浮力的計算及答案詳解

1、浮力的計算一 .解做題(共 30小題)1 .自釣魚島事件發(fā)生后,中國派出先進的海監(jiān)船在釣魚島附近海域巡航,中國海監(jiān) 50是中國海監(jiān)船建設工程二期工程中噸位最大、科技含量最高的一艘船,型長98米,型寬15.2米,型深7.8米,排水量4000噸.該船在其姐妹船中國海監(jiān)83的根底上對一些重要設備進行了升級改造,對艙室布置作了優(yōu)化調(diào)整,采用了當今世界先進的ABB電力全回轉(zhuǎn)推進系統(tǒng), 最大冉速18節(jié),續(xù)航力大于8000海里,自持力60天.(海水的密度為 1.0x10kg/m3, g 取 10N/kg)(1)滿載時, 中國海監(jiān)50船受到的浮力有多大？(2)假設船底某處距海面的深度為6m,那么該處受到海水的

2、壓強是多少？(3)從某一時刻開始,中國海監(jiān)50受到水平方向的牽引力F隨運動時間t的變化關系如圖甲所示,中國海監(jiān)50的運動速度v與時間t的關系如圖乙所示.第 50s鐘到100s鐘內(nèi)牽引力的功率為多少？2 .如圖甲所示,正方體石料在鋼絲繩拉力作用下,從水面上方以恒定不變的速度緩慢下降,直至沒入水中.圖乙是鋼絲繩拉力F隨時間t變化的圖象.(g取10N/kg, p水=1.0 x 13kg/m 3) .求：(1)石料全部沒入水中時受到的浮力.(2)石料的體積.(3)石料浸沒后鋼絲繩拉力的功率.3 .如圖甲所示,水平桌面上放置底面積為100cm2、質(zhì)量為500g的圓筒,筒內(nèi)裝有 20cm深的某液體.彈簧測

3、力計下懸掛底面積60cm2、高為10cm的圓柱體,從液面逐漸浸入直至完全浸沒,彈簧測力計示數(shù)F隨圓柱體浸入液體的深度h的變化關系如圖乙所示：(可以忽略圓筒的厚度,過程中液體始終沒有從筒中溢出),g取10N/kg ,求：(1)圓柱體完全浸沒時受到液體的浮力是多少？ (2)筒內(nèi)液體密度是多少？(3)當圓柱體完全浸沒時,圓筒對桌面的壓強是多少？ -34 .某同學想測量某種液體的密度,設計了如下圖的實驗,木塊的重力為1.2N,體積為200cm ,當木塊靜止時彈簧測力計的示數(shù)為2N, g=10N/kg,求：(1)木塊受到的浮力是多少？ (2)液體的密度是多少？(3)剪斷細繩,木塊穩(wěn)定時處于什么狀態(tài),所受

4、浮力又是多大？5 .如圖甲所示,水平面上有一底面積為5.0 x 103m2的圓柱形薄壁容器,容器中裝有質(zhì)量為 0.5kg的水.現(xiàn)將一個質(zhì)量分布均勻、體積為5.0X105m3的物塊(不吸水)放入容器中,物塊漂浮在水面上,物塊浸入水中的體積為4.0X10 5m3. (g取10N/kg,水的密度 p7x=1.0 x 1§kg/m 3) ( 1)求物塊受到的浮力大??；(2)求物塊的密度；(3)用力緩慢向下壓物塊使其恰好完全浸沒在水中(水未溢出)如圖乙,求此時水對容器底的壓強.6 .如下圖,用細繩系住體積為3X 104m3的物體A,使它豎直下垂且全部浸入水中靜止,此時繩子的拉力是1.5N,容器

5、和水的總質(zhì)量是0.7kg,容器與水平桌面的接觸面積是100cm2. ( p水=1.0 x 10kg/m 3,g=10N/kg)求：(1)物體A受到的浮力；(2)物體A的密度；(3)容器對桌面的壓強.7 .如下圖,將質(zhì)量為2kg的正方形物塊,放入盛有水的水槽內(nèi),待物塊靜止時,其下外表距水面6cm,求：(1)物塊受到水的浮力大小.(2)水對物體下外表的壓強大小.8 .在彈簧測力計下懸掛一個小球,示數(shù)為 4.2N.當把小球的一半體積浸沒在水中時,彈簧測力計的示數(shù)為1.7N.水=1.0X10kg/m3, g取10N/kg .問：(1)小球所受的浮力為多大？ (2)小球的總體積為多大？(3)把小球從彈簧

6、測力計取下,浸沒在水中后放手,請通過計算判斷小球為什么不能懸浮在水中.9 .如圖甲所示,用吊車將棱長為1m的正方體花崗巖石從距水面1m高的A處沿豎直方向勻速放入水中.在整個過程中,鋼纜拉力大小與下落高度的關系如圖乙所示.求：(1)花崗巖石浸沒在水中時受到的浮力；(2)花崗巖石下落到圖甲B處(h0=2m)時下外表受到水的壓強；(3)花崗巖石的密度.10 .如下圖,用彈簧秤懸掛一物體,在空氣中彈簧秤示數(shù)為6N,當物體浸沒在水中彈簧秤的示數(shù)是4N,g=10N/kg.求：(1)物體的重力 G; ( 2)物體浸沒在水中受到的浮力F??；(3)物體浸沒時排開水的體積V和物體的密度 P,11 .將一邊長是0.

