浮力+滑轮=打捞问题
- 格式:doc
- 大小:91.00 KB
- 文档页数:3
浮力的计算一.解答题(共30小题)1.自钓鱼岛事件发生后,中国派出先进的海监船在钓鱼岛附近海域巡航,“中国海监50”是中国海监船建设项目二期工程中吨位最大、科技含量最高的一艘船,型长98米,型宽15.2米,型深7.8米,排水量4000吨.该船在其姐妹船“中国海监83”的基础上对一些重要设备进行了升级改造,对舱室布置作了优化调整,采用了当今世界先进的ABB电力全回转推进系统,最大航速18节,续航力大于8000海里,自持力60天.(海水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)(1)满载时,“中国海监50”船受到的浮力有多大?(2)若船底某处距海面的深度为6m,则该处受到海水的压强是多少?(3)从某一时刻开始,“中国海监50”受到水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如图甲所示,“中国海监50”的运动速度v与时间t的关系如图乙所示.第50s钟到100s钟内牵引力的功率为多少?2.如图甲所示,正方体石料在钢丝绳拉力作用下,从水面上方以恒定不变的速度缓慢下降,直至没入水中.图乙是钢丝绳拉力F随时间t变化的图象.(g取10N/kg,ρ=1.0×103kg/m3).求:水(1)石料全部没入水中时受到的浮力.(2)石料的体积.(3)石料浸没后钢丝绳拉力的功率.3.如图甲所示,水平桌面上放置底面积为100cm2、质量为500g的圆筒,筒内装有20cm深的某液体.弹簧测力计下悬挂底面积60cm2、高为10cm的圆柱体,从液面逐渐浸入直至完全浸没,弹簧测力计示数F随圆柱体浸入液体的深度h的变化关系如图乙所示:(可以忽略圆筒的厚度,过程中液体始终没有从筒中溢出),g取10N/kg,求:(1)圆柱体完全浸没时受到液体的浮力是多少?(2)筒内液体密度是多少?(3)当圆柱体完全浸没时,圆筒对桌面的压强是多少?4.某同学想测量某种液体的密度,设计了如图所示的实验,已知木块的重力为1.2N,体积为200cm3,当木块静止时弹簧测力计的示数为2N,g=10N/kg,求:(1)木块受到的浮力是多少?(2)液体的密度是多少?(3)剪断细绳,木块稳定时处于什么状态,所受浮力又是多大?5.如图甲所示,水平面上有一底面积为5.0×10﹣3m2的圆柱形薄壁容器,容器中装有质量为0.5kg 的水.现将一个质量分布均匀、体积为5.0×10﹣5m3的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水=1.0×103kg/m3)(1)求面上,物块浸入水中的体积为4.0×10﹣5m3.(g取10N/kg,水的密度ρ水物块受到的浮力大小;(2)求物块的密度;(3)用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中(水未溢出)如图乙,求此时水对容器底的压强.6.如图所示,用细绳系住体积为3×10﹣4m3的物体A,使它竖直下垂且全部浸入水中静止,此时绳子的拉力是1.5N,容器和水的总质量是0.7kg,容器与水平桌面的接触面积是100cm2.(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:(1)物体A受到的浮力;(2)物体A的密度;(3)容器对桌面的压强.7.如图所示,将质量为2kg的正方形物块,放入盛有水的水槽内,待物块静止时,其下表面距水面6cm,求:(1)物块受到水的浮力大小.(2)水对物体下表面的压强大小.8.在弹簧测力计下悬挂一个小球,示数为4.2N.当把小球的一半体积浸没在水中时,弹簧测力计的示数为1.7N.已知水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg.问:(1)小球所受的浮力为多大?(2)小球的总体积为多大?(3)把小球从弹簧测力计取下,浸没在水中后放手,请通过计算判断小球为什么不能悬浮在水中.9.如图甲所示,用吊车将棱长为1m的正方体花岗岩石从距水面1m高的A处沿竖直方向匀速放入水中.在整个过程中,钢缆拉力大小与下落高度的关系如图乙所示.求:(1)花岗岩石浸没在水中=2m)时下表面受到水的压强;(3)花岗岩石的时受到的浮力;(2)花岗岩石下落到图甲B处(h密度.10.如图所示,用弹簧秤悬挂一物体,在空气中弹簧秤示数为6N,当物体浸没在水中弹簧秤的示数是4N,g=10N/kg.求:(1)物体的重力G;(2)物体浸没在水中受到的浮力F;(3)物体浸没浮时排开水的体积V和物体的密度ρ.11.将一边长是0.1m的实心正方体,缓慢放入盛满水的烧杯内,待它静止时,从杯中溢出0.6kg 的水.(g取10N/kg,ρ=1.0×103kg/m3).(1)求正方体受到的浮力;(2)求正方体排开水的体水积;(3)判断正方体在水中静止时处于漂浮、悬浮、还是沉底,并写出判断依据;(4)求正方体的密度.12破冰船是赴极地考察的重要工具.我国“雪龙”号破冰船满载时的总质量是2×104t,求:(1)破冰船在海上满载航行时,受到的浮力是多大?(2)某次破冰时,破冰船与冰面的接触面积是10m2,冰面受到压力为破冰船满载时总重力的0.1倍,破冰船对冰面的压强是多大?13.如图所示,边长为10cm的实心正方体木块,密度为0.6×103kg/m3,静止在装有足量水的容器中,且上下底面与水面平行,求:(1)木块静止在水中时所受浮力的大小;(2)木块浸在水中的体积;(3)水对木块下底面的压强.14.一边长为10cm,密度为0.6g/cm3的正方体木块,用细线置于容器的水中,如图所示,求:(1)木块所受的浮力大小?(2)细线的拉力大小?(3)细线剪断后,木块静止时,木块下方所受到水的压强是多大?15.如图甲所示,一个边长为1m的正方体静止在湖底,上表面离水面深度为h.现用一根粗细和重力不计的绳子,将该物体从水底竖直向上拉,直至完全拉出水面,在整个拉动过程中物体始终保=1.0×103kg/m3)求:(1)持匀速运动,拉力的大小随时间变化的关系如图乙所示.(g=10N/kg,ρ水物体在露出水面前受到水的浮力是多少N?(2)物体在露出水面前受到绳子的拉力是多少N?(3)物体的密度是多少kg/m3?(4)物体在水底时,上表面受到水的压强是多少Pa?16.在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.4N,当把零件浸没在密度为0.8×103kg/m3的油中时,弹簧测力计的示数是6.6N,g=10N/kg,求:(1)金属零件所受浮力为多少?(2)金属零件的体积为多少?(3)金属零件的密度为多少?17.如图所示,一个半径为r的实心球体处于某种液体中,球体最上端距离液面的距离为h,求液体对球体向下的压力.(已知液体的密度为ρ,球体的体积为π?r3)18.一个金属块在空气中重3.8N,将它浸没在盛满水的溢水杯中时有50mL的水从溢水杯流入到量筒中,求.(1)金属块的体积.(2)金属块在水中受到的浮力.(取g=9.8N/kg)(3)金属块在水中时,弹簧测力计的示数.(4)金属块的密度.19.为安全起见,初学游泳者常使用一块泡沫浮板,用双臂把浮板压入水中,借助浮板所受的浮力来辅助游泳.已知泡沫浮板的密度是0.1×103kg/m3,体积为3000cm3.(水的密度1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:(1)当浮板自由漂浮在水面上时,浮板受到的浮力的大小.(2)浮板被压没入水中静止时,浮板受到双臂的压力的大小.20.水平桌面上放置底面积为80cm2,质量为400g圆筒,筒内装有16cm深的某液体,弹簧测力计悬挂底面积为40cm2、高为8cm的圆柱体,从液面逐渐浸入直到浸没,弹簧测力计示数F与圆柱体浸入液体深度h的关系如图所示.