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文檔簡介
浮力計算專題1、如圖15所示,容器中裝有水,水中有一個木塊被細(xì)線系著,已知水重200N,水深為0.5m,木塊的體積為4dm3,木塊的密度為0.6×103kg/m3,試求:(1)木塊受到的浮力是多大?(2)若繩子斷了,最終木塊漂浮在水面上時,所受的浮力為多大?2、用一彈簧測力計掛著一實心圓柱體,圓柱體的底面剛好與水面接觸(未浸入水)如圖甲,然后將其逐漸浸入水中,如圖乙是彈簧測力計示數(shù)隨柱體逐漸浸入水中的深度變化情況,求:(g取10N/kg)(1)圓柱體受的最大浮力。(2)圓柱體的密度。3、一個不規(guī)則的實心物體,質(zhì)量55g,放入裝滿純水的燒杯中,沉入底部,排開0.5N的水。然后向燒杯中加鹽并攪拌,直到物體懸浮為止。g=10N/kg)求:(1)物體在純水中所受的浮力;(2)物體的體積:(3)物體懸浮時鹽水的密度。5、一帶閥門的圓柱形容器,底面積是300cm2,裝有13cm深的水。正方體A邊長為12cm,重25N,用細(xì)繩懸掛放入水中,有1/6的體積露出水面,如圖11所示。試求:(1)A受到的浮力(2)若細(xì)繩所能承受的最大拉力是14.92N,通過閥門K緩慢放水,當(dāng)繩子剛要被拉斷的瞬間,容器中液面下降的高度。(取g=10N/kg)7、密度是0.6×103kg/m3的木塊,體積是4m3當(dāng)它浮在水面上時,取g=10N/kg,求:(1)木塊重力;(2)木塊受到的浮力;(3)木塊排開水的體積;(4)木塊露出水面的體積.8、如圖所示,水面上漂有一塊體積為2米3的浮冰,露出水面的體積為0.2米3,。求:該冰塊受到的浮力。9、有一體積為1×10-4米3的實心鐵塊,掛在彈簧秤上后浸沒在水中(鐵塊沒有接觸容器底部),鐵的密度為7.8×103千克/米3,求:(1).鐵塊的重力。(2).鐵塊所受到的浮力。(3).彈簧秤的示數(shù)。10、有一密度為,邊長為10cm的立方體木塊浸在水中,如圖5所示,若用對木塊的拉力是N,求木塊此時受到的浮力?(用三種方法)13、一個物塊浮在水面上,它沒入水中部分的體積是50cm3,露在水面上的部分體積是25cm3。(1)物塊受到的浮力多大?(2)物塊的質(zhì)量是多大?(3)物塊的密度是多大?14、彈簧秤下掛一個物體,在空氣中讀數(shù)是1.65N,當(dāng)物體全部浸入水中時,彈簧秤示數(shù)是0.9N.求:(1)物體受到的浮力;(2)物體的體積;(3)物體的密度.(g=10N/kg)15、把一個外觀體積為17.8cm3的空心銅球放入水中,它恰好處于懸浮狀態(tài),已知銅的密度是8.9×103kg/m3,g取10N/kg。求:(1)空心銅球的重力;(2)銅球空心部分的體積。16、用彈簧測力計測石塊,其重為9.8N,若把石塊的一半浸沒于水中,彈簧測力計的讀數(shù)為7.84N,(ρ煤油=0.8×103kg/m3)則:⑴.此石塊所受到的浮力是多大?⑵.這種石塊的密度是多少?⑶.若把石塊全部浸入煤油中,彈簧測力計的讀數(shù)將變?yōu)槎啻?一艘潛水艇的體積為,其內(nèi)部水箱的容積是,當(dāng)它在水下勻速航行時,水箱正好灌滿水,此時潛水艇受到的浮力是多少?當(dāng)潛水艇排完水箱中水時,潛水艇勻速航行時受到的浮力是多少?(海水密度為,)23、將邊長是10cm的實心立方體木塊輕輕地放入盛滿水的大水槽內(nèi).待木塊靜止時,從水槽中溢出了600g水,g取10N/kg,求:(1)木塊受到的浮力;(2)木塊的密度;一、計算題1、(1)水對容器底部的壓強是:p=ρ水gh=1×103×10×0.5=5×103Pa………………(2分)木塊受的浮力是:F=ρ水gV木=1×103×10×4×10-3=40N………………(2分)(2)最終木塊漂浮在水面上時,所受的浮力時:F′=G木=ρ水gV木=0.6×103×10×4×10-3=24N………(2分)因為木塊浮出水面的過程中,水面下降,所以此時水對容器底的壓強比第(1)問中的小…………(1分)2、(1)由題意可知F浮=G-F‘=2.0N-1.4N=0.6N(2)由圖可知,圓柱體剛浸沒時下表面距水面距離為h=12cm=0.12m∵P=gh∴P=1×103kg/m3×10N/g×0.12m=1.2×103Pa(3)∵F浮=液V排g∴V排=F浮/水g=0.6/1×103×10=0.6×10-4m3圓柱體浸沒V物=V排又G=mg=物V物g∴=G/V物g=2.0/0.6×10-4×10=3.3×103kg/m33、(1)F浮=G排=0.5N(2)G排=ρ水gV排浸沒時V物=V排=5×10-5m3(3)因為物體懸浮,所以ρ鹽水=ρ物=m物/V物=0.055kg/(5×10-5m3)=1.1×103kg/m34、本題要求學(xué)生會結(jié)合二力平衡知識,用簡單公式計算質(zhì)量、密度、浮力,認(rèn)真學(xué)習(xí)的同學(xué)都能夠做好.難度系數(shù)0.8.正確答案:(1)160kg(2)800kg/m3(3)1600N5、解:容器中水的積為:V水=SH=3.9×10-3m3,正方體的體積為VA=L3=1.728×10-3m3。(1)A受到的浮力為:F浮=ρ水gVA=14.4N。