2020浙教版科學(xué)考前刷題必備系列十一：壓強(qiáng)、浮力計算

1、2020浙教版科學(xué)考前刷題必備系列(十一)浮力與壓強(qiáng)計算(3).偉大的中華民族正在走向復(fù)興，人民海軍走向深藍(lán).2019年4月23日，為慶祝中國人民海軍成立七十周年，中國完全自主研制的055大型驅(qū)逐艦首次在山東青島公開亮相.該艦是中國第一款排水量超過萬噸的主力驅(qū)逐艦，艦長 183 m、寬23 m ,滿載時吃水深度為 8 m,排水量可達(dá)12 500 t , (g取10 N/kg ,海水密 度取 p 海水=1.0X 103 kg/m3)求055驅(qū)逐艦滿載時所受的浮力；(2)求055驅(qū)逐艦滿載時，艦底受到的海水的壓強(qiáng).(3)若一架總質(zhì)量為13 t的直升機(jī)為了執(zhí)行偵察任務(wù)飛離驅(qū)逐艦，求055驅(qū)逐艦浸在水

2、里的體積減少了多少.某容器放在水平桌面上，盛有足量的水.現(xiàn)將體積為1.25X10-4 m3、質(zhì)量為0.4 kg的實心正方體放入水中，正方體不斷下沉，直到沉底，如圖所示. (已知p水= 1.0X103 kg/m3, g= 10 N/kg)求：(1)正方體受到的重力的大??；(2)正方體浸沒在水中受到的浮力的大小F??； (3)容器底部對正方體的支持力的大小和正方體對容器底部的壓強(qiáng).如圖所示，在容器底部固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧上端連有一邊長為0.1 m的正方體物塊 A,當(dāng)容器中水的深度為30 cm時，物塊A體積的3露出水面，此時彈簧恰好處于自然伸長狀態(tài)(p水=1.0X 103 kg/m3 g取105N/k

3、g),求物塊A受到的浮力；(2)物塊A的密度；(3)往容器內(nèi)緩慢加水，至物塊 A剛好浸沒水中，立即停止加水，此時彈簧對物塊A的作用力F.m2,內(nèi)盛30 cm深的水.現(xiàn)將一個底 物體漂浮在水面.其浸入水中的物體最終恰好浸沒于水中靜止，如圖.圓柱形容器置于水平地面(容器重忽略不計)，容器的底面積為 0.2 面積400 cm2、體積4 000 cm3的均勻?qū)嵭膱A柱體放入其中，如圖甲所示, 深度為5 cm；當(dāng)再給物體施加一個豎直向下大小不變的壓力F以后,乙所示.“水=1.0103 kg/m3, g 取 10 N/kg）則: (1)物體受到的重力是多少？(2)物體浸沒水中靜止時容器對地面的壓強(qiáng)是多少？(

4、3)從物體漂浮水面到浸沒水中靜止過程中壓力F做了多少功?甲.用彈簧測力計懸掛一實心物塊，物塊下表面與水面剛好接觸，如圖甲所示.由此處勻速下放物塊，直至浸沒于水中并繼續(xù)勻速下放(物塊始終未與容器接觸).物塊下放過程中，彈簧測力計示數(shù)F與物塊下表面浸 入水中白深度h的關(guān)系如圖乙所示.求：(1)物塊完全浸沒在水中受到的浮力;(2)物塊的密度；Pa?(3)從物塊剛好浸沒水中到 h= 10 cm過程中，水對物塊下表面的壓強(qiáng)變化了多少.如圖甲，將一重為 8 N的物體A放在裝有適量水白杯中，物體 A漂浮于水面，浸入水中的體積占總體積一 4的工此時水面到杯底的距離為 20 cm ,如果將一小球 B用體積和重力

5、不計的細(xì)線系于A下方后，再輕輕放5入該杯水中，靜止時 A上表面與水面剛好相平，如圖乙.已知 陽=1.8X 103 kg/m3, g= 10 N/kg.求：(1)在甲圖中杯壁上距杯底 8 cm處O點受到水的壓強(qiáng)；(2)甲圖中物體A受到的浮力；物體A的密度；(4)小球B的體積.卬乙.為節(jié)約水資源，公廁用的定時定量沖水裝置主要部件如圖所示，浮筒底面積為Si = 100 cm2且足夠高，略大于出水口的圓形閥門(厚度不計)的表面積為S2=20 cm2,浮筒與閥門用細(xì)桿相連，不計浮筒、閥門、輕 桿的重量.通常情況下，水龍頭以滴漏形式向儲水桶供水，當(dāng)儲水罐水位上升到20 cm時，浮筒即將通過輕桿將閥門拉起沖

