Контрольная работа « Давление тел. Выталкивающая сила » для 7 класса Вариант №1 1. Как изменится плотность и давление воздуха в закрытом сосуде, если воздух сжать поршнем? 2. Какое давление действует на прессуемое тело, если поршень имеет площадь 40 м² и давит с силой 1600 Н? 3. Почему лед не тонет в воде, а в бензине и керосине тонет? 4. Изобразите схематично положение соснового кубика в сосуде с водой и укажите силы, действующие на него. 5. Стеклянная пластинка попеременно опускается в разные жидкости: мед, серную кислоту и мазут. Плотность меда 1400 кг/м³, мазута 890 кг/м³. В какой из жидкостей на нее будет действовать наибольшая выталкивающая сила и где в этой жидкости будет находиться пластинка? (на поверхности, на дне, в середине) 6. К чашкам весов подвешены два тела одинаковой массы из железа и фарфора. Нарушится ли равновесие весов, если оба тела погрузить в воду? Если нарушится, то как? 7. Гранитный булыжник, прикрепленный к пружине динамометра, погружен в воду. Объем булыжника 0,004 м³. Какую силу показывает динамометр? Плотность гранита -2600 кг/м³

Ответ: 1) Плотность и давление воздуха увеличатся; 2) 40 Па; 3) Плотность льда меньше плотности воды, но больше плотности бензина и керосина; 4) См. решение; 5) В меде, в середине; 6) Да, равновесие нарушится; 7) 62,72 Н

Решение:

1. Вопрос 1: Как изменится плотность и давление воздуха в закрытом сосуде, если воздух сжать поршнем?

   • Логика такая: при сжатии воздуха поршнем, его объем уменьшается, а масса остаётся прежней. Плотность увеличивается, так как плотность - это масса, делённая на объем.
   • Давление также увеличится, так как молекулы воздуха будут чаще сталкиваться со стенками сосуда из-за уменьшения объема.

   Ответ: Плотность и давление воздуха увеличатся.

2. Вопрос 2: Какое давление действует на прессуемое тело, если поршень имеет площадь 40 м² и давит с силой 1600 Н?

   • Давление определяется как сила, делённая на площадь: \[ P = \frac{F}{A} \]
   • где F - сила (1600 Н), A - площадь (40 м²).
   • Подставляем значения: \[ P = \frac{1600 \text{ Н}}{40 \text{ м}^2} = 40 \text{ Па} \]

   Ответ: 40 Па

3. Вопрос 3: Почему лед не тонет в воде, а в бензине и керосине тонет?

   • Лед не тонет в воде, потому что плотность льда (около 920 кг/м³) меньше плотности воды (1000 кг/м³).
   • Лед тонет в бензине и керосине, потому что плотность льда больше плотности бензина (около 700 кг/м³) и керосина (около 800 кг/м³).

   Ответ: Плотность льда меньше плотности воды, но больше плотности бензина и керосина.

4. Вопрос 4: Изобразите схематично положение соснового кубика в сосуде с водой и укажите силы, действующие на него.

   Решение:

   • Сосновый кубик будет частично погружен в воду, так как плотность сосны меньше плотности воды.
   • Силы, действующие на кубик:
   • Сила тяжести (направлена вниз).
   • Сила Архимеда (выталкивающая сила, направлена вверх).

   Ответ: См. решение.

5. Вопрос 5: Стеклянная пластинка попеременно опускается в разные жидкости: мед, серную кислоту и мазут. Плотность меда – 1400 кг/м³, мазута – 890 кг/м³. В какой из жидкостей на нее будет действовать наибольшая выталкивающая сила и где в этой жидкости будет находиться пластинка? (на поверхности, на дне, в середине)

   • Выталкивающая сила зависит от плотности жидкости. Чем больше плотность, тем больше выталкивающая сила. Плотность серной кислоты больше, чем у меда и мазута.
   • Так как плотность стекла (примерно 2500 кг/м³) больше плотности меда (1400 кг/м³), серной кислоты (около 1840 кг/м³) и мазута (890 кг/м³), то пластинка утонет во всех этих жидкостях. Но наибольшая выталкивающая сила будет действовать в меде.
   • Пластинка будет находиться в середине жидкости.

   Ответ: В меде, в середине

6. Вопрос 6: К чашкам весов подвешены два тела одинаковой массы из железа и фарфора. Нарушится ли равновесие весов, если оба тела погрузить в воду? Если нарушится, то как?

   • Плотность железа (7870 кг/м³) больше плотности фарфора (около 2500 кг/м³).
   • При погружении в воду на тела будут действовать выталкивающие силы. Выталкивающая сила зависит от объема тела: \[ F_A = \rho_\text{жидкости} \cdot V_\text{тела} \cdot g \]
   • Так как плотность железа больше плотности фарфора, то объем фарфора будет больше объема железа при одинаковой массе.
   • Следовательно, на фарфор будет действовать большая выталкивающая сила.
   • Таким образом, равновесие весов нарушится, и чашка с фарфором станет легче.

   Ответ: Да, равновесие нарушится.

7. Вопрос 7: Гранитный булыжник, прикрепленный к пружине динамометра, погружен в воду. Объем булыжника 0,004 м³. Какую силу показывает динамометр? Плотность гранита -2600 кг/м³

   • Сила, которую показывает динамометр, равна разности между силой тяжести и выталкивающей силой.
   • Сила тяжести: \[ F_\text{тяж} = m \cdot g = \rho_\text{гранита} \cdot V \cdot g \]
   • Выталкивающая сила: \[ F_A = \rho_\text{воды} \cdot V \cdot g \]
   • Подставляем значения: \[ F_\text{тяж} = 2600 \text{ кг/м}^3 \cdot 0.004 \text{ м}^3 \cdot 9.8 \text{ м/с}^2 = 101.92 \text{ Н} \]
   • \[ F_A = 1000 \text{ кг/м}^3 \cdot 0.004 \text{ м}^3 \cdot 9.8 \text{ м/с}^2 = 39.2 \text{ Н} \]
   • \[ F_\text{дин} = F_\text{тяж} - F_A = 101.92 \text{ Н} - 39.2 \text{ Н} = 62.72 \text{ Н} \]

   Ответ: 62,72 Н

Ответ: 1) Плотность и давление воздуха увеличатся; 2) 40 Па; 3) Плотность льда меньше плотности воды, но больше плотности бензина и керосина; 4) См. решение; 5) В меде, в середине; 6) Да, равновесие нарушится; 7) 62,72 Н