中考专题复习十二浮力与升力含答案和解析.docx
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中考专题复习十二浮力与升力含答案和解析
中考物理专题复习专题十二浮力(含答案和解析)
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1、考纲要求:
考点1、知道浮力,经历探究浮力大小的过程。
考点2、知道浮力与哪些因素有关;知道阿基米德原理。
考点3、会用各种方法计算浮力。
考点4、知道物体的沉浮条件及其应用。
考点5、会用各种方法计算浮力。
二、考情分析:
中考对考查阿基米德原理,浮力大小的简单计算,常见题型有选择题、填空题、实验题、计算题,综合能力题,中考中所占分值较大。
近年来广东试题主要是浮力大小的简单计算,物体的沉浮条件及其应用。
常见题型有选择题、填空题、实验题、计算题,综合能力题,中考中所占分值较大。
题型一、浮力
例1:
以下情景中没有受到浮力的物体是( )
A遨游的“天宫一号”B上升的热气球C航行的“辽宁号”D下潜的“蛟龙”号
【难度:
0.80】
答案:
A
考点:
浮力概念
解析:
浮力的定义:
浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)竖直向上托起的力叫浮力,太空中没有空气,“天宫一号”不受到浮力,故选A。
例2:
一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上,如图1所示.图上画出了几个力的方向,你认为鸡蛋所受浮力的方向应是( )
A.F1B.F2C.F3D.F4
【难度:
0.80】
答案:
C
考点:
浮力方向
解析:
浮力方向竖直向上,故选C。
题型二、浮力产生的原因
例1、有一个圆柱形桥墩浸入河水中的体积为400m3,则河水对桥墩的浮力是_N.
【难度:
0.80】
答案:
0
考点:
浮力产生的原因
解析:
圆柱形桥墩因为与河底完全结合,所以它的下表面没有受到水向上的压力。
而浮力产生原因是上下表面有压力差,因此桥墩下表面没有受到向上压力,它受到浮力为0。
例2、小明利用一只可乐瓶与一个兵乓球做“研究浮力产生的原因”的实验。
如图1所示,剪去可乐瓶的底部(瓶颈的截面直径略小于兵乓球的直径)。
把兵乓球放在瓶内,从上面倒入水,发现兵乓球没有上浮。
此时兵乓球受到的力是()
A.重力、浮力B.重力、浮力和支持力
C.重力、压力和支持力D.只有重力
【难度:
0.60】
答案:
C
考点:
浮力产生的原因;受力分析
解析:
水从乒乓球与瓶颈之间的缝隙流出,即乒乓球下部没有水,它的底部不受水的向上的压力,也就没有压力差,所以乒乓球不受浮力。
因此,乒乓球受到水的压力和瓶子的支持力和自身的重力。
题型三、影响浮力大小的因素
例1、关于物体受到的浮力,下列说法正确的是( )
A.物体的密度越大受到的浮力越小
B.物体没入水中越深受到的浮力越大
C.漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力大
D.物体排开水的体积越大受到的浮力越大
【难度:
0.80】
答案:
选D
考点:
浮力大小计算;阿基米德原理
解析:
A:
由阿米德原理公式F浮=ρ液gV排可知,浮力与物体的密度无关,故A错
B:
当物体完全漫入液体中时,V排不变,由阿基米德原理公式:
F浮=ρ液gV排可知,浮力不变,故B
C:
漂在水面的物体如果排开液体的体积比沉在水底的物体排开液体的体积小,那么漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力小,故C错
D:
由阿基米德原理公式:
F浮=ρ液gV排可知,物体排开水的体积越大受到的浮力越大,故D正确
题型四、浮力的大小跟哪些因素有关
例1、
(1)图1是验证阿基米德原理的一个实验过程图,通过图中 两个步骤测出了浮力(选填代号即可).
(2)小明同学利用上面实验中的器材和木块,进一步探究了漂浮在水面上的物体所受浮力的大小是
否遵循阿基米德原理.但实验过程中有一个步骤与上图不同,这个步骤是 (选填代号即可).