6、水，問即將開始沖水時(g= 10 N/kg , p水=1.0X103 kg/m3)(1)閥門所受水的壓強(qiáng) p為多少？(2)浮筒對閥門的拉力 F為多大?(3)浮筒浸入水中部分的深度 H為多少？電/筒二二二二閥門二三已x.狗拉雪橇是因紐特人冬日常用的出行方式，阿拉斯加雪橇犬因為耐寒，耐力好而能夠勝任這一工作.現(xiàn)有一雪橇及貨物總質(zhì)量為200 kg,設(shè)雪地能承受的最大壓強(qiáng)為5 000 Pa,地面對雪橇的摩擦力為重力的0.1倍.(g=10 N/kg)(1)試求雪橇面積最小應(yīng)為多少？(2)如果每條阿拉斯加雪橇犬能提供50 N的拉力，至少需要多少只雪橇犬才能拉動雪橇？(3)因紐特人乘雪橇行過的雪地上會形成一

7、層薄冰，請解釋其形成的過程.9.2019年，我國航天事業(yè)取得了世界矚目的又一項成就一一“玉兔二號”月球車成功登陸月球背面.圖示為科技館展廳內(nèi)“玉兔二號”月球車的模型，質(zhì)量為 36 kg.(g取10 N/kg)(1)模型車靜止在水平地面上時，它對地面的壓力為多少？1一，,，6.將該模型車靜止在月球表面時，車(2)若車輪與地面的總接觸面積為400 cm2,則車對地面的壓強(qiáng)為多少？月球?qū)λ砻娓浇奈矬w的引力為地球?qū)Φ孛娓浇晃矬w引力的 對月面的壓強(qiáng)為多少?10.如圖所示，夏天的街道上灑水車經(jīng)常出現(xiàn)，降低了街道的溫度，為市民提供更舒適的生活環(huán)境.某灑水車自重5 t,滿載時可裝5 m3的水，每個輪子

8、與地面的接觸面積為50 cm2.求(g取10 N/kg)：(1)當(dāng)灑水車滿載并以 2 m/s的速度做勻速直線運(yùn)動時，牽引力為1X105 N,則此時灑水車受到的摩擦力是多少？(2)灑水車以2 m/s的速度勻速行駛 5 min通過的路程是多少?(3)灑水車滿載時對地面的壓強(qiáng)是多少?(4)請用物理知識簡要分析灑水車灑水時在水平路面勻速行駛一段時間后機(jī)械能的變化情況.參考答案1.解：(1)驅(qū)逐艦滿載時所受的浮力為F浮=G排=m排g= 12 500 X 103 kg X 10 N/kg = 1.25X 108 N(2)滿載時艦底受到海水的壓強(qiáng)p= p海gh = 1.0 x 103 kg/m3 x 10

9、N/kg x 8 m = 8 x 104 Pa(3)直升飛機(jī)飛離驅(qū)逐艦，055驅(qū)逐艦所受的浮力減少了Fb = G機(jī)=m機(jī)g= 13X 103kgX 10 N/kg = 1.3X105 N,由阿基米德原理 F浮=p gV非可知，055驅(qū)逐艦浸在水中的體積減小了F浮V排=1.3X 105 N1.0103 kg/m3 10 N/kg13 m3.解：(l)G=mg=0.4 kg X 10 N/kg = 4 N(2)F 浮=p水 gV 排=1.0X 103 kg/m3x 10 N/kg x 1.25X 10 4 m3= 1.25 N(3)正方體沉底，有 G = F支+F浮，可得F支=6 5浮=4 N-

10、1.25 N = 2.75 N = F 壓=5 支=2.75 NF壓 p= S2.75 N=1 100 Pa (3/1.25 x 10 4) 2 m2.解：(1)物塊 A體積為 V=(0.1 m)3= 10 3 m3 322.根據(jù)題意可得，物塊 A排開水的體積為 V排=丫一丫露=丫一丫=工丫 = * 0.001 m3=4X 10555m3物體 A受到的浮力為 F浮=p水gV排=1 X 103 kg/m3x 10 N/kg X4X10 4m3= 4 N(2)由于彈簧處于自然伸長的狀態(tài)，重力等于浮力，故Ga= F浮=4 N ,GamAmA=-g-=0.4 kg,所以號度 p=-0.4 kg10 3

11、 m3= 0.4 * 103 kg/ m3(3)物塊A浸沒時受到的浮力為F浮=p水gV= 1X 103 kg/m3x 10 N/kg x 103m3= 10 N由于Ga=4 N,所以彈簧對物體 A的作用力F = F浮一Ga= 10 N-4 N = 6 N4.解：(1)物體漂浮時排開液體的體積為V排= 0.04 m2X0.05 m = 2X10 3 m3物體受到的浮力為 F 浮=p 水 gV 排=1.0X 103 kg/m3x 10 N/kg x 2X 10 3 m3=20 N物體受到的重力為 G物=5浮=20 N(2)當(dāng)物體浸沒時，排開液體的體積為 V排=4X 103m3,物體受到的浮力為 F

