有关浮力和压强的计算题
1、如图 15 所示,容器中装有水,水中有一个木块被细线系着,已知水重200N,水深为0.5m ,木块的体积为4dm3,木块的密度为0.6 × 103kg/m 3,试求:
(1)水对容器底面的压强是多少?木块受到的浮力是多大?
(2)若绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力为多大?
此时水对容器底的压强比第(1)问中的大还是小?
2、用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体,圆柱体的底面刚好与水面接触( 未浸入水 ) 如图甲,然后将其逐渐浸入水中,
如图乙是弹簧测力计示数随柱体逐渐浸入水中的深度变化情况,求:(g 取 10N/ kg)
(1)圆柱体受的最大浮力。
(2)圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强。
(3)圆柱体的密度。
3、一个不规则的实心物体,质量55g ,放入装满纯水的烧杯中,沉入底部,排开0.5N的水。然后向烧杯中加盐并搅拌,直到物体悬浮为止。g=10N/kg )求:
(1)物体在纯水中所受的浮力;
(2)物体的体积:
(3)物体悬浮时盐水的密度。
4、( 9 分)一根木头重为1600N,体积为0.2m 3,漂浮在水面上,g 取 10N/kg .求:
(1)木头的质量;
(2)木头的密度;
(3)木头受到的浮力.
5、一带阀门的圆柱形容器, 底面积是300cm2, 装有 13cm 深的水。正方体 A 边长为 12cm, 重 25N, 用细绳悬挂放入水中,有1/6 的体积露出水面 , 如图 11 所示。试求 :
(1)A 受到的浮力 , 此时水对容器底部的压强。
(2) 若细绳所能承受的最大拉力是14.92N, 通过阀门K 缓慢放水 , 当绳子刚要被拉断的瞬间, 容器中液面下降的高度。( 取 g =10N/kg)
6、如图所示的木块浸没在水中,细线对木块的拉力是2N.剪断细线,待木块静止后,将木块露出水面的部分切去,
再在剩余的木块上加1N 向下的压力时,木块有20cm3的体积露出水面.求木块的密度.(g 取 10N/kg )
7、密度是 0.6 × 103kg/ m 3的木块,体积是 4 m3当它浮在水面上时,取g=10 N/kg ,求:
( 1)木块重力;( 2)木块受到的浮力;
( 3)木块排开水的体积;(4)木块露出水面的体积 .
8、如图所示,水面上漂有一块体积为 2 米3的浮冰,露出水面的体积为0.2 米3,。求:该冰块受到的浮力。
9、有一体积为1× 10-4米3的实心铁块,挂在弹簧秤上后浸没在水中(铁块没有接触容器底部),铁的密度为7.8 × 10 3千克/米3,求:
(1).铁块的重力。
(2).铁块所受到的浮力。
(3).弹簧秤的示数。
10、有一密度为,边长为10cm 的立方体木块浸在水中,如图 5 所示,若用对木块的拉力是N,求木块此时受到的浮力?(用三种方法)
11、如图 5 中,容器内分别装有水和盐水,在液面上浮着一块冰,问:(1)冰在水中熔化后,水面如何变化?( 2)冰在盐水中熔化后,液面如何变化?
( a)(b)
12、一块冰内含有一小石块,放入盛有水的量筒内,正好悬浮于水中,此时量筒内的水面升高了 4.6cm .当冰熔化后,
水面又下降了 0.44cm .设量筒内横截面积为2,求石块的密度是多少?(=0.9 ×1033)
50cm水kg/m
13、一个物块浮在水面上,它没入水中部分的体积是50cm3,露在水面上的部分体积是25cm3。
(1)物块受到的浮力多大 ?
(2)物块的质量是多大 ?
(3)物块的密度是多大 ?
14、弹簧秤下挂一个物体,在空气中读数是 1.65 N ,当物体全部浸入水中时,弹簧秤示数是0.9 N.求:
(1)物体受到的浮力;
(2)物体的体积;
(3)物体的密度 . ( g =10 N/kg )
15、把一个外观体积为17.8cm 3的空心铜球放入水中,它恰好处于悬浮状态,已知铜的密度是8.9 × 103kg/m 3, g 取10N/kg 。求:
( 1)空心铜球的重力;(2)铜球空心部分的体积。
=0.8 ×16、用弹簧测力计测石块,其重为9. 8N,若把石块的一半浸没于水中,弹簧测力计的读数为7. 84N, ( ρ
煤油
103 kg/m 3) 则:
⑴ . 此石块所受到的浮力是多大?
⑵ . 这种石块的密度是多少?
⑶ . 若把石块全部浸入煤油中,弹簧测力计的读数将变为多大?