(3)在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时,班级的“物理小博土”为同学们做了如图2所示的一系列实验.实验中物体在盐水中受到的浮力为______。
请你从中选出一些图,针对某一个因素进行探究,并通过分析弹簧测力计的示数,说明你的探究结果:
探究的因素是:
选用的图是:
.(填图中的序号).
探究的结果是:
【难度:
0.60】
答案:
B和C;C;1.2N;浮力的大小与物体排开液体体积的关系;①②③或①②④;在同种液体中,物体排开的液体体积越大,受到的浮力越大/①③④;完全浸没在液体中的物体受到的浮力与深度无关/①③⑤;同一深度,液体密度越大,物体受到浮力越大。
考点:
探究浮力大小与什么因素有关实验
解析:
(1)物体受到的浮力等于物体的重力减去物体浸入液体时弹簧测力计的示数,故通过B和C两个步骤可以完成。
(2)物体漂浮在水面上时受到的浮力等于物体的重力,此时不需要用弹簧测力计提着木块。
(3)结合题意,首先要做出猜想,再根据猜想有针对性地选择可用于探究的实验步骤。
在整个过程中,要探究浮力大小与多个变量的关系,因此,要正确运用控制变量法。
题型五、物体的浮沉条件
例1:
如图1所示,将苹果放在水中,静止后会漂浮在水面上.若将苹果露出水面的部分切掉,余下部分重新放入水中,则余下苹果将( )
A.漂浮B.悬浮C.下沉D.无法确定
【难度:
0.60】
答案:
C
考点:
浮沉条件
解析:
苹果处于漂浮状态,依据浮沉条件可知ρ果<ρ水,苹果的密度均匀,若将苹果露出水面的部
分切掉,余下部分的密度仍然小于水的密度,所以仍处于漂浮状态。
故选C。
例2:
用手将一重6N体积为800cm3的物体全部压入水中,此时物体受到的浮力为 N;放手后物体将 (选填“上浮”、“下沉”、“悬浮”),此运动过程中物体下表面受到水的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”);待物体静止时,它排开水的体积是m3.
【难度:
0.60】
答案:
8;上浮;变小;6X10-4
考点:
压强;液体压强;浮力
解析:
物体全部浸没水中,V排=V=800cm3=800×10-6m3,
物体受浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×800×10-6m3=8N;
因F浮>G,故放手后物体将上浮;
小球在上浮过程中,深度变小,由p=ρgh可知物体下表面受到水的压强变小.
待物体静止时,物体处于漂浮状态,则F浮′=G=6N;
由F浮=ρ液gV排可得:
V排=F浮′/ρ水g=6N/1.0×103kg/m3×10N/kg=6×10-4m3.
题型六:
比较浮力的大小
例1、一个铜球浸没在水中受到的浮力为F1,浸没在煤油中受到的浮力为F2,比较铜球两次受到的浮力,则( )
A.F1>F2B.F1<F2C.F1=F2D.条件不足,无法确定
【难度:
0.80】
答案:
选C
考点:
浮力大小计算
解析:
水的密度大于煤油的密度,铜球的体积不变,根据阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排可知,铜球在水中受到浮力大于在煤油中受到浮力。
例2、如右图1所示,体积相等,形状不同的铅球、铁板和铝块浸没在水中不同深度处,则()
A.铁板受到的浮力大B.铝块受到的浮力大
C.铅球受到的浮力大D.它们受到的浮力一样大
【难度:
0.80】
答案:
选D
考点:
浮力综合题分析;阿基米德原理;密度
解析:
根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排
由题知,体积相等的铅球、铁板和铝块都完全浸入水中,物体浸没水中时,铅球、铁板和铝块排开水的体积相同,又F浮=ρ液gV排,铅球、铁板和铝块受浮力一样大。
故选:
D
例3、两手分别拿着一个小木块和一个大石块浸没在水中,同时松手。
小木块上浮,大石块下沉。
比较松手时两者所受浮力( )
A.木块受的浮力大B.石块受的浮力大C.两者受的浮力一样大D.条件不足,无法比较
【难度:
0.60】
答案:
B
考点:
阿基米德原理;浮力的计算
解析:
由于小木块的体积小于大石块的体积,所以浸没在水中时,大石块排开液体的体积大于小木块排开液体的体积,根据阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排可知,大石块所受的浮力大于小木块所受的浮力,虽然小木块上浮,大石块下沉。
但松手时小木块和大石块仍然浸没在水中时,所以大石块所受的浮力仍然大于小木块所受的浮力,A、C、D不符合题意,只有B符合题意。
故选:
B。
例4、质量相同的甲、乙、丙、丁4个小球,分别静止在水中的不同深度处,如图1所示,则这4个小球在水中所受浮力最小的是( )
A.甲B.乙C.丙D.丁
【难度:
0.60】
答案:
D
考点:
浮沉条件
解析:
由图知,甲、乙球为漂浮,丙球为悬浮,丁球沉入容器底部,
∵漂浮和悬浮时,F浮=G=mg,4个小球的质量相同
∴甲、乙、丙球受到的浮力:
F浮甲=F浮乙=F浮丙=G,
丁球沉入容器底部时,F浮丁<G,
∴F浮甲=F浮乙=F浮丙>F浮丁,
则丁球的浮力最小.
