《2025年练就优等生课后提分攻略八年级物理全一册人教版》

01 【全品原创】如图 8-80-1 所示，用吊机将均匀实心的正方体岩石从水面下的$A$处沿竖直方向匀速吊出水面，在整个过程中，钢缆拉力与吊起高度的关系如图乙所示，则：($\rho_{水}=1 × 10^{3} kg/m^3$,$g$取$10 N/kg$)
(1)岩石的重力为$2 × 10^{5} N$。
(2)岩石受到的最大浮力为$8 × 10^{4} N$。
(3)岩石的密度为$2.5 × 10^{3}$$ kg/m^3$。
(4)岩石在$A$处时下表面受到水的压强为$6 × 10^{4}$$ Pa$。
(5)岩石浸没时受到钢缆的拉力为$1.2 × 10^{5}$$ N$。

答案：
(1)$2 × 10^{5} N$
(2)$8 × 10^{4} N$
(3)$2.5 × 10^{3}$
(4)$6 × 10^{4}$
(5)$1.2 × 10^{5}$
[解析]
(1)由图乙可知，物体完全离开水后钢缆的拉力为$2 × 10^{5} N$，说明物体的重力$G = 2 × 10^{5} N$。
(2)由图乙可知，岩石的边长为$2 m$，可得体积$V_{石}=8 m^3$，当岩石浸没在水中时，$V_{排}=V_{石}=8 m^3$，则根据阿基米德原理可知，此时受到的浮力最大，为$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}=1 × 10^{3} kg/m^3 × 10 N/kg × 8 m^3 = 8 × 10^{4} N$。
(3)岩石的密度$\rho = \frac{G}{V_{石}g} = \frac{2 × 10^{5} N}{8 m^3 × 10 N/kg} = 2.5 × 10^{3} kg/m^3$。
(4)通过图乙可以看出，岩石从$A$处到完全离开水面移动的距离为$6 m$，即在$A$处时下表面的深度$h = 6 m$，则$p = \rho_{水}gh = 1 × 10^{3} kg/m^3 × 10 N/kg × 6 m = 6 × 10^{4} Pa$。
(5)岩石浸没时，钢缆的拉力$F_{拉}=G - F_{浮}=2 × 10^{5} N - 8 × 10^{4} N = 1.2 × 10^{5} N$。

02 如图 8-80-2 所示，重为$5 N$的物体$A$在水中受绳子拉力的作用处于静止状态，此时绳子的拉力为$3 N$，则：
(1)物体在水中静止时受到的浮力为$8 N$。
(2)剪断绳子后物体$A$所受浮力的变化情况是先不变后变小再不变。
(3)剪断绳子后容器底部所受液体压强的变化情况是先不变后变小再不变。

答案：
(1)$8 N$
(2)先不变后变小再不变
(3)先不变后变小再不变
[解析]
(1)物体在水中受到的浮力$F_{浮}=G + F_{拉}=5 N + 3 N=8 N$。
(2)剪断绳子后，物体上浮，在没有露出液面前浮力不变，当露出液面后，浮力逐渐减小，当浮力等于重力时物体漂浮，浮力此后不变，所以浮力先不变后变小再不变。
(3)因为浮力先不变后变小再不变，所以$V_{排}$先不变后变小再不变，因此水面的高度也是先不变后变小再不变，根据$p = \rho gh$可知，容器底部所受液体的压强是先不变后变小再不变。

03 如图 8-80-3 所示，薄壁柱状容器底面积为$200 cm^2$，细绳一端固定在容器底部，另一端与重为$7 N$、边长为$10 cm$的不吸水正方体木块相连，容器内水面刚好与木块上表面相平，拉直的细绳长为$20 cm$,$g$取$10 N/kg$。
(1)放水前，木块受到水向上的压力为$10 N$。
(2)放水前，细绳的拉力为$3 N$。
(3)放出部分水，木块恰好漂浮，此时木块浸入水中的深度为$7 cm$。
(4)木块恰好漂浮时，放出水的质量为$300 g$。

答案：
(1)$10 N$
(2)$3 N$
(3)$7 cm$
(4)$300 g$
[解析]
(1)由浮力的产生原因可知，此时木块受到的水向上的压力$F_{向上}=F_{浮}=\rho_{水}gV = 1.0 × 10^{3} kg/m^3 × 10 N/kg × (0.1 m)^3 = 10 N$。
(2)放水前，细绳的拉力$F_{拉}=F_{浮}-G = 10 N - 7 N = 3 N$。
(3)木块漂浮时受到的浮力$F_{浮}' = G = 7 N$，根据阿基米德原理，$V_{排}=\frac{F_{浮}'}{\rho_{水}g}=\frac{7 N}{1 × 10^{3} kg/m^3 × 10 N/kg} = 7 × 10^{-4} m^3$。由题意可知，木块底面积$S_{物}=(10 cm)^2 = 100 cm^2 = 0.01 m^2$，则木块浸入水中的深度$h = \frac{V_{排}}{S_{物}}=\frac{7 × 10^{-4} m^3}{0.01 m^2} = 0.07 m = 7 cm$。
(4)放出水的体积$V_{放}=(S_{容器}-S_{物}) × (h_{边}-h) = (200 cm^2 - 100 cm^2) × (10 cm - 7 cm) = 300 cm^3$，放出液体的质量$m = \rho_{液}V_{放}=1 g/cm^3 × 300 cm^3 = 300 g$。