(圆筒的厚度忽略不计,筒内液体没有溢出)求:(1)圆柱体浸没在液体中所受浮力是多少?(2)筒内液体的密度是多少?(3)圆柱体浸没时,圆筒对桌面的压强是多少?21.中国第一艘航母﹣﹣辽宁舰于2012年9月正式服役.该舰长304m、宽70.5m,满载时排水量67500t,最高航速60km/h.已知海水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg.求:(1)满载时该舰受到的浮力;(2)海面下7m处的舰体受到海水的压强;(3)辽宁舰在执行任务时,以40km/h的速度匀速航行5h,若航行时的阻力为1.5×107N,则这一过程中动力所做的功是多少?22.如图(1)溢水杯中装满水(水的密度用表示),将一正方体木块(棱长为a)轻轻放入溢水杯中,木块静止时浸入水的深度为,现在用一根轻细钢针对着木块上表面中心竖直向下施加压力F,F从0慢慢增加,直到木块恰好完全浸没水中.解题时用ρ、a、g表示相关量(1)求木块恰好完全浸没水中时压力Fm(2)在F从O增至F过程中,木块浸没在水中的深度x从增到a,推导出F与x间的函数关系式m(3)将F、x的函数关系图象画在相应的坐标系中,并标出两端点的横、纵坐标.23.将一体积是1000cm3的实心立方体木块轻轻地放人盛满水的大烧杯内,待木块静止时,从杯中溢出600g水,如图所示.求:(1)木块受到的浮力.(2)木块排开水的体积.24.一块质量为1kg的木块浮在水面上,它的密度是0.6×103kg/m3,木块漂浮在水面上时,受到的浮力是多大?要把木块全部浸入水中,至少需要加多大竖直向下的压力?25.某同学用圆柱形容器制作了一个测量物体质量的装置.它的底部较重,可以竖直漂浮在水面,总质量为0.21kg,底面积为3×10﹣3m2,不放物体时,在与水面所对应位置处标为质量的“0”刻度线,如图.请解答下列问题(g取10N/kg)(1)不放物体时.该装置所受的浮力是多大?(2)如图所示,在该装置中放入一个体积为1.5×10﹣5m3的物块A,它的底部在水面下的深度h=0.11m.此时,该装置受到的浮力是多大?与水面所对应位置处的刻度线应标为多少克?(3)物块A的密度是多少?26.你了解水陆两用坦克吗?水陆两用坦克的车体比普通坦克要大,呈船形,所以能在水中浮动.有的利用特制的履带划水前进;有的用螺旋桨推进;有的用推进器喷水前进,两用坦克在水上航速不超过15km/h的,车辆的全部重力主要是依靠浮力来支持.在水上航速超过15km/h时,浮力有所减少,这时的水动力作用不可忽视,即两种力量共同支撑着坦克,使其不会下沉.如图所示,水陆两用坦克,总质量22t.水上最大速度14km/h,最大航程超过90km.陆地最大速度55km/h,最大行程超过385km.履带着地的面积约4m2,可越过2.9m壕沟,这种坦克配备的是450kW的柴油机.请你根据短文中信息,结合所学的知识回答问题:(g=10N/kg)(1)如图所示的水陆两用坦克,在水上航行时,所受的浮力约为N,排开水的体积约为m3.(2)如图所示的水陆两用坦克,在陆地行驶时,对地面的压强约为Pa.以最大速度行驶385km 的时间为h(3)使水陆两用坦克前进的三种方式中,涉及到“物体间力的作用是相互的”这一重要知识是()A.只有履带的划水前进B.只有螺旋桨推进C.只有推进器喷水前进D.三种方式都涉及(4)柴油机的效率(30%一45%),柴油的热值3.3×107J/kg.这种水陆两用坦克的油箱所装柴油的质量一定超过多少千克.27.某桥梁施工队的工人用如图所示的滑轮组匀速打捞沉在水中的工件.已知工件的质量为100kg 工人的质量为70kg.工件打捞出水面前与工件完全被打捞出水后工人对地面的压力之比为15:2,工件在水中时,滑轮组的机械效率为60%.若不计摩擦、绳重及水的阻力,g取10N/kg.求:;(1)工件浸没在水中时所受的浮力F浮;(结果保留两位有效数字)(2)工件完全打捞出水面后,滑轮组的机械效率η2(3)工件完全打捞出水面后,以0.2m/s的速度被匀速提升,工人拉绳的功率P.228.小明同学注意到新闻节目中经常报道国际原油价格涨至多少美元一桶,又报道我国进口原油价格每吨提高多少元.他想知道原油的单位“桶”和质量常用单位“吨”之间有什么关系.经过努力,小明设法获得“胜利原油”样品若干,并将密度为0.6×103kg/m3.体积为200cm3的立方体木块放入原油中,木块漂浮在油面上,经测量木块有的体积露出油面(g=10N/kg).求:(1)木块受到的浮力.(2)原油的密度.(3)若每桶原油的体积为m3,1t原油等于多少桶?29.有质量为24kg、体积为6×10﹣3m3的贵重物体不慎掉入河里,一名潜水员下水去打捞它.(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:(1)物体的重力;(2)物体的密度;(3)物体在水中受到的浮力;(4)潜水员潜到水下5m深处时受到水的压强.30.在南极考察中使用的海洋破冰船,针对不同的冰层有不同的破冰方法.其中一种破冰方法是:接触冰面前,船全速航行,船体大部分冲上冰面,就可以把冰压碎.(1)当破冰船航行于海面时,它的排水体积约为1500m3,求船自身的重力.(2)在一次破冰行动中,当船冲到冰面上时,船的排水体积变为原来的三分之一,船与冰层接触面积为5m2,此时破冰船对冰层的压强是多少?(海水的密度取1.0×103kg/m3,g=10N/kg)浮力的计算参考答案与试题解析一.解答题(共30小题)1.(2016?麻城市模拟)自钓鱼岛事件发生后,中国派出先进的海监船在钓鱼岛附近海域巡航,“中国海监50”是中国海监船建设项目二期工程中吨位最大、科技含量最高的一艘船,型长98米,型宽15.2米,型深7.8米,排水量4000吨.该船在其姐妹船“中国海监83”的基础上对一些重要设备进行了升级改造,对舱室布置作了优化调整,采用了当今世界先进的ABB电力全回转推进系统,最大航速18节,续航力大于8000海里,自持力60天.(海水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)(1)满载时,“中国海监50”船受到的浮力有多大?(2)若船底某处距海面的深度为6m,则该处受到海水的压强是多少?(3)从某一时刻开始,“中国海监50”受到水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如图甲所示,“中国海监50”的运动速度v与时间t的关系如图乙所示.第50s钟到100s钟内牵引力的功率为多少?【解答】解:(1)船的排水量为:m排=4000t=4×106kg,“中国海监50”所受到的浮力为:F浮=G排=m排g=4×106kg×10N/kg=4×107N.(2)船底某处的压强为:p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×6m=6×104Pa.(3)由甲图知,“中国海监50”在第50s钟到100s钟内匀速行驶,所以F=8×108N,由乙图知,船的速度是v=0.5m/s,船的推进力的功率:P=Fv=8×108N×0.5m/s=4×108W.答:(1)满载时,“中国海监50”船受到的浮力是4×107N.(2)若船底某处距海面的深度为6m,则该处受到海水的压强是6×104Pa.(3)第50s钟到100s钟内牵引力的功率为4×108W.2.(2015?盘锦)如图甲所示,正方体石料在钢丝绳拉力作用下,从水面上方以恒定不变的速度缓慢下降,直至没入水中.图乙是钢丝绳拉力F随时间t变化的图象.(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3).求:(1)石料全部没入水中时受到的浮力.(2)石料的体积.(3)石料浸没后钢丝绳拉力的功率.