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文檔簡介
浮力綜合計算題
I.如圖所示是我國自主設計建造的“極地”號破冰調查船.某次任務中,該船的總質量為4.12x106kg.已
知g=10N/kg,p海水=1.03xliAkg/m:?求該船:
(1)受到的總重力;
(2)靜止時排開海水的體積.
2.如圖所示,將一個1kg的小球浸沒在水中靜止,此時繩子的拉力為5N。已知水的密度為1.0X
102/c^/m3,g取10N/kg。求:
(1)小球浸沒在水中受到的浮力大小。
(2)小球浸沒在水中排開水的體積,
(3)小球的密度。
3.巴西木作為觀賞植物,適合水培。如圖所示,現將質量為0.7Ag、底面積為5x
10-3m2>高度為0.2m的圓柱形巴西木放入花盆后置F水平地面,已知花盆的質量為
1.3kg,底面積為8x10-3租2。(g取i()N/kg)
(1)求巴西木的密度P木;
(2)求花盆對水平地面的壓強P盆;
(3)往花盆中倒入高度為0.01機的水,求此時巴西木所受的浮力大小/浮。
4.如圖所示,將體積為1x10-3根3、重為4N的木塊8用繩子系在底面積為300cm2的輕質薄壁盛水圓柱形
容器4的底部,此時水深30cm。已知p水=l.Ox103kg/m3,g取1G“kg,求:
B30cm
A
;水差5
弓,尸二夕〃”力”為‘
(1)繩子受到的拉力;
(2)剪斷繩子前后,木塊靜止時水對容器底的壓強變化量和地面受到的壓強變化量。
5.如圖所示,彈簧測力計下面懸掛一個重8N的物體。當把物體浸沒在水中時,彈簧測力計示數變為6N,
此時圓柱形容器內水的高度為0.2m(g取10N〃g)。求:
(1)物體受到的浮力為多大?
(2)物體的體積為多大?
(3)當物體浸沒在水中時,水對容器底部的壓強為多大?
6.如圖所示,放置在水平桌面上的柱形容器中裝有適量的水,把質量為300g的木塊浸入水中,木塊靜止
時有|的體積露出水面,此時容器中水的深度為20cm。已知容器底面積為300cm2,容器重3N。(p4,=
1.0x103kg/m3,g取I。N/kg)求:
(1)木塊受到的浮力;
(2)木塊的密度;
(3)用手將木塊按入水中,木塊剛沒沒時手對木塊的壓力。
7.將邊長為5cm的實心正方體木塊輕輕放入裝滿水的溢水杯中,如圖所示,當木塊靜止時,從杯中溢出水
的質量為O.Mg。求:(g取lON/kg)
(1)木塊受到的浮力。
(2)木塊排開水的體積。
(3)木塊下表面受到水的壓強。
8.如圖所示,用彈簧測力計測得某實心物體的重力為10N,將物體浸沒在水中靜止后,彈簧測力計的示數
為8N。(P水=1.0x103句/m3g取ioN/的)求:
(1)物體浸沒在水中時受到的浮力;
(2)物體的體積;
(3)物體的密度。
9.如圖甲所示,在水平地面上有一個裝有水的圓柱形容器(水的深度不變),一物體浸沒在容器底部(非密合
),現用彈簧測力計將物體緩慢拉出。彈簧測力計的示數為F,物體下表面距容器底的距離為八.F與八的關
系如圖乙所示,求:(g取10N/kg,=1.0x103kg/m3)
(1)物體浸沒在水中所受的浮力;
(2)物體的密度;
(3)物體上表面剛出水面時,水對下表面產生的壓強。
10.一個直筒薄壁容器的底面積為300cm2,內裝適量的水,有兩個不吸水的正方體4和8,已知A的質量為
18kg,密度為1.2xl03kg/7"3,正方體8的體積是4體枳的二分之一,兩正方體用輕質細繩連接放入容器
中,恰能懸浮在水中,如圖所示。細繩的體積和質量:忽略不計,求:S水=1.0x103kg/m3,c取10N/Ag)
(1)正方體A的重力;
(2)正方體A受到的浮力;
(3)現剪斷繩子,穩定后正方體B漂浮在水面I;,求水對容器底的壓強變化量。
11.一同學自制簡易密度計測量未知液體的密度:將鋼柱密封在吸管一端,制成一個圓柱形密度計,直立
漂浮在液體中。吸管橫截面積為0.5cm2,密度計總質量為5g,放入液體時浸入深度為10cm。求:(g取
10N/kg)
物質密度/(kg-W3)物質密度/(kg?租一3)
酒精0.8x103植物油0.9x103
水1.0x103水銀13.6x103
(1)密度計在液體中受到的浮力;
(2)該未知液體為表格中的哪種液體;
(3)密度計底端受到的液體壓強。
12.如圖所示是?種木制的菱桶,它是江南地區常見的采菱時的載人工具。已知某只菱桶的重力為200N,
P水=1。xllkg/m'g取L/kg。
(1)求空菱桶漂浮在水面上時受到的浮力。
(2)求空菱桶漂浮在水面上時排開水的體積。
(3)若人坐在菱桶中米菱角時,菱桶排開水的體枳為0.2巾3,求此時菱桶中的菱角和人受到的總重力。
13.福建艦是我國第三艘航母,其排水量為8.8xIO”,一架艦載機起飛后,福建艦排開水的體積減小了
30?n3o海水的密度取1.0xl()3kg/7〃3,g取ION/kg。求:
(1)福建艦滿載時排開水的體積和受到的浮力;
(2)該艦載機受到的重力。
14.一個邊長為10cm,重為8N的正方體木塊輕放入水中,處于漂浮狀態時有:露出水面(如圖甲),已知pa
=1xlOVg/m?求:
(1)木塊所受的浮力;
(2)木塊底部受到的液體壓強;
(3)若在木塊上放?祛碼使得木塊剛好完全浸沒水中(如圖乙),則祛碼的重為多少牛?