故选D.
例5、如图2所示,A、B、C三个体积相同的实心球,放入某液体中静止,则它们所受的浮力大小关系是__________它们的密度大小关系是____________________.
【难度:
0.60】
答案:
FA<FB<FC,ρA<ρB<ρC.
考点:
浮沉条件;密度公式应用;浮力计算;浮力综合题分析
解析:
(1)如图,三个球排开液体的体积:
VA<VB<VC,
∵F浮=ρ液V排g,
∴三个球受到的浮力:
FA<FB<FC;
(2)图中,A、B球均为漂浮,C为悬浮,
∵F浮=G球,
∴GA<GB<GC;
∵G=mg=ρvg,球的体积v相同,
∴ρA<ρB<ρC.
故答案为:
FA<FB<FC,ρA<ρB<ρC.
点拨:
比较浮力的大小
(1)若几个物体的体积相等,浸在同种液体中时,常用阿基米德原理比较浮力的大小
(2)若几个物体的质量相等(或同一物体)时,常用根据浮沉条件比较浮力大小。
例6、【初升高衔接拓展】如图1所示,将系于绳端质量相等的铁桶和实心铁球同时浸没在水中,静止在如图所示位置,绳子对它们的拉力F1和F2的大小关系是( )
A.F1>F2B.F1=F2C.F1<F2D.无法确定
【难度:
0.40】
答案:
B
考点:
浮力大小的计算;密度公式的应用;力的合成与分解
解析:
∵ρ=m/v,m铁=m桶,铁的密度相同,∴铁桶和实心铁球的体积:
V铁=V桶
∵都浸没于水中,∴V=V排,铁桶和实心铁球排开水的体积V排相等,
∵F浮=ρ水V排g,∴铁桶和实心铁球受到水的浮力相等;∵F拉+F浮=G,∴F拉=G-F浮,
∴绳子对它们的拉力F1和F2相等。
故选:
B。
例7、【初升高衔接拓展】如图1所示,在甲、乙、丙三个相同的容器中盛有质量相等的不同种类的液体,将三个相同的铁球分别下沉到各容器底部,当铁球静止时,试比较三容器底部所受铁球的浮力()
A.甲最小B.乙最小C.丙最小D.大小一样
【难度:
0.40】
答案:
A
考点:
浮力大小的计算;密度公式的应用;阿基米德原理应用;
解析:
(1)由图可知:
v甲>v丙>v乙,
∵m甲=m丙=m乙,ρ=m/v,∴三中液体的密度:
ρ甲<ρ丙<ρ乙;
(2)∵三个铁球的体积相同,
∴全浸入时,排开液体的体积相同,
∴三个铁球受到的浮力:
F甲<F丙<F乙;故选A。
变式拓展、例8【初升高衔接拓展】如图1所示,在甲、乙、丙三个相同的容器中盛有质量相等的不同种类的液体,将三个相同的铁球分别下沉到各容器底部,当铁球静止时,试比较三容器底部所受铁球的压力( )
A.甲最小B.乙最小C.丙最小D.大小一样
【难度:
0.40】
答案:
B
考点:
浮力大小的计算;密度公式的应用;受力分析;阿基米德原理应用;
解析:
(1)由图可知:
v甲>v丙>v乙,
∵m甲=m丙=m乙,ρ=m/v,∴三中液体的密度:
ρ甲<ρ丙<ρ乙;
(2)∵三个铁球的体积相同,
∴全浸入时,排开液体的体积相同,
∴三个铁球受到的浮力:
F甲<F丙<F乙;
(3)∵铁球沉入容器底部静止时,G=F浮+F支,∴F支=G-F浮,
∴三个铁球受到的支持力:
F支甲>F支丙>F支乙,即乙容器中的铁球受到的支持力最小;
(4)∵力的作用是相互的,
∴乙容器中的铁球对容器底的压力最小。