【解答】解:(1)由图象可知:在空气中受到的拉力F1=2.5×104N,浸没在水中受到的拉力F2=1.5×104N因为匀速下降浸没水中石料全部浸没水中受到的浮力F浮=F1﹣F2=2.5×104N﹣1.5×104N=1.0×104N;(2)根据F浮=G排=ρ液V排g石料的体积V石=V排===1m3;(3)根据V=l3=1m3,得石料边长l=1m由图可知200s至300s之间石料下降1m石料运动的速度V石===0.01m/s;石料浸没后钢丝绳拉力的功率P===Fv=1.5×104N×0.01m/s=150W.答:(1)石料全部没入水中受到的浮力1.0×104N;(2)石料的体积1m3;(3)石料浸没后钢丝绳拉力的功率150W.3.(2015?怀化)如图甲所示,水平桌面上放置底面积为100cm2、质量为500g的圆筒,筒内装有20cm深的某液体.弹簧测力计下悬挂底面积60cm2、高为10cm的圆柱体,从液面逐渐浸入直至完全浸没,弹簧测力计示数F随圆柱体浸入液体的深度h的变化关系如图乙所示:(可以忽略圆筒的厚度,过程中液体始终没有从筒中溢出),g取10N/kg,求:(1)圆柱体完全浸没时受到液体的浮力是多少?(2)筒内液体密度是多少?(3)当圆柱体完全浸没时,圆筒对桌面的压强是多少?【解答】解:(1)由图象知,当h=0时,此时测力计的示数等于圆柱体的重力,所以G=18N;当h≥10cm时,测力计的示数不变,说明此时浮力不变,圆柱体完全浸没,此时F=13.2N;所以F浮=G﹣F=18N﹣13.2N=4.8N;(2)物体排开液体的体积V排=V物=60×10×10﹣6m3=6×10﹣4m3由F浮=ρ液gV排得:ρ液===0.8×103kg/m3(3)液体的质量m液=ρ液V液=0.8×103kg/m3×100×20×10﹣6m3=1.6kg将圆柱体、圆筒、液体看做一个整体,则其对地面的压力F′=(m液+m筒)g+G物﹣F拉=(1.6kg+0.5kg)×10N/kg+18N﹣13.2N=25.8Np==2.58×103Pa.答:(1)圆柱体浸没在液体中所受浮力是4.8N;(2)筒内液体的密度是0.8×103kg/m3;(3)圆柱体浸没时,圆筒对桌面的压强是2.58×103Pa.4.(2015?兰州)某同学想测量某种液体的密度,设计了如图所示的实验,已知木块的重力为1.2N,体积为200cm3,当木块静止时弹簧测力计的示数为2N,g=10N/kg,求:(1)木块受到的浮力是多少?(2)液体的密度是多少?(3)剪断细绳,木块稳定时处于什么状态,所受浮力又是多大?【解答】解:(1)木块受到的浮力为F浮=F+G=2N+1.2N=3.2N;(2)因为F浮=ρ液gV排,所以液体的密度为ρ液===1.6×103kg/m3;(3)因为G=mg,所以木块的质量为m===0.12kg,木块的密度为ρ===0.6×103kg/m3,因为ρ<ρ液,所以木块最终静止在液面上,受到的浮力为F浮′=G=1.2N.答:(1)木块受到的浮力是3.2N;(2)液体的密度是1.6×103kg/m3;(3)剪断细绳,木块稳定时处于静止状态,所受浮力是1.2N.5.(2015?潍坊)如图甲所示,水平面上有一底面积为5.0×10﹣3m2的圆柱形薄壁容器,容器中装有质量为0.5kg的水.现将一个质量分布均匀、体积为5.0×10﹣5m3的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,物块浸入水中的体积为4.0×10﹣5m3.(g取10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)(1)求物块受到的浮力大小;(2)求物块的密度;(3)用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中(水未溢出)如图乙,求此时水对容器底的压强.【解答】解:(1)已知V排=4.0×10﹣5m3,则F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣5m3=0.4N.(2)由于物块漂浮在水面上,则物块的重力G=F浮=0.4N,则质量m===0.04kg;物块的密度ρ===0.8×103kg/m3;(3)由ρ=得水的体积为V水===5×10﹣4m3,物块使其恰好完全浸没在水中,水和物块的总体积V=V水+V物=5×10﹣4m3+5×10﹣5m3=5.5×10﹣4m3则水的深度为h===0.11m,所以水对容器底的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.11m=1.1×103Pa.答:(1)物块受到的浮力大小为0.4N;(2)物块的密度为0.8×103kg/m3;(3)此时水对容器底的压强1.1×103Pa.6.(2015?南充)如图所示,用细绳系住体积为3×10﹣4m3的物体A,使它竖直下垂且全部浸入水中静止,此时绳子的拉力是1.5N,容器和水的总质量是0.7kg,容器与水平桌面的接触面积是100cm2.(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:(1)物体A受到的浮力;(2)物体A的密度;(3)容器对桌面的压强.【解答】解:(1)物体所受的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣4m3=3N;(2)由于物体处于静止状态,受力平衡,则G A =F 浮+F 拉=3N+1.5N=4.5N , 质量为m A ===0.45kg ;则物体的密度ρA ===1.5×103kg/m 3.(3)容器内水和容器的重力: G′=m′g=0.7kg×10N/kg=7N,以容器、水以及物体作为整体研究,受力平衡,桌面受到的压力大小为: F=G′+F 浮=7N+3N=10N , 所以容器对桌面的压强:p===1000Pa .答:(1)物体A 受到的浮力为3N ; (2)物体A 的密度为1.5×103kg/m 3; (3)容器对桌面的压强为1000Pa . 7.(2015?衡阳)如图所示,将质量为2kg 的正方形物块,放入盛有水的水槽内,待物块静止时,其下表面距水面6cm ,求: (1)物块受到水的浮力大小. (2)水对物体下表面的压强大小. 【解答】解:(1)因为物块漂浮,所以物块受到的浮力等于物块的重力: G 物=m 物g=2kg×10N/kg=20N, 由物体的浮沉条件可知: F 浮=G 物=20N ;(2)物体下表面受到水的压强为p=ρgh=1.0×103kg/m 3×10N/kg×0.06m=600Pa. 答:(1)物块受到水的浮力是20N . (2)水对物体下表面的压强600Pa . 8.(2015?莆田)在弹簧测力计下悬挂一个小球,示数为4.2N .当把小球的一半体积浸没在水中时,弹簧测力计的示数为1.7N .已知水=1.0×103kg/m 3,g 取10N/kg .问: (1)小球所受的浮力为多大? (2)小球的总体积为多大?(3)把小球从弹簧测力计取下,浸没在水中后放手,请通过计算判断小球为什么不能悬浮在水中. 【解答】解:(1)小球受到水的浮力: F 浮=G ﹣F 拉=4.2N ﹣1.7N=2.5N ; (2)由F 浮=ρ水gV 排得: 小球排开水的体积:V 排===2.5×10﹣4m 3.由于小球的一半体积浸没在水中时,则物体体积:V=2V 排=2×2.5×10﹣4m 3=5×10﹣4m 3.(3)小球浸没在水中所受的浮力:F 浮′=ρ水gV 排=1×103kg/m 3×10N/kg×5×10﹣4m 3=5N >4.2N , 即F 浮′>G ,所以,小球浸没在水中所受的浮力放手后,不能悬浮在水中,会上浮. 答:(1)小球所受的浮力为2.5N ; (2)小球的总体积为5×10﹣4m 3.(3)把小球从弹簧测力计取下,浸没在水中后放手,小球不能悬浮在水中,会上浮. 9.(2015?钦州)如图甲所示,用吊车将棱长为1m 的正方体花岗岩石从距水面1m 高的A 处沿竖直方向匀速放入水中.在整个过程中,钢缆拉力大小与下落高度的关系如图乙所示.