7、1m的實心正方體,緩慢放入盛滿水的燒杯內(nèi),待它靜止時,從杯中溢出0.6kg的水.g取10N/kg , p水=1.0 xi0kg/m3 . 1求正方體受到的浮力；2求正方體排開水的體積； 3判斷正 方體在水中靜止時處于漂浮、懸浮、還是沉底,并寫出判斷依據(jù)；4求正方體的密度.4.12破冰船是赴極地考察的重要工具.我國雪龍?zhí)柶票瑵M載時的總質(zhì)量是2X10t,求：1破冰船在海上滿載航行時,受到的浮力是多大？2某次破冰時,破冰船與冰面的接觸面積是10m2,冰面受到壓力為破冰船滿載時總重力的0.1倍,破冰船對冰面的壓強是多大？13 .如下圖,邊長為 10cm的實心正方體木塊,密度為 0.6 x ?kg/m

8、3,靜止在裝有足量水的容器中,且 上下底面與水面平行,求：1木塊靜止在水中時所受浮力的大??；2木塊浸在水中的體積；3水對木塊下底面的壓強.14 . 一邊長為10cm,密度為0.6g/cm3的正方體木塊,用細線置于容器的水中,如下圖,求：1木塊所受的浮力大小？ 2細線的拉力大小？ 3細線剪斷后,木塊靜止時,木塊下方所受到水的壓強是多大？15 .如圖甲所示,一個邊長為1m的正方體靜止在湖底,上外表離水面深度為h.現(xiàn)用一根粗細和重力不計的繩子,將該物體從水底豎直向上拉,直至完全拉出水面,在整個拉動過程中物體始終保持勻速運動,拉力的大小隨時間變化的關系如圖乙所示. g=10N/kg, p水=1.0 x

9、 13kg/m3求：1物體在露出水面前 3受到水的浮力是多少N? 2物體在露出水面刖受到繩子的拉力是多少N? 3物體的密度是多少 kg/m ?4物體在水底時,上外表受到水的壓強是多少Pa?16 .在彈簧測力計下懸掛一個金屬零件,示數(shù)是 7.4N,當把零件浸沒在密度為0.8 X %g/m3的油中時,彈簧測力計的示數(shù)是 6.6N, g=10N/kg,求：1金屬零件所受浮力為多少？ 2金屬零件的體積為多少？3金屬零件的密度為多少？17 .如下圖,一個半徑為r的實心球體處于某種液體中,球體最上端距離液面的距離為h,求液體對球3體向下的壓力.液體的密度為P,球體的體積為 -TT?318 . 一個金屬塊在

10、空氣中重3.8N,將它浸沒在盛滿水的溢水杯中時有50mL的水從溢水杯流入到量筒中,求1金屬塊的體積.2金屬塊在水中受到的浮力.取 g=9.8N/kg 3金屬塊在水中時,彈簧測力 計的示數(shù).4金屬塊的密度.19 .為平安起見,初學游泳者常使用一塊泡沫浮板,用雙臂把浮板壓入水中,借助浮板所受的浮力來輔助游泳.泡沫浮板的密度是0.1X10kg/m3,體積為3000cm3.水的密度1.0X10kg/m3, g=10N/kg求：1當浮板自由漂浮在水面上時,浮板受到的浮力的大小.2浮板被壓沒入水中靜止時,浮板受到雙臂的壓力的大小.20.水平桌面上放置底面積為80cm2,質(zhì)量為400g圓筒,筒內(nèi)裝有16cm

11、深的某液體,彈簧測力計懸掛底面積為40cm2、高為8cm的圓柱體,從液面逐漸浸入直到浸沒,彈簧測力計示數(shù)F與圓柱體浸入液體深度h的關系如下圖.圓筒的厚度忽略不計,筒內(nèi)液體沒有溢出求：1圓柱體浸沒在液體中所受浮力是多少？ 2筒內(nèi)液體的密度是多少？ 3圓柱體浸沒時,圓筒對桌面的壓強是多少？21 .中國第一艘航母-遼寧艦于 2021年9月正式服役.該艦長304m、寬70.5m ,滿載時排水量 67500t ,最高冉速60km/h .海水的密度為 1.0X10 kg/m3, g取10N/kg .求：(1)滿載時該艦受到的浮力； (2) 海面下7m處的艦體受到海水的壓強；(3)遼寧艦在執(zhí)行任務時,以 4

12、0km/h的速度勻速航行 5h,假設航行時的阻力為1.5X10 n,那么這一過程中動力所做的功是多少？22 .如圖(1)溢水杯中裝滿水(水的密度用表示),將一正方體木塊(棱長為a)輕輕放入溢水杯中,木塊靜止時浸入水的深度為現(xiàn)在用一根輕細鋼針對著木塊上外表中央豎直向下施加壓力F, F從0慢慢增3加,直到木塊恰好完全浸沒水中.解題時用仍a、g表示相關量(1)求木塊恰好完全浸沒水中時壓力Fm(2)在F從O增至Fm過程中,木塊浸沒在水中的深度x從W增到a,推導出F與x間的函數(shù)關系式3(3)將F、x的函數(shù)關系圖象畫在相應的坐標系中,并標出兩端點的橫、縱坐標.23 .將一體積是1000cm 3的實心立方體

13、木塊輕輕地放人盛滿水的大燒杯內(nèi),待木塊靜止時,從杯中溢出600g水,如下圖.求：(1)木塊受到的浮力.(2)木塊排開水的體積.24 . 一塊質(zhì)量為1kg的木塊浮在水面上,它的密度是0.6 X彳(kg/m3,木塊漂浮在水面上時,受到的浮力是多大？要把木塊全部浸入水中,至少需要加多大豎直向下的壓力？25 .某同學用圓柱形容器制作了一個測量物體質(zhì)量的裝置.它的底部較重,可以豎直漂浮在水面,總質(zhì)量為0.21kg,底面積為3X10 3m2,不放物體時,在與水面所對應位置處標為質(zhì)量的“0刻度線,如圖.請解答以下問題(g取10N/kg) ( 1)不放物體時.該裝置所受的浮力是多大？(2)如下圖,在該裝置中放