故选:
B。
例9、【初升高衔接拓展】如图13所示铜、铁、铝三个实心球(ρ铜>ρ铁>ρ铝),用细线拴住,全部浸没在水中时,三根细线上的拉力相等,则关于这三个金属球的体积、质量之间的关系。
下列判断正确的是( )
A.V铜>V铁>V铝,m铜>m铁>m铝
B.V铜>V铁>V铝,m铜<m铁<m铝
C.V铜<V铁<V铝,m铜>m铁>m铝
D.V铜<V铁<V铝,m铜<m铁<m铝
【难度:
0.40】
答案:
B
考点:
浮力大小的计算;密度公式的应用;受力分析;阿基米德原理应用;
解析:
∵球浸没在水中,
∴F拉+F浮=G,
F拉=G-F浮=ρ球vg-ρ水vg=(ρ球-ρ水)vg,
∵ρ铜>ρ铁>ρ铝,拉力F拉相同,
∴v铜<v铁<v铝;
三球受到的浮力:
F铜<F铁<F铝,
∵G=mg=F拉+F浮,F拉相等,
∴三球质量:
m铜<m铁<m铝.
故选D.
题型七、浮力的应用
例1、一艘轮船满载时,船和货物总重是9.8×107N,它在海水中受到的浮力是 N。
它的排水量为,这艘轮船从海里驶入河里,受到的浮力,重力,排开水的体积,轮船要些。
【难度:
0.60】
答案:
9.8×104;1×104kg;不变;不变;变小;浮起
考点:
物体的浮沉条件及其应用;重力计算;阿基米德原理
解析:
(1)轮船处于漂浮状态,浮力等于其重力,所以船在海洋航行所受浮力:
F浮=G=G排=9.8×107N;
∵G=mg∴轮船的排水量:
m排=G排/g=9.8×107N/9.8N/kg=1×107kg=10000t;
(2)同一艘轮船从河里驶进海洋,轮船都处于漂浮状态,浮力不变,液体密度变大,根据F浮=ρ液gV排可知,排开水的体积会变小,所以轮船会浮起一些.
例2、同一支密度计先后放在甲、乙两杯液体中,静止时所处位置如图1
所示,以下说法正确的是( )
A.甲液体的密度较小B.乙液体的密度较小
C.密度计在甲液体中受到的浮力小D.密度计在乙液体中受到的浮力小
【难度:
0.60】
答案:
A
考点:
物体的浮沉条件及其原理
解析:
密度计原理是漂浮,F浮=G,浮力相等,由F浮=ρ液gV排得,ρ液=F浮/gV排,在乙中排开液体的体积小,所以乙液体的密度大于甲液体的密度,所以BCD错误;A正确;
故选A;
点拨:
(1)、同一物体漂浮在不同液体里,所受浮力相同;
(2)、同一物体漂浮在不同液体里,在密度大的液体里浸入的体积小;
题型八、浮力的计算
例1、辽宁号航空母舰满载时排水量达67500t,它满载时所受的浮力为N,总重力为N,当舰载机起飞后,航空母舰所受浮力将(选填“不变”、“变小”或“变大”).(g取10N/kg)
【难度:
0.60】
答案:
6.75×108N,6.75×108N,浮力变小
考点:
物体的浮沉条件及其原理
解析:
(1)该舰满载时所受浮力:
F浮=G排=m排g=67500×103kg×10N/kg=6.75×108N;
(2)∵航母漂浮,∴F浮=G,当舰载飞机起飞后,但自重G减小,则航母所受浮力变小。
点拨、计算浮力方法:
1、称量法:
F浮=G-F(用弹簧测力计测浮力)。
2、漂浮、悬浮时,F浮=G(二力平衡求浮力)。
3、F浮=G排或F浮=ρ液V排g(阿基米德原理求浮力,知道物体排开液体的质量或体积时常用)。