求:(1)花岗岩石浸没在水中时受到的浮力;(2)花岗岩石下落到图甲B 处(h 0=2m )时下表面受到水的压强; (3)花岗岩石的密度.【解答】解:(1)V 排=V 物=1m 3,F 浮=ρgV 排=1.0×103kg/m 3×10N/kg×1m 3=1.0×104N ,(2)花岗岩石下落到图甲B 处(h 0=2m )时,下表面距离水的深度h=2m+1m=3m , 下表面受到水的压强p=ρgh=1.0×103kg/m 3×10N/kg×3m=3×104Pa , (3)由图可知,花岗岩石的重力G=F=2.8×104N , 花岗岩石的质量m===2.8×103kg ,花岗岩石的密度ρ===2.8×103kg/m 3.答:(1)花岗岩石浸没在水中时受到的浮力为1.0×104N ;(2)花岗岩石下落到图甲B 处(h 0=2m )时下表面受到水的压强为3×104Pa ; (3)花岗岩石的密度为2.8×103kg/m 3. 10.(2015?乐山)如图所示,用弹簧秤悬挂一物体,在空气中弹簧秤示数为6N ,当物体浸没在水中弹簧秤的示数是4N ,g=10N/kg .求: (1)物体的重力G ;(2)物体浸没在水中受到的浮力F 浮;(3)物体浸没时排开水的体积V 和物体的密度ρ. 【解答】解:(1)由题意知,物体的重力G=6N ;(2)物体浸没在水中受到的浮力F 浮=G ﹣F 视=6N ﹣4N=2N . (3)由F 浮=ρgV 排,可得,V=V 排===2×10﹣4m 3,物体的质量m===0.6kg ,物体的密度ρ===3×103kg/m 3.答:(1)物体的重力G 为6N ;(2)物体浸没在水中受到的浮力F 浮为2N .(3)物体浸没时排开水的体积V 为2×10﹣4m 3,物体的密度ρ为3×103kg/m 3. 11.(2015?昆明)将一边长是0.1m 的实心正方体,缓慢放入盛满水的烧杯内,待它静止时,从杯中溢出0.6kg 的水.(g 取10N/kg ,ρ水=1.0×103kg/m 3). (1)求正方体受到的浮力; (2)求正方体排开水的体积;(3)判断正方体在水中静止时处于漂浮、悬浮、还是沉底,并写出判断依据; (4)求正方体的密度. 【解答】解:(1)根据阿基米德原理可知,正方体受到的浮力: F 浮=G 排=m 排g=0.6kg×10N/kg=6N; (2)由得,正方体排开水的体积:V 排水===6×10﹣4m 3;(3)正方体的体积V=(0.1m )3=1×10﹣3m 3>V 排水,所以,正方体在水中静止时处于漂浮状态.(4)因为正方体在水中静止时漂浮,所以G=F 浮=6N , 正方体的质量为m===0.6kg ,正方体的密度==0.6×103kg/m 3.答:(1)正方体受到的浮力为6N ;(2)正方体排开水的体积为6×10﹣4m 3;(3)正方体在水中静止时处于漂浮状态,判断依据是正方体的体积大于其排开水的体积; (4)正方体的密度0.6×103kg/m 3. 12.(2015?广西)破冰船是赴极地考察的重要工具.我国“雪龙”号破冰船满载时的总质量是2×104t ,求:(1)破冰船在海上满载航行时,受到的浮力是多大?(2)某次破冰时,破冰船与冰面的接触面积是10m 2,冰面受到压力为破冰船满载时总重力的0.1倍,破冰船对冰面的压强是多大? 【解答】解:(1)满载时总质量约为m=20000t=2×107kg ; 根据阿基米德原理可知:满载时所受的浮力F 浮=G=mg=2×107kg×10N/kg=2×108N ; (2)冰面受到的压力F=0.1G=0.1×2×108N=2×107N , 船对冰面的压强p===2×106Pa .答:(1)满载时所受的浮力是2×108N ; (2)船对冰面的压强为2×106Pa . 13.(2015春?安顺期末)如图所示,边长为10cm 的实心正方体木块,密度为0.6×103kg/m 3,静止在装有足量水的容器中,且上下底面与水面平行,求: (1)木块静止在水中时所受浮力的大小; (2)木块浸在水中的体积; (3)水对木块下底面的压强. 【解答】解:(1)V=(0.1m )3=10﹣3m 3由可得,木块的质量:m=ρV=0.6×103kg/m 3×10﹣3m 3=0.6kg ; 木块的重力:G=mg=0.6kg×10N/kg=6N,因为ρ木<ρ水,所以,木块静止在水中时处于漂浮状态,则 F 浮=G=6N ;(2)由F 浮=ρgV 排可得,V 排===6×10﹣4m 3;(3)深度h===0.06m则利用压强公式p=ρgh,代入数据,p=1.0×103kg/m 3×10N/kg×0.06m=6×102Pa ; 答:(1)木块在水中所受浮力的大小为6N ; (2)木块浸在水中的体积6×10﹣4m 3; (3)水对木块下底面的压强6×102Pa .14.(2014?巴中)一边长为10cm,密度为0.6g/cm3的正方体木块,用细线置于容器的水中,如图所示,求:(1)木块所受的浮力大小?(2)细线的拉力大小?(3)细线剪断后,木块静止时,木块下方所受到水的压强是多大?【解答】解:(1)∵木块完全浸没,∴V排=V=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3,F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N,(2)G木=mg=ρVg=0.6×103kg/m3×1×10﹣3m3×10N/kg=6N.∵F浮=F拉+G,∴绳子对木块的拉力:F拉=F浮﹣G=10N﹣6N=4N;(3)木块漂浮在水面上:F浮=G木=6N;浮力是液体对物体上下表面的压力差,所以下表面的压力F=F浮=6N,下表面的压强p===600Pa答:(1)木块所受的浮力为10N;(2)绳子对木块的拉力为4N;(3)细线剪断后,木块静止时,木块下方所受到水的压强是600Pa.15.(2014?遂宁)如图甲所示,一个边长为1m的正方体静止在湖底,上表面离水面深度为h.现用一根粗细和重力不计的绳子,将该物体从水底竖直向上拉,直至完全拉出水面,在整个拉动过程中物体始终保持匀速运动,拉力的大小随时间变化的关系如图乙所示.(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)求:(1)物体在露出水面前受到水的浮力是多少N?(2)物体在露出水面前受到绳子的拉力是多少N?(3)物体的密度是多少kg/m3?(4)物体在水底时,上表面受到水的压强是多少Pa?【解答】解:(1)F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(1m)3=104N;(2)由图象可知露出水面后绳子的拉力即物体的重力G=3×104N,当重物未露出水面时,拉力F1=G﹣F浮=3×104N﹣104N=2×104N;(3)物体的质量m===3×103kg,密度ρ===3×103kg/m3;(4)从上表面离开水面到下表面离开水面用时10s,所以运动速度:v===0.1m/s,上表面从水底上升至表面用时30s,所以物体据液面深度:h=vt=0.1m/s×30s=3m,p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa.答:(1)物体在露出水面前受到水的浮力是104N;(2)物体在露出水面前受到绳子的拉力是2×104N;(3)物体的密度是3×103kg/m3;(4)物体在水底时,上表面受到水的压强是3×104Pa.16.(2014?衡阳)在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.4N,当把零件浸没在密度为0.8×103kg/m3的油中时,弹簧测力计的示数是6.6N,g=10N/kg,求:(1)金属零件所受浮力为多少?(2)金属零件的体积为多少?。
初中物理杠杆、滑轮组、压强、浮力综合计算题(含答案)1、这是一道起重机的综合计算题。
题目要求计算货箱在不同高度时的压强、起重机做功的大小以及为了使起重机不倾倒所需的铁块质量。