14、入一個體積為1.5X105m3的物塊A,它的底部在水面下的深度h=0.11m .此時,該裝置受到的浮力是多大？與水面所對應位置處的刻度線應標為多少克？(3)物塊A的密度是多少？26 .你了解水陸兩用坦克嗎？水陸兩用坦克的車體比普通坦克要大,呈船形,所以能在水中浮動.有的利用特制的履帶劃水前進；有的用螺旋槳推進；有的用推進器噴水前進,兩用坦克在水上航速不超過15km/h的,車輛的全部重力主要是依靠浮力來支持.在水上航速超過15km/h時,浮力有所減少,這時的水動力作用不可無視,即兩種力量共同支撐著坦克,使其不會下沉.如下圖,水陸兩用坦克,總質(zhì)量22t.水上最大速度14km/h ,最大航程超過 9

15、0km.陸地最大速度 55km/h , 最大行程超過385km .履帶著地的面積約 4m2,可越過2.9m壕溝,這種坦克配備的是450kW的柴油機.請你根據(jù)短文中信息,結合所學的知識答復以下問題：( g=10N/kg)(1)如下圖的水陸兩用坦克,在水上航行時,所受的浮力約為 N,排開水的體積約為 m3.(2)如下圖的水陸兩用坦克,在陸地行駛時,對地面的壓強約為 Pa,以最大速度行駛 385km的 時間為 h(3)使水陸兩用坦克前進的三種方式中,涉及到物體間力的作用是相互的這一重要知識是 ()A.只有履帶的劃水前進B.只有螺旋槳推進C.只有推進器噴水前進D.三種方式都涉及(4)柴油機的效率(30

16、% 45%),柴油的熱值3.3X10j/kg,這種水陸兩用坦克的油箱所裝柴油的質(zhì)量一 定超過多少千克.27 .某橋梁施工隊的工人用如下圖的滑輪組勻速打撈沉在水中的工件.工件的質(zhì)量為100kg工人的質(zhì)量為70kg.工件打撈出水面前與工件完全被打撈出水后工人對地面的壓力之比為15: 2,工件在水中時,滑輪組的機械效率為 60%.假設不計摩擦、繩重及水的阻力,g取10N/kg .求：(1)工件浸沒在水中時所受的浮力F??；(2)工件完全打撈出水面后,滑輪組的機械效率屹；(結果保存兩位有效數(shù)字)(3)工件完全打撈出水面后,以 0.2m/s的速度被勻速提升,工人拉繩的功率P2.28 .小明同學注意到新聞節(jié)

17、目中經(jīng)常報道國際原油價格漲至多少美元一桶,又報道我國進口原油價格每噸提升多少元.他想知道原油的單位桶和質(zhì)量常用單位 噸之間有什么關系.經(jīng)過努力,小明設法獲得 勝 利原油樣品假設干,并將密度為 0.6X10kg/m3.體積為200cm3的立方體木塊放入原油中,木塊漂浮在油面上,經(jīng)測量木塊有工的體積露出油面(g=10N/kg) .求：(1)木塊受到的浮力.(2)原油的密度.(3)3假設每桶原油的體積為_!m3, 1t原油等于多少桶？629,有質(zhì)量為 24kg、體積為 6X 10 3m3的貴重物體不慎掉入河里,一名潛水員下水去打撈它.(p水=1.0 x 3kg/m3, g=10N/kg)求：(1)物

18、體的重力；(2)物體的密度；(3)物體在水中受到的浮力；(4) 潛水員潛到水下 5m深處時受到水的壓強.30.在南極考察中使用的海洋破冰船,針對不同的冰層有不同的破冰方法.其中一種破冰方法是：接觸冰 面前,船全速航行,船體大局部沖上冰面,就可以把冰壓碎.3(1)當破冰船航行于海面時,它的排水體積約為1500m3,求船自身的重力.(2)在一次破冰行動中,當船沖到冰面上時,船的排水體積變?yōu)樵瓉淼娜种?船與冰層接觸面積為5m2,此時破冰船對冰層的壓強是多少？(海水的密度取1.0X10kg/m3, g=10N/kg)浮力的計算參考答案與試題解析一 .解做題(共 30小題)1. (2021?麻城市模

19、擬)自釣魚島事件發(fā)生后,中國派出先進的海監(jiān)船在釣魚島附近海域巡航,中國海監(jiān)50是中國海監(jiān)船建設工程二期工程中噸位最大、科技含量最高的一艘船,型長98米,型寬15.2米,型深7.8米,排水量4000噸.該船在其姐妹船中國海監(jiān)83的根底上對一些重要設備進行了升級改造,對艙室布置作了優(yōu)化調(diào)整,采用了當今世界先進的ABB電力全回轉(zhuǎn)推進系統(tǒng),最大航速 18節(jié),續(xù)航力大于 8000海里,自持力60天.(海水的密度為1.0X10kg/m3, g取10N/kg)(1)滿載時,中國海監(jiān)50船受到的浮力有多大？(2)假設船底某處距海面的深度為6m,那么該處受到海水的壓強是多少？(3)從某一時刻開始,中國海監(jiān)50受