4、根据浮沉条件比较浮力(知道物体质量时常用)。
例2、烧杯内盛有某种液体,把一体积为100cm3的铝块用细线系在弹簧测力计下浸没在液体,静止时弹簧测力计的示数为1.5N,已知铝的密度为2.7×103kg/m3。
则铝块在液体中受到的浮力等于N,液体的密度为kg/m3。
【难度:
0.80】
答案:
1.2N;1.2X103kg/m3
考点:
浮力大小计算
解析:
已知物体的体积和密度,利用公式求出物体重,物体所受的浮力等于物体重减去弹簧测力计的示数。
因为物体浸没液体中,排开液体的体积等于物体的体积,利用公式F浮=ρgV排求出液体的密度。
物体重:
G=mg=ρVg=2.7×103kg/m3×1×10-4m3×10N/kg=2.7N,
物体所受浮力:
F浮=G-F示=2.7N-1.5N=1.2N,
∵物体浸没在液体中,
∴V排=V=1×10-4m3,
∵F浮=ρ液V排g
液体密度:
题型九、探究物体的浮沉条件
例1、小明和小华利用如下器材探究物体的浮沉条件:
(1)探究石块下沉的条件
①测量石块的重力
用弹簧测力计测出石块的重力
②测量石块受到的浮力
方法一:
小明利用量筒测出石块浸没水中排开水的体积,他
可用公式 求得浮力;
方法二:
小华采用另一方法也测出了石块受到的浮力,其方法是 ;
③通过比较石块的重力和石块受到的浮力,可知物体下沉的条件。
(2)探究蜡块上浮的条件
①测量蜡块的重力
小明的方案:
用弹簧测力计测出蜡块的重力。
小华的方案:
用天平测出蜡块的质量,求出重力。
你支持_______的方案,理由是 。
②测量蜡块受到的浮力
小明在量筒中放入适量的水,把蜡块放入水中,待静止时测出蜡块排开水的体积,求得浮力。
你认为上述操作中存在的问题是 ,正确的方法是
【难度:
0.60】
答案:
(1)F浮=p液gV排;用弹簧测力计:
F浮=G-F;
(2)小华,蜡块重比弹簧测力计的分度值小,测不出来。
蜡块漂浮在水面上,用细针把蜡块压入水中。
考点:
探究浮力大小的实验
解析:
(1)①小明利用量筒测出石块浸没水中排开水的体积,他可用公式F浮=ρ水gV得到浮力;
②利用称重法测量石块受到的浮力:
将石块浸没在水中时读出弹簧测力计的示数F示,F浮=G-F示计算石块受到的浮力大小.
(2)①蜡块的重力:
G=mg=9×10-3kg×10/N/kg=0.09N<0.2N,
即:
蜡块的重力小于弹簧测力计的分度值,无法直接精确测量,
所以,支持小华的方案;
②把蜡块放在水中浮在水面时,测出蜡块排开水的体积,这样用阿基米德原理求出的浮力不是蜡块浸没在水中受到的浮力.应该利用“助沉法”使蜡块浸没在水中,测出蜡块排开水的体积.
课堂精练:
补充练习:
1.如图1,鱼缸中小金鱼吐出的气泡,在水中上升的过程体积逐渐变大,则气泡所受压强和浮力的变化情况是( )
A.压强变小,浮力变小B.压强变小,浮力变大
C.压强变大,浮力不变D.压强不变,浮力不变
图1
2.小张看到鸡蛋浮在盐水面上,如图2所示,他沿杯壁缓慢加入清水使鸡蛋下沉.在此过程中,鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图象可能是下图中的( )
A.
B.
C.
D.