12、浮=p水gV排=1.0X103 kg/m3x 10 N/kg X4X 10 3 m3=40 N ,壓力 F 為 F = F 浮G 物=40 N - 20 N = 20 N,容器內(nèi)水的體積 V 水=0.2 m2x 0.3 m = 0.06 m3,容器內(nèi)水受到的重力為 G水=p水gV水=1.0X103 kg/m3x 10 N/kg x 0.06 m3 = 600 N,容器對地面的壓力為5壓=6水+ G物+F= 600 N+20 N + 20 N = 640 N,容器對地面的壓強(qiáng)為p =F壓 640 NSI 0.2 m2=3 200 Pa 3/ CCC -3(3)由題意得，物體露出水面的高度為八露=

13、5一5 cm = 40Q cm2 - 5 cm = 0.05 m ,施加壓力 F后，水面上升一，. VV排 2X10 3 m31“，八 一局度為h水=-=一2=0.01 m,則物體下降的圖度為h=h露一h水=0.05 m 0.01 m= 0.04 m ,壓S 0.2 m2力 F 做的功為 W= Fh=20 NX 0.04 m=0.8 J.解：(1)由圖乙可知：G = 8 N,在浸沒水中時 F拉=4 NF 浮=G-F 拉=8 N-4 N =4 N(2)由F浮=p水gV排得物體的體積 V= V排=;3-;-3dn M/. =4X10 4 m3代Kg 1X 103 kg/m3x 10 N/kgm G

14、8_N3, , 3。物=VVg 4X 10 4 m3x 10 N/kg _2 10 kg/m由圖乙可知，h= 4 cm時物塊剛好浸沒水中，因此從物塊剛好浸沒水中到 h= 10 cm過程中，水對物塊下表面的壓強(qiáng)變化為 p= p水 g 由=1X103 kg/m3 x 10 N/kg x (10 4) x 10 2 m=600 Pa.解：(1)p 水=pk gh=1.0X 103kg/m3x 10 N/kg x (0.20 m - 0.08 m) = 1 200 Pa(2)因為A漂浮在水中，所以 F浮=Ga= 8 N3)當(dāng) A 漂浮在水中時，Ga= F 浮，即 pAgV= p7xgV 浸，所以 qa

15、=二 p水=：x 1.0 x 103 kg/m3 = 0.8x 103 kg/m3V 5(4)當(dāng)A與B浸沒水中時，小球 B對A的拉力F =1p水gV = ；p水g(4V) = ；F浮=；X 8 N = 2 N,小球B受到的 54544力： Gb=Fb浮+F,即 但gVB = p水gVB+ F,貝U Vb =( .戰(zhàn))g =2N(1.8X103 kg/m31X 103 kg/m3) x 10 N/kg= 2.5X 10 4 m37.解：(1)當(dāng)儲水罐水位上升到 20 cm時，閥門所受水的壓強(qiáng)為：p= p gh=1.0X 103 kg/m3x 10 N/kg x 0.2 m = 2X 103 Pa

16、(2)開始沖水時，閥門受到水的壓力為：F 閥=pS2= 2.0X 103 Pax 2.0X 10 3 m2= 4 N由于浮筒、閥門、輕桿的重量不計，開始沖水時，浮筒對閥門的拉力剛好等于水對閥門的壓力F= F 閥=4 N (3)閥門拉起沖水時， 浮筒對閥門的拉力等于浮筒受到的浮力，則 5浮=5 = 4 N,由阿基米德原理可得， 浮筒=4X 10 4 m3F浮排開水的體積為：V，=-rid kgiio N/kg浮筒底面積為 S = 100 cm2= 10 2 m2,所以浮筒浸入水中部分的深度H為4X 10 4 m310 2 m2=0.04 m = 4 cm8,解：(1)當(dāng)壓強(qiáng)最大時，受力面積最小，

17、根據(jù)p = F得S= F = Ga00黑,N/kg4 m2S ppp 5 000 Pa(2)雪橇所受的摩擦力 f= 0.1G= 0.1 x 200 kg x 10 N/kg = 200 N當(dāng)拉力大于或等于地面對雪橇的摩擦力時，雪橇能被拉動，每條阿拉斯加雪橇犬可以提供50 N的拉力，則拉動雪橇需要阿拉斯加雪橇犬約200N= 4只50 N(3)雪橇行駛的雪面上的雪先熔化成為水，然后水放熱凝固成冰.9.解：(1)模型車靜止時對地面的壓力F =G=mg=36 kg X 10 N/kg = 360 N(2)車輪與地面的接觸面積 S=400 cm2=4X 10 2 m2車對地面的壓強(qiáng) p= F=360 N 2 = 9X 103 Pa TOC o 1-5 h z S 4X10 2 m2a1在月球上 玉兔二號 受到的重力 G = 6G = 6 X 360 N = 60 N口口 , F G60 N3車對月 面的壓強(qiáng) p = 飛-=鼠 =4. 10 2 m2 = 1.5 x 103 Pa10.解：(1)灑水車在做勻速直線運(yùn)動時