在计算过程中,需要运用物理学中的杠杆原理、滑轮组原理、压强和浮力等知识。
2、这是一道关于滑轮组机械效率的计算题。
题目要求计算小明的体重和滑轮组的机械效率,以及在改变滑轮组绕绳方法后所需的力。
在计算过程中,需要运用物理学中的滑轮组原理、机械效率公式和压力平衡原理等知识。
3、这是一道关于杠杆平衡和浮力的综合计算题。
题目要求计算力的大小、合金块的密度以及合金块在水中沉底后的压强。
在计算过程中,需要运用物理学中的杠杆原理、浮力原理、压力平衡原理和密度公式等知识。
4、这是一道关于电动机功率和机械效率的计算题。
题目要求计算滑轮组的机械效率、电动机拉动钢丝绳的功率以及横梁上提起重物时支持力增加的大小。
在计算过程中,需要运用物理学中的机械效率公式、动能定理和力的平衡原理等知识。
5、图25是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。
起重机通过卷扬机C和钢丝绳将重物提升出水。
被打捞的重物体积为0.5m³。
在打捞前起重机对地面的压强为p1=2.0×10⁷Pa,在物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强为p2=2.375×10⁷Pa,物体完全出水后起重机对地面的压强为p3=2.5×10⁷Pa。
假设起重时柱塞沿竖直方向,物体出水前、后柱塞对吊臂的支撑力分别为N1和N2,N1与N2之比为19:24.重物出水后上升的速度为v=0.45m/s。
求:(1)被打捞物体的重力;(2)被打捞的物体浸没在水中上升时,滑轮组AB的机械效率;(3)重物出水后,卷扬机牵引力的功率。
256、某桥梁施工队的工人用如图24所示的滑轮组匀速打捞沉在水中的工件。
已知工件的质量为100kg,工人的质量为70kg。
工件打捞出水面前与工件完全被打捞出水后工人对地面的压力之比为15:2,工件在水中时,滑轮组的机械效率为60%。
初中物理浮力和滑轮组结合的大题初中物理浮力和滑轮组结合的大题在初中物理中,浮力和滑轮组都是重要的概念和原理。
浮力是指物体在液体或气体中受到的向上的力,而滑轮组是一种由滑轮和绳子组成的简单机械装置,用于改变力的方向和大小。
一个经典的大题是:一个质量为10kg的物体浸入水中,求物体在水中受到的浮力大小,并使用滑轮组来减小物体所受的重力。
首先,我们需要知道物体在水中受到的浮力的大小。
根据阿基米德原理,物体在液体中受到的浮力大小等于其所排开的液体的重量。
而物体排开的液体的质量等于物体的体积乘以液体的密度。
假设水的密度为1000kg/m,物体的体积为0.01m,则物体在水中受到的浮力大小为1000kg/m * 0.01m * 9.8m/s = 98N。
接下来,我们使用滑轮组来减小物体所受的重力。
滑轮组可以用来改变力的方向和大小。
假设我们使用一个滑轮组,滑轮组有两个滑轮,并且绳子不计质量。
在这种情况下,滑轮组可以减小物体所受的重力的大小为原来的一半。
根据滑轮组的原理,当绳子绕过一个滑轮时,力的大小不变,但方向改变。
如果绳子绕过两个滑轮,则力的大小不变,但方向再次改变。
因此,物体所受的重力被减小为原来的一半。
所以,通过使用滑轮组,物体所受的重力减小为原来的一半,即5kg * 9.8m/s = 49N。
综上所述,当一个质量为10kg的物体浸入水中时,物体在水中受到的浮力大小为98N,并且使用滑轮组可以将物体所受的重力减小为49N。
这个题目结合了浮力和滑轮组的概念和原理,通过计算和分析,我们可以得出准确的结果。
这样的大题有助于学生理解物理概念和应用物理原理解决实际问题的能力。
中考物理总复习《浮力的综合计算》专项练习题-附带有答案学校:___________班级:___________姓名:___________考号:___________1.在建设桥梁时,需将一重为3×104N正方体桥梁部件从运输船上转移至河水中。
(1)用吊车将该部件从运输船上匀速向上提升,如图甲所示。
20s时间内,拉力F对部件做了6×104J的功,计算这个过程中:①拉力F做功的功率;①部件上升的距离。
(2)如图乙所示,缓慢的将部件匀速投入水中。
水对部件下表面的压力记作F1,水对部件上表面的压力记作F2,二者与部件下表面在水中的深度h的关系如图丙所示(忽略水的阻力)。
求: 图丙所示过程中,部件浸没时受到的浮力。
2.排气阀是供暖设备中的重要部件,它能及时排出管内热水汽化产生的气体,使水正常流动,从而保证供暖效果。
排气阀工作原理如图所示:水中气体在流动过程中,积聚于封闭的排气阀内,使阀内气压变大,浮筒随水面一起下降,此时阀内气体排出使气压变小,从而浮筒上升,堵杆重新堵住排气孔。
(1)水管内的水流速度至少达到0.25米/秒才能携带气泡流动。
若水管总长为60米,要使水流能携带气泡流动,则水从水管起始端流到终端最多要多少时间?(2)排气阀中的浮筒和堵杆总质量为0.02千克,计算排气阀排气时浮筒浸在水中的体积。
(水的密度取1.0×103千克/米3)3.小亮为探究金属做成的轮船能浮在水面的原因。
他找到一块实心立方体金属块,用测力计测出金属块的重力为27N ,把它放入盛水的圆柱形容器中,金属块沉底,水面深度由15cm 升高到20cm ,容器底面积为200cm 2,然后他把这个金属块加工成船型(加工过程中质量和体积不变),成功漂浮在水面上。
(331.010kg/m ρ=⨯水)求:(1)水深20cm 时,水对容器底的压强及金属块沉底静止时,金属块对容器底的压强; (2)沉底与漂浮两次排开水的体积差。
2020年中考物理浮力计算题专题训练91.为寻找失联的MH370航班,启用了“蓝鳍金枪鱼”简称“金枪鱼”自主水下航行器进行深海搜寻其外形与潜艇相似如图所示,相关标准参数为:体积、质量750kg,最大潜水深度4500m,最大航速可达不考虑海水密度变化,密度取它在最大深度所受的海水的压强是多少?假设“金枪鱼”上有面积为的探测窗口,该探测窗口在最大深度处承受海水的压力是多少?“金枪鱼”搜寻任务完成后,变为自重时恰能静止漂浮在海面上,此时它所受的浮力是多少?2.如图是我国的第一艘航母辽宁舰,它满载时的排水量达,吃水深度为10m,已知,求:辽宁舰满载时受到的浮力。
辽宁舰底部所受海水的压强。
3.小明郊游时捡到一块外形不规则的石头为了测定它的密度,小明称出石头和一个盛满水的容器的质量分别为、,然后将石头轻轻放入容器中,又测出了容器的总质量为石头吸水不计,取求:石头的密度;若石头吸水,所测石头的密度是偏大还是偏小,为什么?4.将质量为、体积为的长方体木块放入盛有某种液体的容器中,木块漂浮在液面上,现用力缓慢向下压木块,当力的大小为2N时,木块刚好浸没在液体中,如图所示,求:求木块的密度;液体的密度;当压木块的力为时,木块露出液面的体积5.家住菏泽市区的小刚一家,星期天早8:00开车去某乡村的采摘园采摘,8:30到达采摘园.从菏泽市区到该采摘园全程共20km,车和人总重,车轮与地面总接触面积。
他们又去天香公园,划船时小船排开水的体积是,取求:该车在水平路面上静止时对路面的压强是多大?若汽车在某高速公路上以的速度匀速直线行驶,汽车所受阻力是车和人总重的倍,则该汽车牵引力的功率是多大?小船所受的浮力是多少?6.如图所示是某水上打捞船起吊装置结构示意简图。
某次打捞作业中,该船将沉没于水下深处的一只密封货箱以的速度匀速打捞出水面,已知该货箱体积为,质量是200t。
取,忽略钢缆绳重及其与滑轮间的摩擦,不考虑风浪、水流等因素的影响。
1.在一个圆柱形容器内盛有深为20cm 的水。