20、到水平方向的牽引力F隨運動時間t的變化關系如圖甲所示,中國海監(jiān)50的運動速度v與時間t的關系如圖乙所示.第 50s鐘到100s鐘內(nèi)牽引力的功率為多少？【解答】 解：(1)船的排水量為：m排=4000t=4X1(6kg,中國海監(jiān)50所受到的浮力為：F ?=G 排小 排 g=4x 10kg x 10N/kg=4 工N0(2)船底某處的壓強為：p= p gh=1 x 13kg/m 3x 10N/kg x 6m=6XRa).(3)由甲圖知, 中國海監(jiān)50在第50s鐘到100s鐘內(nèi)勻速行駛,所以 F=8X1(8n,由乙圖知,船的速度是 v=0.5m/s,船的推進力的功率：P=Fv=8X 10NX 0.5

21、m/s=4 X8W0.答：(1)滿載時,中國海監(jiān)50船受到的浮力是 4X1(7N.(2)假設船底某處距海面的深度為6m,那么該處受到海水的壓強是6X1(4Pa.(3)第50s鐘至ij 100s鐘內(nèi)牽引力的功率為 4X10W.2. (2021?盤錦)如圖甲所示,正方體石料在鋼絲繩拉力作用下,從水面上方以恒定不變的速度緩慢下降,直至沒入水中.圖乙是鋼絲繩拉力F隨時間t變化的圖象.(g取10N/kg , p水=1.0 x 10kg/m 3) .求：(1)石料全部沒入水中時受到的浮力.(2)石料的體積.(3)石料浸沒后鋼絲繩拉力的功率.【解答】解：(1)由圖象可知：在空氣中受到的拉力F1=2.5 X4

22、N,浸沒在水中受到的拉力F2=1.5 X 4N由于勻速下降浸沒水中石料全部浸沒水中受到的浮力F浮=Fi F2=2,5 X 4N 1.5 X徐=1.0 X 14N ；(2)根據(jù)F彳?=G排=p液V排g石料的體積7石=7升L孥=L °、=im3；p 水8 1.0X1 o3kg/m3xionAg(3)根據(jù)V=l3=im3,得石料邊長l=1m由圖可知200s至300s之間石料下降1m石料運動的速度 V石=.= lm =0.01m/s ； t 100s石料浸沒后鋼絲繩拉力的功率P=!=Fv=1.5 X4NDX 0.01m/s=150W.t t答：(1)石料全部沒入水中受到的浮力1.0X10N；

23、3(2)石料的體積1m ；(3)石料浸沒后鋼絲繩拉力的功率150W.3. ( 2021?懷化)如圖甲所示,水平桌面上放置底面積為100cm2、質(zhì)量為500g的圓筒,筒內(nèi)裝有 20cm深的某液體.彈簧測力計下懸掛底面積60cm2、高為10cm的圓柱體,從液面逐漸浸入直至完全浸沒,彈簧測力at示數(shù)F隨圓柱體浸入液體的深度h的變化關系如圖乙所示：(可以忽略圓筒的厚度,過程中液體始終沒有從筒中溢出),g取10N/kg ,求：(1)圓柱體完全浸沒時受到液體的浮力是多少？(2)筒內(nèi)液體密度是多少？(3)當圓柱體完全浸沒時,圓筒對桌面的壓強是多少？【解答】 解：(1)由圖象知,當 h=0時,此時測力計的示數(shù)

24、等于圓柱體的重力,所以 G=18N;當h>10cm時,測力計的示數(shù)不變,說明此時浮力不變,圓柱體完全浸沒,此時F=13.2N;所以 F 浮=G F=18N 13.2N=4.8N ;(2)物體排開液體的體積V排=V物=60* 10X 106m3=6X 104m34. 8N-=0.8 X 10kg/m 3IT由F浮=液gV排得：P?夜一吐=T7gV排 10N/kgM6X1.4(3)液體的質(zhì)量 m &SFP 液 V 液=0.8 x 10kg/m 3x 100 x 20 x 6m3=1.6kg將圓柱體、圓筒、液體看做一個整體,那么其對地面的壓力 F'(=m液+m筒)g+G物-F拉

25、=(1.6kg+0.5kg)X10N/kg+18N13.2N=25.8NP=_ 25. 8N£ 1X10 一二2=2.58 X 3Pa.4.8N;2.58 X 10Pa.答：(1)圓柱體浸沒在液體中所受浮力是 (2)筒內(nèi)液體的密度是0.8 X1&g/m3;(3)圓柱體浸沒時,圓筒對桌面的壓強是4. (2021?蘭州)某同學想測量某種液體的密度,設計了如下圖的實驗,木塊的重力為1.2N,體積為200cm3,當木塊靜止時彈簧測力計的示數(shù)為2N, g=10N/kg,求：(1)木塊受到的浮力是多少？(2)液體的密度是多少？(3)剪斷細繩,木塊穩(wěn)定時處于什么狀態(tài),所受浮力又是多大？【解

26、答】解：(1)木塊受到的浮力為F浮=F+G=2N+1.2N=3.2N;(2)由于F彳?=p液gV排,所以液體的密度為p?析=巨型=1.6 X 10kg/m3；界排 lOT/kgX2Xl O-4ni3(3)由于 G=mg,所以木塊的質(zhì)量為 m=6= L2N =0.i2kg,g lOW/kg木塊的密度為 P=一良與一=0.6 X I0kg/m 3,V 2X10'%3由于p< p液,所以木塊最終靜止在液面上,受到的浮力為 F浮=G=1.2 N答：(1)木塊受到的浮力是3.2N;(2)液體的密度是1.6X10kg/m3；(3)剪斷細繩,木塊穩(wěn)定時處于靜止狀態(tài),所受浮力是 1.2N.5.