甲乙
答案和解析
1.【答案】解:(1)該船受到的總重力
G=mg=4.12x106kgxION/kg=4.12x10?N
(2)船只漂浮,靜止時受到的浮力
F浮=G=4.12x107N
則排開海水的體積
F浮_4.12X1(/N
=4X1037n3.
P海心-L03xl°”g/7n3xi°N/kg
答:(1)該船受到的總重力為4.12x1(TN:
(2)該船靜止時排開海水的體積為4x103m3.
【解析】略
2.【答案】解:(1)小球的重力G=mg=1kgx10N/kg=10N小球在重力、拉力、浮力的作用卜處于
平衡狀態,則小球受到的浮力"浮=G—尸拉=10N-5N=5N
(2)小球浸沒在水中排開水的體積%=得=皿哂".=5x1°一加3
(3)小球的體積匕求=V排=5x10-4m3則小球的密度p球=+=一%=2x103^/m3
【解析】略
3.【答案】解:(1)質量為0.7kg、底面積為5x10-37n2、高度為0.27〃的圓柱形巴西木的體枳P=Sh=5x
10-37n2x0.2m=1x10~37n3,
密度p=y=I、;置3=0.7x10:Vg/m3。
(2)壓力等于總重力,F=G=(0.7kg+13kg)xION/kg=20N,
壓強pv=《=:饕-2.5x103Pa(>
貳S盤8x103m2
(3)巴西木的密度小于水的密度,假設沒有浮起來,則浮力/浮=p水g%=1.0x103kg/m3xION"gx
5x10-3TH2x
0.01m=0.5N,
巴西木的重力G人=m木g=0.7切xl0N/kg=7N>0.5N,故不會浮起來,因而浮力為0.5N。
答:⑴巴西木的密度p木為0.7X1030/^3。
(2)花盆對水平地面的壓強為2.5x103Pa:
(3)往花盆中倒入高度為0.01m的水,此時巴西木所受的浮力F浮為0.5N。
【解析】詳細答案和解答過程見答案。
4.【答案】解:(1)木塊浸沒在水中受到的浮力/浮=P水”排=1.0x103kg/m3x10N/kgx1x
10-37n3=ION,
由力的作用是相互的可知,繩子受到的拉力尸=F浮一G=ION-4N=6N。
(2)[方法一]木塊漂浮時受到的浮力?浮'=G=4N,
F浮________4N_________
=4X10-4血3,
%P^9—1.0xl03kg/m3xl0/V/kg
所以液面下降的深度
1x10-3m3-4x10Tm3
=0.02m,
300xl0-4m2
則dp=p水g/h=1.0xl^kg/m3xION/kgx0.02m=200Pa。
[方法二]剪斷繩子前后,木塊受到的浮力變化量/F浮=10/V-4N=6N,
6N
=200Pa?
300X1()T7n2
剪斷繩子前后,容器對地面的壓力不變,都等于水所受的重力和物塊所受的重力之和,地面受到的壓強變
化量為0。
【解析】略
5.【答案】解:(1)物體受到的浮力為:尸浮=G—F=8N—6/=2N。
F
(2)由「浮=P水叫得’物體的體枳%=%=吊==2x1—
(3)水對容器底的壓強為:p=p^gh.=1.0x103kg/m3x10N/kgx0.2m=2x103Pao
【解析】略
6.【答案】解:(1)漂浮時木塊受到的浮力F浮=6木=m木g=300x10-3kgx10N/kg=3N
(2)方法一:木塊排開水的體積%=言=際端行砧=3,1°-,而木塊的體積以=
3x1;尸3=5X10-4血3木塊的密度P木=,=3::;;4丁=06X103^/7713
方法二:漂浮時木塊受到的浮力等于重力,即F浮=G木P水gX,,木=P木V木g木塊的密度P木=1.0x
]爛kg/m3x1=0.6x103kg/m3
(3)木塊剛浸沒時受到豎直向上的浮力、豎直向下的重力和手對木塊豎直向下的壓力保持平衡,則
有尸浮=6木+F壓此時木塊受到的浮力/'浮=P水g/擇=P水gP木=1.0X1O3X1OX5X10-4N=
5N則木塊剛浸沒時手對木塊的壓力尸壓=L浮-G木=SN-3N=2N
【解析】略
7.【答案】(1)木塊受到的浮力:F浮==TH排g=0.1kgxION/kg=IN。
(2)木塊排開水的體積:%=藹=處/藍3-=IX10-W.