现将以质量为200g的密闭空心铁盒A 放入水中时,空心铁盒有一半浮出水面;当铁盒上放一个小磁铁B 时,铁盒恰好浸没水中,;当把他们倒置在水中时,A 有1/15的体积露出水面,小磁铁B 的密度为( )2.在圆柱形容器内装有适量的水,水对容器底的压强为P ,将质量为0.05千克的正方体木块浸没在水中,用细线系在容器底,此时水对容器底的压强为 1.5P ,细线对木块的拉力是容器底所受水的压力的1/5,则木块的密度为( )(g 取10N/kg )3.一支密度计,其刻度部分的A,B 两点,分别是最上面和最下面的刻度位置,如图所示,这支密度计的测量范围是1.0x103kg/m3~1.6x103kg/m3,把这支密度计放入某种液体中,液面的位置恰好在的AB 中点C ,则这种液体的密度是( )4.用细线系住一圆柱体使其浸入水槽内的水中,当圆柱体有7/8的体积露出水面时,细线施加的拉力恰好为3N 。
如图10乙所示,用细线将该圆柱体拉入水槽内的水中,当细线施加的拉力为圆柱体所受重力的3/4时,圆柱体有7/8的体积浸在水中。
若要使图乙所示状态下的圆柱体全部没入水中,圆柱体静止时绳子向下的拉力应为_______N 。
5.一个竖直放置在水平桌面上的圆柱形容器,内装某种液体。
将体积为V 的金属块A 挂在弹簧测力计下并浸没在该液体中(A 与容器底未接触)。
金属块A 静止时,弹簧测力计的示数为F 。
将木块B 放入该液体中,静止后木块B 露出液面的体积与其总体积之比为7:12,把金属块A 放在木块B上面,木块B 刚好没入液体中。
若已知金属块A 的体积与木块B 的体积之比为13:24,则该液体的密度为____________。
6.如图所示,横截面积为S 的容器内盛有部分水,水面上方压有一块横截面积也为S 的活塞M,现在活塞的中央挖一面积为S0的小孔,小孔内塞入一木塞N.假设N 与M 之间,M 与容器器壁之间紧密结合,且不考虑任何摩擦.已知水的密度为ρ水,当在N 的上方放置一块质量为m 的物块后,活塞M 上升的距离为_______________;木塞N 下沉的距离______________ .7.柱形容器中分别装有体积相同的A,B 两种液体(A底面积大,B 底面积小),它们的密度分别为ρA ρB 若将甲乙两物块分别放入A ,B 两种液体中(液体均没有溢出),甲在A 中悬浮,乙在B 中沉底,此时A 液体对容器底部增加的压强是B 对容器底部增加的压强的4倍,已知甲物块所受的重力是乙物块所受重力的2倍,甲物块的体积是乙物块体积的4倍,则没有放入甲乙两物块前,A 和B 两种不同液体对容器底部压强之比为__________。
初中物理浮力和滑轮组结合的大题初中物理课程中,浮力和滑轮组是两个重要的概念。
在这篇文章中,我们将探讨如何将这两个概念结合起来,解决一个大题。
假设我们有一个质量为 m1 的木块悬挂在一根绳子上,另一端绳子系在固定支点上。
我们将这个系统称为滑轮组。
现在,我们想要找出当木块悬挂在水中时,水对木块的浮力如何影响滑轮组的工作。
首先,我们回顾一下浮力的概念。
根据阿基米德定律,物体在液体中受到的浮力大小等于被排开的液体的重量。
而液体的重量又等于液体的密度乘以体积乘以重力加速度。
在这个问题中,木块悬挂在水中,因此受到了水对木块的浮力。
根据阿基米德定律,这个浮力的大小等于被木块排开的水的重量。
假设木块的体积为 V,水的密度为ρ,那么浮力的大小为 F浮 = ρVg,其中 g 是重力加速度。
现在,我们来考虑滑轮组的工作原理。
在这个系统中,绳子将木块和滑轮连接起来。
当我们用力拉下绳子一端,木块就会上升,而滑轮则会转动。
根据牛顿第二定律,木块上升的加速度等于作用在木块上的合外力除以木块的质量。
在这个问题中,滑轮组受到的外力有两个部分:重力和浮力。
重力的大小为 F重 = m1g,而浮力的大小为 F浮 = ρVg。
因此,木块上升的加速度为 a = (F重 - F浮)/m1。
现在,我们来考虑滑轮组的效率。
滑轮组的效率定义为输出功除以输入功。
在这个问题中,输出功是木块上升的功,即 F重× h,其中h 是木块上升的高度。
输入功是我们对绳子施加的力乘以绳子移动的距离。
假设我们用力拉绳子下降了 d 的距离,那么输入功为 F × d,其中 F 是我们对绳子施加的力。
根据滑轮组的工作原理,我们知道输入功等于输出功乘以效率。
因此,我们可以得到 F × d = F重× h ×η,其中η是滑轮组的效率。
综上所述,我们可以通过浮力和滑轮组的结合来解决这个大题。
我们可以计算出木块受到的浮力,然后根据滑轮组的工作原理计算木块上升的加速度和滑轮组的效率。
浮力,滑轮,做功,效率综合题1.某校科技小组,设计了如图所示的一套从水中打捞物体的简单滑轮组装置,动滑轮的重力为50N,物体A的密度为1.5×103kg/m3,体积为0.04m3;通过滑轮组把A从水中匀速提升(A始终未露出水面),不计绳重、摩擦及水的阻力,ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg。
求:(1)A浸没在水中所受浮力;(2)A露出水面前,滑轮组的机械效率;(3)若人的重力为625N,与水平地面的接触面积为500cm2,人对地面的压强。
2.如图所示,花岗岩石块甲、乙体积之比为12:3,将它们分别挂在轻质硬棒AB 的两端,当把石块甲浸没在水中时,硬棒恰能水平位置平衡。
然后将甲石块从水中取出,拭干后浸没在液体丙中,调节石块乙的位置到C处时,硬棒在水平位置再次平衡,且OC=2OA。
(已知花岗岩的密度ρ=2.6×103kg/m3)。
求:(1)AO:OB;(2)液体丙的密度。
3.如图所示,是某工作队用滑轮组从水中打捞正方体物体M的情景。
物体M 的棱长为1m,密度为2.8×103kg/m3,用7500N的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升2m。
忽略绳重、绳与滑轮的摩擦和滑轮与轴的摩擦。
(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:(1)物体M上升后,还未露出水面时受到的浮力;(2)物体M上表面在水面下0.2m时,它的下表面受到水的压力;(3)物体M上升后,在未露出水面前,此滑轮组的机械效率。
4.如图为某自动冲水装置的示意图,水箱内有一个圆柱浮筒A,其重为G A=4N,底面积为S1=0.02m2,高度为H=0.16m。
一个重力及厚度不计、面积为S2=0.01m2的圆形盖片B盖住出水口并紧密贴合。
A和B用质量不计、长为l=0.08m的轻质细杆相连。
初始时,A的一部分浸入水中,轻杆对A、B没有力的作用。
水的密度为ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
成都中考难点之压强、浮力、杠杆、滑轮综合题一、压强压力与浮力的综合1.一个底面积为100cm 2的容器中装有水,水面浮着一木块。
容器底部受到的压强为1960Pa ,若取走木块,容器底部受到的压强为1470Pa ,则木块重为 N 。
2.如图9所示,在底面积是S 1的圆柱形容器中注入水,把一横截面积为S 2、高为h 的圆柱体立在水中,圆柱体露出水面静止,此时水深为H ,则下列说法中正确的是 A .水对容器底部的压强为p= ρ水g HB .水对容器底部的压力为F 压 = ρ水g h (S 1—S 2)C .水对容器底部的压力为F 压 = ρ水g HS 1D .圆柱体所受的浮力为F 浮 = ρ水gS 2h3.如图5所示,在底面积是S 1的圆柱形容器中,注入深为h 的水后,再把一横截面积为S 2的金属圆柱体立于容器中,若圆柱体露出水面,容器中水不溢出。
则下列说法中正确的是:A .水对容器底部的压力为F 压=ρ水g h S 1B .水对容器底部的压强为p=ρ水gS 1h /(S 1—S 2)C .金属圆柱体所受的浮力为F 浮=ρ水gS 2h /(S 1—S 2)D .水对容器底部的压力为F 压=ρ水gS 1 h /(S 1—S 2)4.如图4所示,装有石块的小盒漂浮在水槽的水面上时,小盒受浮力为F 1。
把盒中的石块卸入水中后,石块受浮力为F 2,水槽底对石块的支持力为F 3。
石块被放入水中后,小盒排开水的体积减小了__________________。