27、( 2021?濰坊)如圖甲所示,水平面上有一底面積為5.0 X 1 £m2的圓柱形薄壁容器,容器中裝有質(zhì)量為0.5kg的水.現(xiàn)將一個質(zhì)量分布均勻、體積為 5.0X105m3的物塊(不吸水)放入容器中,物塊漂浮在水 面上,物塊浸入水中的體積為 4.0X10 5m3. (g取10N/kg,水的密度 p水=1.0 x 10kg/m 3)(1)求物塊受到的浮力大小；(2)求物塊的密度；(3)用力緩慢向下壓物塊使其恰好完全浸沒在水中(水未溢出)如圖乙,求此時水對容器底的壓強.【解答】 解：(1)V排=4.0X105m3,那么 F 浮=水gV排=1.0 x 10kg/m3 x 10N/kg x

28、4x5m3=0.4N.(2)由于物塊漂浮在水面上,那么物塊的重力G=F浮=0.4N,那么質(zhì)量 m='= 口 4=0.04kg ； g 10N/kg物塊的密度p上=一口的&一=0.8 x 10kg/m 3;V 5.0乂10一5卡g(3)由p上得水的體積為 V水=學,=/犀-=5X10 4m3,vp 水 1.0乂10,1物塊使其恰好完全浸沒在水中,水和物塊的總體積V=V水+V物=5X 10%3+5 X 10、3=5.5 X 10m3$-4 3貝U水的深度為 h=f 5 X ' "_HL=0.11mS 5.0X10一所以水對容器底的壓強： 333p= p gh=1.

29、0 x km x 10N/kg x 0.11m=1.1 Pal.0 答：(1)物塊受到的浮力大小為0.4N;(2)物塊的密度為 0.8 X 10kg/m3；(3)此時水對容器底的壓強1.1 x 10pa.6. ( 2021?南充)如下圖,用細繩系住體積為3X 104m3的物體A,使它豎直下垂且全部浸入水中靜止,2此時繩子的拉力是1.5N,容器和水的總質(zhì)量是0.7kg,容器與水平桌面的接觸面積是100cm . ( p水=1.0 x ikg/m3, g=10N/kg)求：(1)物體A受到的浮力；(2)物體A的密度；(3)容器對桌面的壓強.【解答】解：(1)物體所受的浮力：F ?=p 水 gV 排=

30、1.0 x 10kg/m3x 10N/kg x 3X4t03=3N；(2)由于物體處于靜止狀態(tài),受力平衡,貝IGA=F浮+F拉=3N+1.5N=4.5N ,質(zhì)量為G白 mA=-=4. 5NlOWAg=0.45kg ；那么物體的密度人孚=*5 ' 3kg/m 3.V 3X10-%3(3)容器內(nèi)水和容器的重力：G' =m' g=0.7kg 義 10N/kg=7N以容器、水以及物體作為整體研究,受力平衡,桌面受到的壓力大小為：F=G' +F=7N+3N=10N ,所以容器對桌面的壓強：p"="=1000Pa.S 100X1 0-%2答：(1)物體A

31、受到的浮力為3N;(2)物體A的密度為1.5X10kg/m3;(3)容器對桌面的壓強為1000Pa.7. ( 2021?衡陽)如下圖,將質(zhì)量為2kg的正方形物塊,放入盛有水的水槽內(nèi),待物塊靜止時,其下表面距水面 6cm,求：(1)物塊受到水的浮力大小.(2)水對物體下外表的壓強大小.【解答】 解：(1)由于物塊漂浮,所以物塊受到的浮力等于物塊的重力：G 物=m 物 g=2kgx 10N/kg=20N, 由物體的浮沉條件可知：F 彳?=G 物=20N ;(2)物體下外表受到水的壓強為 33p=pgh=1.0 xkm x 10N/kg x 0.06m=600Pa答：(1)物塊受到水的浮力是20N.

32、(2)水對物體下外表的壓強600Pa.8. (2021?莆田)在彈簧測力計下懸掛一個小球,示數(shù)為 4.2N .當把小球的一半體積浸沒在水中時,彈簧 測力計的示數(shù)為 1.7N.水=1.0X10kg/m3, g取10N/kg .問：(1)小球所受的浮力為多大？(2)小球的總體積為多大？(3)把小球從彈簧測力計取下,浸沒在水中后放手,請通過計算判斷小球為什么不能懸浮在水中.【解答】 解：(1)小球受到水的浮力：F 彳?=G F 拉=4.2N 1.7N=2.5N ;(2)由F浮=水gV排得：=2.5 X 104m3.小球排開水的體積:V排=一二p 水g lxio3kg/in3xiONAg由于小球的一半

33、體積浸沒在水中時,那么物體體積：V=2V排=2X2.5 X104m3=5X 104m3.(3)小球浸沒在水中所受的浮力： F浮=很gV排=1xi3kg/m3x 10N/kg X 5X 4m)3=5N> 4.2N ,即F浮'> G,所以,小球浸沒在水中所受的浮力放手后,不能懸浮在水中,會上浮.答：(1)小球所受的浮力為 2.5N;(2)小球的總體積為5X 10 4m3.(3)把小球從彈簧測力計取下,浸沒在水中后放手,小球不能懸浮在水中,會上浮.9. ( 2021?欽州)如圖甲所示,用吊車將棱長為1m的正方體花崗巖石從距水面1m高的A處沿豎直方向勻速放入水中.在整個過程中,鋼纜

34、拉力大小與下落高度的關系如圖乙所示.求：(1)花崗巖石浸沒在水中時受到的浮力；(2)花崗巖石下落到圖甲B處(h0=2m)時下外表受到水的壓強；(3)花崗巖石的密度.【解答】 解：1 1) V排=V物=1m3,F?=pgWF=1.0 x 10kg/m3x 10N/kg x 3=1.0 X4N,(2)花崗巖石下落到圖甲B處(h0=2m)時,下外表距離水的深度h=2m+1m=3m ,下外表受到水的壓強 p=p gh=1.0 x 13kg/m 3 x 10N/kg x 3m=3受彌,(3)由圖可知,花崗巖石的重力G=F=2.8X1(4N,花崗巖石的質(zhì)量 m/遇X1 0'=2.8 X 10kg,