(3)正方體木塊的底面枳:S=(5x10-27n)2=2.5x10-3rH2,浮力產生的原因是物體上、下表面受到的壓
力差,即尸浮二5向上一F向下,木塊漂浮,則”向下=0,所以木塊下表面受到的壓力:/向上二?浮=1',木
塊下表面受到水的壓強:p=2=-嗎心=400PQ。
S2.5x103m2
【解析】略
8.【答案】解:(1)物體浸沒在水中時受到的浮力「泮=G優一F萬=10N-8N=2N
(2)由/=如=m排g=P液%9可得,物體的體積%=%=病=i.oxio3忒xiON/kg=2XlL,
(3)由G=mg可得,物體的質量m物=手=斌麗=Mg
物體的密度p物=^=詬%=5xl^kg/rni
【解析】略
9.【答案】解:(1)分析圖像數據可知,物體處于浸沒時,彈簧測力計的示數為4N,物體離開水面后彈簧
測力計的示數不變,為12N,則物體重力G=12N;所以,物體浸沒在水中所受的浮力?浮=6-/=
12N-4N=8N。
(2)根據F浮=P液叫作可得,物體的體積V=%=焉=I.OXK:3XION/W=8xILW物體質量
m=M=就加=\2kg,則物體的密度P=y=就空點=L5X^kg/m3
(3)由于圓柱形容器中水的深度不變,由圖像數據可知物體的高度為L=8cm-5cm=3cm=0.03m則
物體上表面剛出水面時下表面所處的深度為h=L=0.03m,所以水對下表面的壓強為p=p水gh=
1.0xW3kg/m3x10N/kgx0.03m=300Pa答:略
【解析】略
10.【答案】【解】(1)已知正方體4的質量為肛4=1.8kg,正方體4的重力G.=m4g=1.8kgx
10N/kg=18N。
(2)根據密度公式可知,正方體A的體積匕=1=]2x:溫/.=15-I。—-由圖可知正方體力浸
33
沒,排開液體體積等于物體體積,則正方體力受到的浮力F^A=p^/Ag=1x10kg/?nx1.5x
10-3m3x10N/kg=15N°
(3)對正方體4受力分析,浮力加上拉力等丁正方體/1的重力,繩子拉力尸拉=-巴M=18N-15N=
3拉,對3進行受力分析,8受到的浮力片汨=G"+廣拉',現剪斷繩子,穩定后正方體3漂浮,此時B受
到的浮力凡〃'=GB,4仍浸沒受到的浮力不變,則水對容器底的壓力的變化量等于B受到浮力的變化量,
則/尸壓=F浮B-F;B=/拉'=3N,水對容器底的壓強變化量/p=十=300X:臺諄=10°P。。
【解析】略
11.【答案】(l)0.05N
(2)該未知液體為水
(3)1000Pa
【詳解】(1)密度計漂浮在液體中,根據漂浮條件得,密度計受到的浮力為/浮=G=mg=5xl()-3kgx
10N/kg=0.05N
(2)密度計排開液體的體積為%=Sh=0.5x10Tm2xo.lm=5x10-67n3
液體密度p液==1.0xICPkg/m
刖排一10N/kgx5xi(T6m3
對照表格數據可知,該未知液體為水。
(3)密度計底端受到的液體壓強p=p液gh=1.0x103kg/m3xION/kgxO.lm=lOOOPa
【解析】詳細答案及解析過程見答案
12.【答案】解:(1)空菱桶漂浮在水面時,所受浮力等于自身重力,即
工浮=G=200/V
(2)由尸浮=。水1/排g可得,空菱桶漂浮在水面上時排開水的體積
F
「浮200/V
—0.02m3
P水9-1.0x103kg/m3x10
(3)菱桶受到的浮力
/浮'=P水%'9=1-0x10[ikg/m?x0.2m3xION/kg=2000N
人、菱桶和菱角的總重力
G總=尸浮'=2000/V
菱角和人的總重力
G+用和人=G總一G=2000/V-200/V=1800/V
【解析】略
13.【答案】(1)福建艦滿載時排開水的質量抽排=8.8x104t=8.8x107kg,
8
福建艦滿載時排開水的體枳匕作=-=叱?3?=8.8x104TH3;
排P海木l.oxio"g/m3
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