17、一艘潜水艇的体积为,其内部水箱的容积是,当它在水下匀速航行时,水箱正好灌满水,此时潜水艇受到的浮力是多少?当潜水艇排完水箱中水时,潜水艇匀速航行时受到的浮力是多少?(海水密度为
,)
18、在抗震救灾中,某舟桥部队利用冲锋舟为灾区开辟了水上生命线(如图所示),人们乘坐的冲锋舟满载时排开水
的体积是 1.5m3 , 冲锋舟自重为 0.6 × 10 4N, 假设每人的平均质量为 60Kg。求:
(1)冲锋舟满载时所受的浮力是多少?
(2)为保证安全,这条冲锋舟最多能承载多少人?
( 3)冲锋舟底部0.5m 深处所受水的压强多大?(水的密度为1× 103Kg/m3, g= 19N/Kg)
19、小明将一块冰放到一杯冷水中,他测出某时刻冰块露出水面的体积是 1.0 × 10- 63
m,占整个冰块体积的十分之一,
同时测出了杯中水的深度为0.15m。求:
(1)水对杯子底部的压强;
(2)此时冰块受到的浮力;
(3)冰块的密度。( g 取 10N/kg 、ρ水= 1.0 × 103 kg/m 3)
20、弹簧测力计下吊着一重为 1.47N 的石块,当石块全部浸入水中时,弹簧测力计的示数为0.98N 。求:( 1)石块受到的浮力;(2)石块的体积;( 3)石块的密度。
21、如图示,在托盘台秤上放有一个装水的烧杯,一个质量m=900g、体积V=200cm3的实心物体被用细线吊着浸在水
中。( g=10N/kg )
(1)计算物体受到的浮力,写出计算过程。
(2)此时托盘台秤的示数等于哪几个力的大小之和?
22、如图所示,物体漂浮在圆柱形容器的水面上, B 物体上放着一个物体 A 时, B 排开水的体积为;若将 A 取下放
入水中静止后,A、B 两物体排开水的总体积为V2,且,,,求容器底对物体 A 的支持力的多少?
23、将边长是10cm 的实心立方体木块轻轻地放入盛满水的大水槽内.待木块静止时,从水槽中溢出了600g水, g 取10N/ kg,求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块的密度;
(3)木块下表面受到的水的压强.
1、( 1)水对容器底部的压强是:p=ρ水gh=1×10 3× 10× 0.5=5 × 103 Pa,,,,,,(2 分)
木块受的浮力是:=ρgV3× 10× 4× 10-3(2 分)
=1× 10=40N,,,,,,
水木
( 2)最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力时:
′ ==ρgV3×4×10-3=24N,,,(2 分)
=0.6 × 10× 10
水木
木
因为木块浮出水面的过程中,水面下降,所以此时水对容器底的压强比第(1)问中的小 ,,,,( 1 分)2、( 1)由题意可知 F 浮 =G-F‘ =2.0N-1.4N=0.6N
( 2)由图可知,圆柱体刚浸没时下表面距水面距离为
h=12cm=0.12m
∵ P=gh∴ P=1× 103kg/m 3× 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
-43
m
圆柱体浸没V物=V排
又 G=mg=物 V 物 g
∴=G/V 物 g=2.0/0.6 × 10-4× 10=3.3 × 10 3kg/m 3
3、( 1) F 浮=G 排=0.5N
(2)G 排=ρ水 gV 排
-5 3
浸没时V 物 = V 排 =5× 10 m
( 3)因为物体悬浮,所以ρ 盐水=ρ 物=m物/V物=0.055kg/(5× 10-5m3)=1.1× 103kg/m3
4、本题要求学生会结合二力平衡知识,用简单公式计算质量、密度、浮力,认真学习的同学都能够做好.难度系数0.8 .正确答案:(1) 160 kg(2)800 kg/ m3(3) 1600N
5、解 : 容器中水的积为:V 水 = SH =3.9 ×10 -3 m3,
-3 3
正方体的体积为VA= L3=1.728 × 10 m。
(1)A 受到的浮力为:F 浮 =ρ 水gVA=14.4N。设A放入水中后水深为H′ , 则有
SH′ = V 水+VA, 所以 H′ =0.178m。
此时水对容器底部的压强p = ρ水 gH′ =1.78 × 103Pa。(2) 初始 A 浸入水中深度为h0=5L/6=10cm 。
当绳子刚被拉断时有:Fm+F 浮′ = G, 所以 F 浮′ =10.08N 。
设此时 A 浸入水中深度为h, 则有 F 浮′ =ρ水 gL2h。
所以 h =7cm,h = h-h =3cm。
6、精析分别对木块所处的几种状态作出受力分析.
如图 3( a)( b)( c ).
( a)( b)( c )
图( a)中,木块受拉力 F,重力和浮力.
1
图( b)中,细线剪断,木块处于漂浮状态,设排开水的体积为V.