图2
3.某潜水艇在海面下隐蔽跟踪某个目标,有时要上浮或下潜,但都未露出水面.若该潜水艇下潜时所受的重力为G1,浮力为F1;上浮时所受的重力为G2,浮力为F2,下列对力之间大小关系的判断,正确的是( )
A.F1=F2,G1>G2B.F1=F2,G1=G2C.F1<F2,G1=G2D.F1>G1,F2<G2
4.一个小球漂浮在水面上,有一半露出水面,当向水中加盐后,则小球所受到的浮力将( )
A.不变B.变大C.变小D.无法判断
5.如图3所示,将一重力为18N,体积为2×10-3m3的蜡块用细线系在弹簧测力计的挂钩上,将它浸没在酒精中,则蜡块受到的浮力是________N,此时测力计的示数是__________N(g=10N/kg,ρ酒精=0.8×103kg/m3)
图3
6、如图4为探究“浮力的大小等于什么”的实验。
图4
图4
以上探究中,不重复操作的合理顺序是(只填字母)。
若图中F1 、F2、F3 、F4 四个力之间的关系式成立,则可得出结论F 浮=G排。
7.小强用测力计等器材测量一块石灰石的密度,请将下面实验步骤中的数据补充完整。
(g=10N/kg) 如图5甲所示,用测力计测出该石灰石在空气中的重力G=2.5N;求:
(1)将该石灰石浸没在水中静止时,如图4乙所示,测力计的示数为多少N?
(2)根据阿基米德原理可算出该石灰石的体积为多少m3?
(3)根据密度公式算出该石灰石的密度为多少kg/m3?
图5
8.如图27所示,金属块所受的浮力为N,金属块的质量是kg,金属块的体积是m3。
(g取10N/kg)
9.(2011年广东省)如图28所示,密度为ρ的液体中有体积均为V的A、B、C三个实心物体,A正在向上运动,B静止,C正在向下运动。
此刻它们受到的浮力分别为FA、FB、FC,三者的大小关系是;请写出B物体所受的浮力表达式FB=,B物体的密度为。
10.如图29是某装置利用浮力进行自动控制的原理图。
AOB为一杠杆(质量忽略不计),OA∶OB=1∶2。
A端用细线挂一空心铝球,质量为2.7kg。
当铝球一半的体积浸在水中,在B端施加3.5N的竖直向下的拉力F时,杠杆恰好在水平位置平衡。
则铝球实心部分的体积为m3,铝球受到的浮力为N,铝球空心部分体积为m3。
(ρ铝=2.7×103kg/m3,g取10N/kg)
11.建设中的港珠澳大桥由桥梁和海底隧道组成,隧道由一节一节用钢筋混凝土做成的空心沉管连接而成,如图23所示,
建造隧道时,先将沉管两端密封,如同一个巨大的长方体空心箱子,然后让其漂浮在海面上,再用船将密封沉管拖到预定海面上,向其内部灌水使之沉入海底。
设某一节密封长方形沉管的长、宽、高分别是180m,35m,10m,总质量为6×10^7kg(海水密度取1.0×10^3kg/m3,g取10N/kg)
漂浮在海面上的密封沉管,在灌水前受到的浮力F浮=_________N
在对密封沉管灌水使其下沉过程中,其下表面受到海水的压强大小将__________,当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时,注入的海水至少为______kg,此时其下表面受到海水的压力等于___________N
当密封沉管灌水下沉到海底后,将其下半部分埋入海底的泥沙中,再将灌入其中的海水全部抽出,此时空心密封沉管不会再上浮,请用浮力的知识来解释其原因。
答:
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课堂精练答案:
1、B2、C3、B4、A5、16N;2N6、DBCAF2-F3=F1-F4
7、
(1)图乙中弹簧测力计的分度值为0.1N,弹簧测力计的拉力F拉=1.5N;
(2)石灰石受的浮力:
F浮=G-F拉=2.5N-1.5N=1N,
∵F浮=ρ水gV排
∴石灰石的体积:
V=V排=F浮/ρ水g=1×10-4m3;
(3)∵G=mg
∴石灰石的质量:
m=G/g=2.5N/10N/kg=0.25kg,
石灰石的密度:
ρ=m/V=0.25kg/1×10−4m3=2.5×103kg/m3
8、0.2N;0.22kg;2X10-5m3
9、FA=FB=FC;ρgV;ρ
10、1×
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