35、g 10W/kg花崗巖石的密度 P鼻=2/父1?=2.8 x 10kg/m 3.V1fL ID答：(1)花崗巖石浸沒在水中時受到的浮力為1.0X10N；(2)花崗巖石下落到圖甲B處(h(=2m)時下外表受到水的壓強為3X10Pa；(3)花崗巖石的密度為 2.8 X13kg/m3.10. (2021?樂山)如下圖,用彈簧秤懸掛一物體,在空氣中彈簧秤示數(shù)為6N,當物體浸沒在水中彈簧秤的示數(shù)是 4N , g=10N/kg .求：(1)物體的重力G;(2)物體浸沒在水中受到的浮力F?。?3)物體浸沒時排開水的體積V和物體的密度 p.【解答】 解：(1)由題意知,物體的重力G=6N;(2)物體浸沒在水中

36、受到的浮力F浮=G F未a=6N 4N=2N .(3)由 F浮=p gW,可得, V=V抖f= ,孥 =2" 口=2X10 4m3,P 水3 1,0X1 03kg/m3xiON/kg物體的質(zhì)量 m=0.6kg,g lOWAg物體的密度 P2=-=3 X 1(3kg/m 3 . g答：(1)物體的重力 G為6N;(2)物體浸沒在水中受到的浮力F浮為2N.(3)物體浸沒時排開水的體積V為2X10 4m3,物體的密度 .為3X1(3kg/m3.11 . (2021?昆明)將一邊長是 0.1m的實心正方體,緩慢放入盛滿水的燒杯內(nèi),待它靜止時,從杯中溢出0.6kg 的水.(g 取 10N/kg

37、 , p水=1.0 x 10kg/m3) .(1)求正方體受到的浮力；(2)求正方體排開水的體積；(3)判斷正方體在水中靜止時處于漂浮、懸浮、還是沉底,并寫出判斷依據(jù)；(4)求正方體的密度.【解答】 解：(1)根據(jù)阿基米德原理可知,正方體受到的浮力：F 彳?=G 排=m 排 g=0.6kg x 10N/kg=6N；(2)由口/得,正方體排開水的體積：V 排水=3=-=6X10 4m3;P 水 1.0X1 03kg/m3(3)正方體的體積 V= (0.1m) 3=1X103m3>V排水, 所以,正方體在水中靜止時處于漂浮狀態(tài).(4)由于正方體在水中靜止時漂浮,所以G=F浮=6N,正方體的質(zhì)

38、量為 m=0.6kg,g lONAg正方體的密度 0/=一"絲一=0.6 X13kg/m3.V 1X1Q-V答：(1)正方體受到的浮力為 6N;(2)正方體排開水的體積為6X 10 4m3;(3)正方體在水中靜止時處于漂浮狀態(tài),判斷依據(jù)是正方體的體積大于其排開水的體積；(4)正方體的密度 0.6 x 10kg/m 3 .4.12. (2021?廣西)破冰船是赴極地考察的重要工具.我國 雪龍?zhí)柶票瑵M載時的總質(zhì)量是2X10t,求:(1)破冰船在海上滿載航行時,受到的浮力是多大？(2)某次破冰時,破冰船與冰面的接觸面積是 10m2,冰面受到壓力為破冰船滿載時總重力的 0.1倍,破 冰船對

39、冰面的壓強是多大？【解答】 解：(1)滿載時總質(zhì)量約為 m=20000t=2X107kg；根據(jù)阿基米德原理可知：滿載時所受的浮力 F彳?=G=mg=2 10 7kg x 10N/kg=2 X810(2)冰面受到的壓力 F=0.1G=0.1X2X80j=2x 10N,7船對冰面的壓強 p= =2X1(6pas 10n答：(1)滿載時所受的浮力是 2X1I8N;(2)船對冰面的壓強為2X10Pa.13. (2021春？安順期末)如下圖,邊長為 10cm的實心正方體木塊,密度為 0.6 X 13kg/m3,靜止在裝 有足量水的容器中,且上下底面與水面平行,求：(1)木塊靜止在水中時所受浮力的大??；(

40、2)木塊浸在水中的體積；(3)水對木塊下底面的壓強.【解答】解：(1) V= (0.1m) 3=10 3m3由qJ可得,N V木塊的質(zhì)量：m=p V=0.6X 10kg/m 3x 103m3=0.6kg ；木塊的重力： G=mg=0.6kg< 10N/kg=6N ,由于木< p水,所以,木塊靜止在水中時處于漂浮狀態(tài),那么F 彳?=G=6N;(2)由 F浮=P g%F可得,V抖產(chǎn) F俘= 6N =6X10 4m3;P 水呂 1,0X1 o3kg/m3xiON/kg(3)深度 h='排=6乂 1 0H=0.06mS 10-2那么利用壓強公式 p=pgh代入數(shù)據(jù),p=1.0 x

41、3kg/m3x 10N/kg x 0.06m=6 2Pa0答：(1)木塊在水中所受浮力的大小為6N;(2)木塊浸在水中的體積6X10 4m3;(3)水對木塊下底面的壓強6X10pa.14. ( 2021?巴中)一邊長為10cm,密度為0.6g/cm 3的正方體木塊,用細線置于容器的水中,如下圖, 求：(1)木塊所受的浮力大?。?2)細線的拉力大??？(3)細線剪斷后,木塊靜止時,木塊下方所受到水的壓強是多大？【解答】 解：(1)二.木塊完全浸沒,- V排=V= (10cm) 3=1000cm3=1 x 103m3,F 彳?= p 水gV 排=1.0 x 10kg/m3x 10N/kg x 1 x