排
图( c)中,将露出水面的部分切去后,木块仍漂浮,这时再
施加 F2= 1N的压力,仍有部分体积露出水面.
已知: F1 =2N, F2=1N, V′= 20cm3— 2× 10—5m3
求:
水
解根据三个图,木块均静止,分别列出受力平衡过程
将公式中各量展开,其中V 排指图( b)中排开水的体积.
代入数值事理,过程中用国际单位(略)
—木V=
水V
—木V
水V排
(水V 排—木V排)=+水×2×10—5
约去 V和 V,求得:=0.6 ×103kg/m3
排
水
答案木块密度为 0.6 × 103 kg/m 3.
7、 24002400 2.4 1.6
8、V排=V 物-V露=2 米3-0.2 米3= 1.8米3 1 分
F 浮=ρ水 g V排 1 分=1.0 ×103千克 / 米3×9.8牛/ 千克×1.8 米3 1 分
= 17640牛 1 分
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9、( 1). m=ρ V
=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).弹簧秤示数为
= G-
F浮
F
=7.644牛- 0.98 牛 =6.664 牛 2 分
说明:(1)、( 3)小题中公式 1 分,代入与结果 1 分
( 2)小题公式 1 分,代入 1 分,结果 1 分
10、解法一:根据浮力产生的原因求解
即:
解法二:根据阿基米德原理求解。
解法三:根据木块受到的力求解。
11、精析这道题可以用计算的方法来判断,关键是比较两个体积,一是冰熔化前,排开水的体积 V 排,一个是冰熔化成水后,水的体积 V 水.求出这两个体积,再进行比较,就可得出结论.
解( 1)如图5( a)冰在水中,熔化前处于漂浮状态.
F浮=G冰
水 g V 排= m冰 g
V 排=
冰熔化成水后,质量不变:m水= m冰
求得: V水==
比较①和②,V 水= V 排
也就是冰熔化后体积变小了,恰好占据了原来冰熔化前在水中的体积.
所以,冰在水中熔化后液面不变
( 2)冰在盐水中:冰熔化前处于漂浮,如图5( b),则
F盐浮=G冰
盐水 g V 排盐= m冰 g
V排盐=①
冰熔化成水后,质量不变,推导与问题(1)相同.
V水=②
比较①和②,因为水=盐水
∴V水=V 排排
也就是冰熔化后占据的体积要大于原来冰熔化前在盐水中的体
所以,冰在盐水中熔化后液面上升了。
答案( 1)冰在水中熔化后液面不变.(2)冰在盐水中熔化后液面上升。
思考冰放在密度小于冰的液体中,静止后处于什么状态,熔化后,液面又如何变化?
12、精析从受力分析入手,并且知道冰熔化,质量不变,体积减小,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= 22 cm3
∵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= 22cm3
V= 230333
cm— 220cm= 10cm 石
冰、石悬浮于水中:
F浮=G冰+G石
水g( V+ V)=
水
g V
冰
+
水
g V
石冰石
石=
=
=3.2g/
答案石块密度为 3.2g/
13、 (1)0.49(2)0.05kg(3)0.67g/cm3
14、( 1) 0.75 N(2)7.5 ×10-53
( 3) 2.2× 10
3
kg/m
3 m
15、( 1)由空心铜球悬浮在水中可知V=V=17.8cm3
排球
根据阿基米德原理得 :
F 浮 =液 g V 排 =1.0 × 10 3× 10× 17.8 × 10-6=0.178N
由悬浮条件可知空心铜球的重力G= F
浮
=0.178N
( 2=和 G= mg 可知
空心铜球的实心部分体积V 实 ===2× 10- 633 m=2cm
空心铜球中空心部分的体积V 空 =V- V 实 =15.8cm 3
16、 1. 96N、 2. 5× 103Kg/m3、5. 88N
17、( 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 × 1033
×200×10
-6 3
1 分kg/m × 10N/kg m=2N
( 2)烧杯和水的重力、物体 A 对水向下的作用力(或物体 A 受到的浮力)
注::回答“烧杯和水的重力”┉┉┉┉┉┉┉┉ 1 分
回答“物体 A 对水向下的作用力(或物体 A 受到的浮力)”
┉┉1分
22、分析:A、B 分开之前漂浮在水面上,则有,将 A 取下投入水中静止后,物体 B 仍漂浮在水面上,则有,而 A 沉入容器底部受三个力作用,即重力、支持力、浮力。则有,以上三个方程相减得:可求出N。
解:原情况A、 B 叠放在一起时,漂浮在水面上,则有:①
A、 B 分开后 B 仍漂浮, A 沉入水底,则有:②
③
②-③得:,而
∴
23、⑴ 6N;⑵ 0.6× 103kg/m3;⑶ 600Pa.