.5
(2)较少的水能产生较大的浮力
【解析】 (1)既然要研究浮力和水的多少的关系,那么水的多少就是需要改变的因素;
(2)当物体漂浮在液面上时,它受到的浮力等于重力;
(3)比较加入水的重力和产生浮力的数量关系,然后得出结论。
(1)探究木块漂浮时受到的浮力和水的多少的关系,浮力就是因变量, 水的多少就是自变量;只要改 变自变量, 然后观察因变量的大小变化即可, 也就是改变烧杯中水的多少, 即增加水或减少水。当木
块漂浮时, 它受到的浮力F浮 = G = 2.5N;
(2)通过比较发现,10N 的水可以产生的浮力远远大于 10N,因此实验的结论是: 较少的水产生较大
的浮力。
故答案为:(1)向烧杯中再加入水(或从烧杯中倒出适量的水),2.5;(2)较少的水产生较大的浮力
四 、解答题
17.(1)物块受到的浮力: F 浮=G 排=m 排 g=0.4kg×10N/kg=4N;
(2)弹簧测力计的示数为:F 拉=G-F 浮=10N-4N=6N;
(3)物块的体积为:V = V排 = P水g (F浮) = = 4 × 10 4m3;
物块的密度为: p = = = 2.5 × 103 kg/m3。
【解析】(1)已知溢出水的质量根据公式 F 浮=G 排=m 排 g 计算即可;
(2)已知物块的重力和它受到的浮力根据公式 F 拉=G-F 浮计算测力计的示数;
(3)首先根据V = V排 = P水g (F浮)计算物块的体积, 然后根据公式p = 计算物块的密度。
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18.解: ①木块体积 V=200cm3=2×10-4m3,
所以木块完全浸没在水中时, V 排=V=2×10-4m3,
则受到的浮力为 F 浮=ρ 水 gV 排=1.0×103kg/m3 ×10N/kg×2×10-4m3=2N.
②木块在绳子拉力的作用下静止在水中, 受到竖直向下的重力和拉力、竖直向上的浮力作用;
所以 G 木+F=F 浮 ,则 G 木=F 浮-F=2N-0.8N=1.2N.
③剪断绳子,因为 F 浮>G 木,
所以木块上浮, 静止时会漂浮在水面上, 所以 F 浮 ′=G 木 ,即: ρ 水 V 排 ′g=G 木
所以排开水的体积v排 ′ = P水g (G水) = = 1.2 × 10 4m3 .
答: ①木块此时受到浮力为 2N. ②木块的重力为 1.2N. ③剪断绳子,木块静止时排开水的体积为
1.2×10-4m3 .
【解析】①木块受到的浮力根据阿基米德原理直接计算得出; ②分析木块的受力情况, 根据受力平衡 时合力为零即可求出木块的重力;③木块漂浮时所受的浮力等于它自身的重力,因此, 求出重力即可 得到浮力的大小,然后根据阿基米德原理求排开水的体积.本题考查物体的浮沉条件和阿基米德原理
的应用,注意木块在水中的浮力要利用浮力的公式来计算,木块漂浮时的浮力要利用漂浮的条件来求.
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