42、3t03=10N ,(2) G *=mg=p Vg=0.6X 1%/m 3x 1 x 10m3x 10N/kg=6NF 彳?=F ti+G,:繩子對木塊的拉力：F拉=F浮一G=10N 6N=4N;(3)木塊漂浮在水面上：F 彳?=G 木=6N ;浮力是液體對物體上下外表的壓力差,所以下外表的壓力F=F浮=6N,下外表的壓強 p=-=3=600Pa；T. 一 .一 .答：(1)木塊所受的浮力為 10N;(2)繩子對木塊的拉力為4N;(3)細線剪斷后,木塊靜止時,木塊下方所受到水的壓強是600Pa.15. (2021?遂寧)如圖甲所示,一個邊長為1m的正方體靜止在湖底,上外表離水面深度為h.現(xiàn)用一

43、根粗細和重力不計的繩子,將該物體從水底豎直向上拉,直至完全拉出水面,在整個拉動過程中物體始終保持勻速運動,拉力的大小隨時間變化的關系如圖乙所示.( g=10N/kg , p7k=1.0 x 1&g/m 3)求：(1)物體在露出水面前受到水的浮力是多少N?(2)物體在露出水面前受到繩子的拉力是多少N?(3)物體的密度是多少 kg/m3?(4)物體在水底時,上外表受到水的壓強是多少Pa?【解答】解：(1) F 浮=水gV排=1.0 x I0kg/m 3x l0N/kg *1m) 3=104N ；(2)由圖象可知露出水面后繩子的拉力即物體的重力G=3X 104N,當重物未露出水面時,拉力F1

44、=G F浮=3X1(4N 104N=2X 10N;(3)物體的質(zhì)量m=_=一=3X1dkgg lON/kg密度 三(=3X1dkg/m3；V (In) 3(4)從上外表離開水面到下外表離開水面用時10s,所以運動速度：v=_m=l=0.1m/s ,t 10s上外表從水底上升至外表用時30s,所以物體據(jù)液面深度：h=vt=0.1m/s X30s=3m,334_p= p gh=1.0 x km x 10N/kg x 3m=3XPI®.答：(1)物體在露出水面前受到水的浮力是104N;4 (2)物體在露出水面前受到繩子的拉力是2X10N；(3)物體的密度是 3X1(?kg/m3；(4)物體

45、在水底時,上外表受到水的壓強是3X10pa.16. (2021?衡陽)在彈簧測力計下懸掛一個金屬零件, 示數(shù)是7.4N,當把零件浸沒在密度為0.8X3kg/m3的油中時,彈簧測力計的示數(shù)是6.6N, g=10N/kg,求：(1)金屬零件所受浮力為多少？(2)金屬零件的體積為多少？(3)金屬零件的密度為多少？【解答】 解：(1)零件所受的浮力F浮=G F示=7.4N 6.6N=0.8N ,(2)把零件浸沒在油中,由F彳?=p油gV排得：V=V 排=1X10 4m3;F 浮=0,8NP 油弓 0.8X1 03kg/D3X10N/kgG(3)金屬零件的密度 P =-=左圓-=7.4 x 10kg/m

46、 3；v v gV 10N/kgXixi0-4m3答：(1)零件受到的浮力為 0.8N;(2)金屬零件的體積為 1X10 4m3;(3)該金屬零件的密度為7.4 x 10kg/m 3 .h,17. (2021?昆明)如下圖,一個半徑為r的實心球體處于某種液體中,球體最上端距離液面的距離為求液體對球體向下的壓力.(液體的密度為P,球體的體積為 -71 ?3)【解答】解：將球體分成上、下相等的兩個半球,那么上半球受到的浮力:F 彳?= p gVnf = p上半球下底面受到的壓強:p= p g(r+h),由p=1可得,上半球下外表受到的壓力：s2F 下=pS=p g (r+h) Tt r,由F浮=F

47、下-F上可得,液體對球體向下的壓力:F ± =F 下一F 浮=pg (r+h)n 2 N p g ti3= p gh 2/p g 婿=p g Wr( h+工).333答：液體對球體向下的壓力為pg/r(h+H) .318. (2021春？黎川縣期中)一個金屬塊在空氣中重3.8N,將它浸沒在盛滿水的溢水杯中時有50mL的水從溢水杯流入到量筒中,求.(1)金屬塊的體積.(2)金屬塊在水中受到的浮力.(取 g=9.8N/kg)(3)金屬塊在水中時,彈簧測力計的示數(shù).(4)金屬塊的密度.【解答】 解：(1)由量筒中的水的體積可知金屬塊的體積：V=50ml=50cm 3=5 x 10m3；(2

48、)金屬塊所受浮力等于溢入量筒中水的重力,即：F彳?=G 排=水 gV排=1.0 x 10kg/m3x 9.8N/kg x 5fm0=0.49N；(3)金屬塊浸在水中時彈簧測力計的示數(shù)：F=G F 浮=3.8N 0.49N=3.31N ;(4)金屬塊的密度為p =L=左理弋7.8 x 30g/m 3答：(1)金屬塊的體積是 5X10 5m3;(2)金屬塊所受浮力 0.49N;(3)金屬塊在水中時彈簧測力計示數(shù)為3.31N;(4)金屬塊的密度是 7.8 X 10kg/m 319. (2021?沈陽)為平安起見,初學游泳者常使用一塊泡沫浮板,用雙臂把浮板壓入水中,借助浮板所受的浮力來輔助游泳.泡沫浮