课后练习:1.如图5所示,在底面积为S 的圆柱形水池底部有一个金属球(球与池底没有密合),圆柱型的水槽漂浮在池内的水面上,此时水槽受到的浮力为F 1。
若把金属球从水中捞出并放在水槽中漂浮在水池中,此时水槽受到的浮力为F 2,捞起金属球前、后水池底受到水的压强变化量为p ,水的密度为ρ水。
根据上述条件可以求出A .金属球受的重力为F 2 –F 1–pSB .金属球被捞起前受的浮力为F 2 –F 1C .金属球被捞起前、后水槽底受水的压力减小了pSD .金属球被捞起前、后水槽排开水的体积增大了gF F 水ρ12- 2.如图6所示,底面积为S 1的圆柱形容器中装有未知密度的液体。
浮力的解题方法和思路汇总,配例题,有干货,不白看
展开全文
浮力是初中物理的重难点,难倒了一大批小伙伴,今天我来给大家做一下梳理。
浮力的4种计算方法:
1.浮力的产生原因:F浮=F向上-F向下
若物体漂浮,则F向下=0 F浮=F向上(即物体下表面所受压力=浮力)
2.称重法:F浮=G-F拉
3.阿基米德原理:F浮=G排=m排g=ρ液gV排
4.漂浮/悬浮:F浮=G物
物体的浮沉条件
1.上浮:F浮>G物ρ液>ρ物
2.漂浮:F浮=G物ρ液>ρ物(平衡态)
3.悬浮:F浮=G物ρ液=ρ物(平衡态)
4.下沉:F浮<G物ρ液<ρ物
5.沉底:F浮<G物ρ液<ρ物(平衡态)
我们来看两道例题,大家先自己完成,再核对我的答案。
核对一下答案:
第1题的关键入手点就是“悬浮”,利用我刚才讲的:悬浮:F浮=G物ρ液=ρ物就可以解决了
第2题要学会看图,有5个考点:
(1)开始物体还未入水,拉力不变,大小等于重力;
(2)之后物体从下表面接触水到完全浸没,V排变大,F浮变大,所以拉力变小;
(3)拉力变化的过程正好是物体入水的过程,下降的距离就是物体的高度;
(4)完全浸没后,F浮不变,拉力也不变;
(5)物体密度的求解思路:通过重力得到质量、通过浸没后的浮力得到体积、再利用ρ=m/V得到物体的体积,这个思路很常用,一定要掌握。
今天讲到这里,大家可以关注我,看我之前发的《浮力经典题》视频合集,更好的掌握浮力的计算方法,希望能够帮助到大家。
初中物理杠杆、滑轮组、压强、浮力综合计算题1、(08崇文一模)如图25所示是起重机的结构示意图。
用它把质量为2×103kg,底面积为1m2的货箱G匀速提起。
(取g=10N/kg)问:(1)当货箱静止于水平地面时,它对地面的压强是多少?(2)若把货箱匀速吊起3m,起重机对货箱做了多少功?(3)吊起货箱时,为使起重机不倾倒,在它右边加挂质量为多大的铁块?已知:OA=10m,OB=5m。
(设起重机所受重力的作用线恰好通过O点。
)2、(08西城一模)磅秤上有一个重1500N的木箱,小明站在地上,想用如图29(甲)所示的滑轮组把这个木箱提升到楼上,可是他竭尽全力也没有提起,此时磅秤的示数为40kg。
于是他改变滑轮组的绕绳方法如图29(乙)所示,再去提这个木箱。
当木箱匀速上升时,小明对地板的压力为100N,不计轴摩擦和绳重,取g=10N/kg。
求小明的体重和提升木箱时滑轮组的机械效率。
3、(08昌平一模)如图30所示,一正方体合金块M 的边长为20cm ,把它挂在以O 为支点的轻质杠杆的A 点处,一个重为640N 的人在杠杆的B 点通过定滑轮用力F 1使杠杆在水平位置平衡,此时M 对水平地面的压强为1.1×104Pa ,人对水平地面的压强为1.45×104Pa ;若把M 浸没于水中(M 与容器底不接触),人用力F 2仍使杠杆在水平位置平衡,此时人对地面的压强为1.15×104 Pa ;已知人单独站在水平地面上,对地面的压强为1.6×104 Pa .(g 取10N/kg )求: (1)力F 1的大小; (2)合金块M 的密度;(3)当 M 浸没于水中时,若剪断细绳,合金块M 沉于容 器底,则M 对容器底的压强为多大?4、(08朝阳一模)图23是简易电动门式起重机的结构示意图。
MN 为质量可以不计、长4m 的横梁,行走装置可以把提起的重物在横梁上左右移动。
提升电动机通过钢丝绳和滑轮组提起重物,滑轮组的结构如图。
专题30滑轮组机械效率与浮力结合的综合计算题-2023届中考物理一轮复习专题练习一、计算题1.某工程队用如图所示的滑轮组将浸没在河底的实心石块从深水中吊起。
石块的密度为3×103kg/m 3,体积是2m 3,所用的拉力F 是2.5×104N ,石块在20s 内匀速上升了2m (未露出水面),不计水的阻力。
求:(1)石块受到的重力;(2)石块受到的浮力;(3)拉力F 做功的功率;(4)滑轮组的机械效率。
【答案】(1)石块受到的重力为4610N ;(2)石块受到的浮力为4210N ;(3)拉力F 做功的功率为3510 ;(4)滑轮组的机械效率为80%。
【解析】解:(1)石块受到的重力3334===310kg/m 2m 10N/kg=610NG mg Vg (2)石块浸没在水中受到的浮力为3334 ==110kg/m 10N/k 2m =210Ng F gV 浮水排(3)滑轮组上承担重量的绳子股数n =2,所以自由端绳子移动的距离为=2=22m=4ms h 拉力F 做功的功率为432.510N 4m ====510W20sW Fs P t t (4)滑轮组的机械效率为444()(610N 210N)2m===100%80%2.510N 4m W G F h W Fs 有浮总2.小华用如图所示的滑轮组从容器底部开始竖直缓慢匀速提升一个重200N ,体积为8×10﹣3m 3的正方体物块A 。
(水的密度ρ=1×103kg/m 3,g =10N/kg )(1)求物块A 在水面以下所受浮力的大小;(2)小华利用此滑轮组从容器底部开始竖直缓慢匀速提升正方体物块A 时(物块A 刚刚脱离容器底部),物块A 的下表面所受水的压强为1.2×104Pa 时,求容器中水的深度。
(3)若小华利用此滑轮组,从容器底部,竖直缓慢匀速提起正方体物块A 的过程中,(物块A 始终在水面以下)他对绳自由端的拉力为75N ,用时10s 使物块A 上表面刚好露出水面,求该滑轮组的机械效率和拉力做功的功率。
2020年中考物理一轮考点练习28《浮力、简单机械综合计算》考点浮力、简单机械综合计算1.(2019·达州)如图所示,工人准备用一根最多能承受400N力的绳子(若超过绳子将断裂)绕成的滑轮组先后打捞水中材料相同、体积不同的实心物体A和B.完全露出水面的物体A被此装置匀速提起时绳子达到最大拉力。
已知动滑轮的质量为20kg(绳的质量、绳与滑轮的摩擦、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均不计,连接动滑轮与物体间的钢绳不会断裂,g=10N/kg)。
求:(1)物体A完全露出水面后以0.5m/s的速度匀速上升时,物体A的重力和工人拉力的功率分别是多少。
(2)在物体A浸没在水中匀速上升的过程中,滑轮组的机械效率为75%,物体A的密度是多少。
(3)若用该滑轮组打捞体积为50dm3的物体B时,物体B最多露出多少体积时绳子将断裂。
2.(2019·威海)如图所示,某考古队用滑轮组将重4.8×103N,体积为100dm3的文物打捞出水,定滑轮重100N.滑轮组上共有三根绳子a,b和c,其中a是悬挂定滑轮,b绕在定滑轮和动滑轮上,c悬挂文物,整个打捞过程始终缓慢匀速提升文物,文物完全浸没在水中时,滑轮组的机械效率为95%(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg,绳重、滑轮与轴的摩擦以及水的阻力均忽略不计)。
请解答下列问题:(1)文物浸没在水中时受到的浮力是多大?(2)动滑轮的重力是多大?(3)在整个打捞过程中,a、b、c三根绳中哪根绳承受的拉力最大?该绳至少要承受多大的拉力?3.(2019·黄冈)具有中国自主知识产权的、亚洲超大重型自航绞吸船“天鲲号”(图甲),可用于挖掘水下泥土、砂石等。
其长140m、宽27.8m,满载排水量为17000t。
作业时,输送系统将水下挖掘的泥石等,通过输送管输送到指定地方。