設(shè)A放入水中后水深為H′,則有SH′=V水+VA,所以H′=0.178m。此時水對容器底部的壓強p=ρ水gH′=1.78×103Pa。(2)初始A浸入水中深度為h0=5L/6=10cm。當(dāng)繩子剛被拉斷時有:Fm+F浮′=G,所以F浮′=10.08N。設(shè)此時A浸入水中深度為h,則有F浮′=ρ水gL2h。所以h=7cm,Δh=h-h=3cm。6、精析分別對木塊所處的幾種狀態(tài)作出受力分析.如圖3(a)(b)(c).(a)(b)(c)圖(a)中,木塊受拉力F1,重力和浮力.圖(b)中,細(xì)線剪斷,木塊處于漂浮狀態(tài),設(shè)排開水的體積為V排.圖(c)中,將露出水面的部分切去后,木塊仍漂浮,這時再施加F2=1N的壓力,仍有部分體積露出水面.已知:F1=2N,F(xiàn)2=1N,V′=20cm3—2×10—5m3求:水解根據(jù)三個圖,木塊均靜止,分別列出受力平衡過程將公式中各量展開,其中V排指圖(b)中排開水的體積.代入數(shù)值事理,過程中用國際單位(略)水V—木V=水V排—木V(水V排—木V排)=+水×2×10—5約去V排和V,求得:水=0.6×103kg/m3答案木塊密度為0.6×103kg/m3.7、240024002.41.68、V排=V物-V露=2米3-0.2米3=1.8米31分F浮=ρ水gV排1分=1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×1.8米31分=17640牛1分9、(1).m=ρV=7.8×103千克/米3×1×10-4米3=0.78千克2分G=mg=0.78千克×9.8牛/千克=7.644牛2分(2).F浮=ρ水gV排=1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×1×10-4米3=0.98牛3分(3).彈簧秤示數(shù)為F=G-F浮=7.644牛-0.98牛=6.664牛2分說明:(1)、(3)小題中公式1分,代入與結(jié)果1分(2)小題公式1分,代入1分,結(jié)果1分10、解法一:根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因求解即:解法二:根據(jù)阿基米德原理求解。解法三:根據(jù)木塊受到的力求解。11、精析這道題可以用計算的方法來判斷,關(guān)鍵是比較兩個體積,一是冰熔化前,排開水的體積V排,一個是冰熔化成水后,水的體積V水.求出這兩個體積,再進(jìn)行比較,就可得出結(jié)論.解(1)如圖5(a)冰在水中,熔化前處于漂浮狀態(tài).F?。紾冰水gV排=m冰gV排=冰熔化成水后,質(zhì)量不變:m水=m冰求得:V水==比較①和②,V水=V排也就是冰熔化后體積變小了,恰好占據(jù)了原來冰熔化前在水中的體積.所以,冰在水中熔化后液面不變(2)冰在鹽水中:冰熔化前處于漂浮,如圖5(b),則F鹽浮=G冰鹽水gV排鹽=m冰gV排鹽=①冰熔化成水后,質(zhì)量不變,推導(dǎo)與問題(1)相同.V水=②比較①和②,因為水=鹽水∴V水=V排排也就是冰熔化后占據(jù)的體積要大于原來冰熔化前在鹽水中的體所以,冰在鹽水中熔化后液面上升了。答案(1)冰在水中熔化后液面不變.(2)冰在鹽水中熔化后液面上升。思考冰放在密度小于冰的液體中,靜止后處于什么狀態(tài),熔化后,液面又如何變化?12、精析從受力分析入手,并且知道冰熔化,質(zhì)量不變,體積減小,造成液面下降。已知:S=50cm2,h1=4.6cm,h2=0.44cm求:石解V冰+V石=Sh1=50cm2×4.6cm=230cm3冰熔化后,水面下降h2.V′=h2S=0.44cm×50cm2=22cm3∵m冰=m水冰V冰=水V水==,V水=V冰V′=V冰-V水=V冰-V冰=V冰0.1V冰=22cm3V石=230cm3—220cm3=10cm3冰、石懸浮于水中:F?。紾冰+G石水g(V冰+V石)=水gV冰+水gV石石===3.2g/答案石塊密度為3.2g/13、(1)0.49(2)0.05kg(3)0.67g/cm314、(1)0.75N(2)7.5×10-5m3(3)2.2×103kg/m315、(1)由空心銅球懸浮在水中可知V排=V球=17.8cm3根據(jù)阿基米德原理得:F浮=液gV排=1.0×103×10×17.8×10-6=0.178N由懸浮條件可知空心銅球的重力G=F浮=0.178N(2)由=和G=mg可知空心銅球的實心部分體積V實===2×10-6m3=2cm3空心銅球中空心部分的體積V空=V-V實=15.8cm316、1.96N、2.5×103Kg/m3、5.88N17、(1)(1分)(1分)(N)(1分)(2)(1分)(N)(1分)(1分)(N)(1分)18、(1)(2)即:(3)19、(1)(2)(3)20、21、(1)F浮=G排=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×200×10-6m3=2N1分(2)燒杯和水的重力、物體A對水向下的作用力(或物體A受到的浮力)注::回答“燒杯和水的重力”
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