49、板的密度是0.1 X10kg/m3,體積為3000cm3.( p水二上QX 1 03kg/w3,g=10N/kg)求：(1)當浮板自由漂浮在水面上時,浮板受到的浮力的大小.(2)浮板被壓沒入水中靜止時,浮板受到雙臂的壓力的大小.【解答】 解：(1) V=3000cm3=3 x 103m3,由p可知,V333 3m=p V=0.1 x 1kg/m x 3x 10m =0.3kg,G=mg=0.3kg x 10N/kg=3N由于浮板自由漂浮在水面上,所以浮板受到的浮力 F彳?=G=3N.(2)由于浮板被壓沒入水中,所以V排人,F浮'=歡 gV排=水gV泡沫浮板=1X 1(?kg/m 3X

50、10N/kg X 3X3t03=30N, 由于浮板完全浸沒時：F浮'=F+G泡沫浮板,所以手對浮板的壓力：F壓=F浮'一G泡沫浮板=30N3N=27N;答：(1)當浮板自由漂浮在水面上時,浮板受到的浮力為3N.(2)浮板被壓沒入水中靜止時,浮板受到雙臂的壓力為27N.20. ( 2021?佛山)水平桌面上放置底面積為80cm2,質(zhì)量為400g圓筒,筒內(nèi)裝有 16cm深的某液體,彈簧測力計懸掛底面積為40cm2、高為8cm的圓柱體,從液面逐漸浸入直到浸沒,彈簧測力計示數(shù)F與圓柱體浸入液體深度 h的關系如下圖.(圓筒的厚度忽略不計,筒內(nèi)液體沒有溢出)求：(1)圓柱體浸沒在液體中所受

51、浮力是多少？(2)筒內(nèi)液體的密度是多少？(3)圓柱體浸沒時,圓筒對桌面的壓強是多少？【解答】 解：(1)由圖象知,當 h=0時,此時測力計的示數(shù)等于圓柱體的重力,所以G=10N;當h>8cm時,測力計的示數(shù)不變,說明此時浮力不變,圓柱體完全浸沒,此時F=2N;所以 F 浮=G F=10N 2N=8N;(2)物體排開液體的體積 V排打物=40>< 8X 106m3=3,2 X 104m38N-=2.5 X 10kg/m 3由F浮=液gV排得,.液=耳排 10N/kgX3. 2乂1 0 4-,3g+G 物一拉=(3.2kg+400 x 10 kg)(3)液體的質(zhì)量 m 液=液 V

52、 液=2.5 X 13kg/m 3x 80 X 16 X 61m3=3.2kg將圓柱體、圓筒、液體看做一個整體,那么其對地面的壓力F' =(m液+m筒)x 10N/kg+10* 2N=44NFp=一=",-=5.5 x 3PaS 80X18N; (2)筒內(nèi)液體的密度是2.5X10kg/m3； (3)圓柱體浸沒答：(1)圓柱體浸沒在液體中所受浮力是 時,圓筒對桌面的壓強是5.5X10Pa.21 . (2021?淄博)中國第一艘航母-遼寧艦于2021年9月正式服役.該艦長 304m、寬70.5m,滿載時排水量67500t,最高航速60km/h .海水的密度為1.0X10kg/m3

53、, g取10N/kg .求：(1)滿載時該艦受到的浮力；(2)海面下7m處的艦體受到海水的壓強；(3)遼寧艦在執(zhí)行任務時,以 40km/h的速度勻速航行 5h,假設航行時的阻力為 1.5X10 N,那么這一過程中 動力所做的功是多少？【解答】 解：(1)該航母滿載時,受到的浮力：F ?=G 排=m 排 g=67500X 1000kg義 10N/kg=6.75 義 航,(2)海面下7m處的艦體受到海水的壓強p=p gh=1.0 x 13kg/m 3x 10N/kg x 7m=7XRO；(3) v二,t遼寧艦航行的路程：5s=vt=40km/h x 5h=200km=2 xm0由于船勻速行駛,所以

54、F=f=1.5 X10n,船的動力所做的功：W=Fs=1.5 X 17NX 2X 5m=3X 1d2J.答：(1)滿載時該艦受到的浮力為6.75 X10N；(2)海面下7m處的艦體受到海水的壓強為7X1(4Pa；(3)那么這一過程中動力所做的功是3X102j.22. ( 2021?隨州)如圖(1)溢水杯中裝滿水(水的密度用表示),將一正方體木塊(棱長為a)輕輕放入溢水杯中,木塊靜止時浸入水的深度為a3'現(xiàn)在用一根輕細鋼針對著木塊上外表中央豎直向下施加壓力p、a、g表示相關量F, F從0慢慢增加,直到木塊恰好完全浸沒水中.解題時用(1)求木塊恰好完全浸沒水中時壓力Fm(2)在F從O增至F

55、m過程中,木塊浸沒在水中的深度x從月增到a,推導出F與x間的函數(shù)關系式3(3)將F、x的函數(shù)關系圖象畫在相應的坐標系中,并標出兩端點的橫、縱坐標.【解答】答：(1) F=0 時,F 浮=G, G=p.laX2g=Ji p 3g.33F=Fm 時,F 浮=G+Fm,Fm=F 浮G=p a3g - Jl p 3g=± p 3g ；33(2) F 為一般值時,F+G=F浮,F=F浮-G,即：F=p 2gx)rl p 3g；3(3)線段起點坐標(la, 0),終點坐標(a, p 3g),如下圖：3323. ( 2021?秦安縣校級模擬)將一體積是1000cm3的實心立方體木塊輕輕地放人盛滿水的大燒杯內(nèi),待木塊靜止時,從杯中溢出600g水,如下圖.求：(1)木