已知水的密度为1.0×103kg/m3。
(1)水面下4m处的船体上受到水的压强是多少?(2)若“天鲲号”漂浮在水面时排开水的体积为1.2×104m3,则它受到的总重力是多少?(3)某次作业时,水下重为G的泥沙沿着输送管匀速运动,泥沙运动的高度与时间的关系如图乙所示。
浮力问题总结单纯的浮力问题比较简单,但往往浮力跟密度、压强、物理状态等诸多问题结合起来变的相对复杂一些,但知识基础打好的情况下,将复杂问题拆分简化就会简单起来,任何复杂问题都是由简单问题组合、堆积起来的。
一、解决浮力必须搞清一下几个基本概念:1.物重:G = mg = ________2.阿基米德原理:F 浮 = G 排液 = m 排液g = ________3.力的平衡关系:F 浮=G 物 二力平衡对应的状态有 浮和 浮。
三力平衡:如图1所示:物重为G ,当弹簧测力计的示数为F 时,铁块A 受到的浮力F 浮 = 。
容器底对铝球B 的支持力为N 时, 铝球B 受到的浮力F 浮 = 。
细绳对木块C 的拉力为F 时,木块C 受到的浮力F 浮 = 。
木块D 受到的浮力F 浮 = 。
4.物体的密度ρ物与液体的密度ρ液如图2所示: 木块A 上浮时F 浮_____G A ,ρ液____ρA ;空心铝球B 悬浮时F 浮___G B ,ρ液___ρB ;铁块C 下沉时F 浮___G C ,ρ液___ρC 。
5.浸在(浸入)与浸没(没入)如图3所示,浸在(浸入)盐水中的木块A 排开盐水的体积v 排______v 木,浸在盐水中的鸡蛋Bv 排______v 蛋 。
浸没(没入)液体中的物体v 排______v 物 。
(浸入一般指物体部分在液体里,浸没指物体全部在液体里)6.物体的体积v 物、排开液体积v 排、露出液面的体积v 露如图4所示,石块排开水的体积为_______cm 3;如图5所示,把一个蜡块放入盛满水的容器中,蜡块静止时,溢出10 cm3水,则蜡块排开水的体积为_______cm 3;如图6所示,一圆柱形容器内装有水,容器的底面积为100 cm 2;将一个体积为200 cm 3的木球放入容器内的水中,木球静止时,水面升高2cm (水未溢出),则木球排开水的体积为_______cm 3。
(分清排开和排出(溢出)的区别)二、浮力问题有以下解决方法。
中考物理浮力考点、题型超详细思路解析,攻破浮力难题!近年中考中有关浮力难题多以阿基米德原理和运用物体的浮沉条件,通常会跟压力、压强、质量、密度、杠杆、滑轮等知识综合在一起考查。
一、浮体浮体综合题的解题思路和方法:(1)先明确物体在液体中的状态:漂浮。
(2)分析物体的受力情况:只受到重力G物和浮力F浮两个力的作用,并处于静止状态。
(3)列出二力平衡的方程:F浮=G物。
(4)展开求解:将求浮力的公式F浮=ρ液gV排、重力公式G物=m 物g(或G物=ρ物V物g)求未知量。
1.漂浮体例1一个木块浮在水面上,它浸入水中的体积是总体积的四分之三;将这个木块放在某种液体中,它也浮在液面上,并且露出液面的体积是总体积的五分之二。
求:(1)这个木块的密度;(2)液体的密度。
提示:(1)利用木块漂浮,F浮=G物,ρ水V排g=ρ物V物g,ρ物=(3/4)ρ水=0.75×103kg/m3。
(2)利用F液浮=F水浮=G物,∴ρ液V液排g=ρ水V水排g∴ρ液=(5/4)ρ水=1.25×103kg/m3。
答案:(1)木块的密度是0.75×103kg/m3。
(2)液体的密度是1.25×103kg/m3。
变式1一木块漂浮在水面上,它露出液面的体积是24cm3。
把木块露出液面的体积切去,将剩余部分再放入水中,静止时木块又有18cm3的体积露出液面。
这个木块的密度是多大?提示:根据浮沉条件利用两个等式F′=G+G′,F浮=G展开解题。
答案:ρ木=0.75×103kg/m3。
例2边长为1dm的正立方体木块,漂浮在酒精液面上,有一半的体积露出液面,如图甲所示,将木块从底部去掉一部分,粘上体积相同的玻璃后,投入某种液体中,它仍漂浮,如图乙所示,此时液体对它竖直向上的压强为980Pa,酒精和玻璃的密度分别为ρ酒精=0.8×103kg/m3,ρ玻璃=2.4×103kg/m3,胶的质量和体积忽略不计,求:(1)木块的密度(2)玻璃的质量提示:(1)F浮=G木ρ木=0.4×103kg/m3。
杠杆、滑轮、浮力综合计算题1、图1是一种新型吊运设备的简化模型示意图,图中虚线框里是滑轮组(未画出),滑轮组绳子的自由端由电动机拉动。
工人师傅用该吊运设备匀速打捞落入水中的圆柱形物体A。
物体A的底面积为200cm2,高为8m。
当物体A露出水面2m时,绳子用竖直向上T1的力拉物体A,电动机对滑轮组绳子自由端的拉力F1为2400N,,当物体A露出水面4m时,绳子用竖直向上T2的力拉物体A,,电动机对滑轮组绳子自由端的拉力为F2,机械效率为82%。
拉力F2的功率为600w, 已知TI :T2=39:41。
不计绳的质量,不计滑轮与轴的摩擦。
求:(1)此滑轮组匀速上升的速度V;(2)此滑轮组最高的机械效率。
2、如图2用滑轮组拉动重500N的物体在水平支持面上以2m/s的速度做匀速直线运动,且物体所受摩擦力是物重的0.2倍,问:(1)若不计机械自重及滑轮与轴之间的摩擦,则拉力F是多大?(2)若滑轮组的机械效率是90%,则F的大小是多大?(保留一位小数)(3)可见,使用滑轮组时可以省力不能省功,在物理学中这一原理称为。
3、一名工人用如图3的滑轮组提起450N的重物,绳自由端的拉力F为200N,重物在5s内匀速上升了1m,不计绳子与滑轮间摩擦,则(1)滑轮组所做的有用功是多少? (2)拉力做功的大小?拉力的功率是多少? (3)动滑轮的重。
4、装卸工人用如图4的装置将重为800N的货物提至高处,人对绳的拉力为500N,货物在1min 内匀速上升了5m,在此过程中求:(1)有用功;(2)拉力做功的功率;(3)滑轮组的机械效率.5、5月12日,四川汶川发生8级大地震,震后立即开展了紧急救援。
在救援过程中,常看到救援工作者使用的这种起重机械,利用这种机械吊起坍塌的混凝土结构的吊板。
如所示是这种起重机吊臂上的滑轮组,它在50s内将重为2.4×104N的吊板匀速提高10m。
已知拉力F为104N。
则这个过程中:(1)拉力F做了多少功?拉力F的功率多大?(2)滑轮组的机械效率多大?6、如图18的装置中,重30 N的物体A,在拉力F的作用下以0.2m/s的速度沿水平桌面做匀速直线运动5s,此时弹簧测力计的示数为2 N(不计机械内部摩擦和机械自重)。
滑轮组打捞问题(浮力+滑轮组题)
1、质量为550kg、体积为0.1m3的一只密封箱子沉没于水面下5m深处,工人们用如图所示的滑轮组打捞箱子.求:
(1)5m深处水产生的压强;
(2)箱子在水中被匀速提起时,所用的拉力F为2×103N,滑轮组的机械效率是75%,请用两种方法计算箱子完全浸没在水中时受到的浮力.(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
2、利用如图2所示的装置,把体积为,密度为的薄石块从水面下2m处拉出水面后,再提升了5m,共用时间10s,动滑轮重为20N(不计绳子与滑轮间的摩擦,设石块的两个上升过程都是匀速)。
求:
(1)在整个过程中拉力F的功率(注:在计算时可认为薄石块在离开水面前浮力的大小保持不变)。
(2)石块离开水面后提升5m过程中,这个装置的机械效率是多少?()
3、2009年秋季以来,我国西南部分地区遭遇严重旱灾,不少地方不得不靠打深井取水。
如图11所示,小明同学正利用滑轮组和金属水桶从深井中提水,若水桶的材料密度为8g/cm3,水桶质量为4Kg,水桶容积为20L。
当盛满水的桶从水中慢慢提升(桶始终未出水面)时,小明对绳的拉力为F=25N。
不计绳子重量和摩擦,水的密度是1.0×103 Kg/m3,g取10N/Kg.试求:
(1)动滑轮有多重?
(2)水桶露出水面前,滑轮组的机械效率有多大?
(3)水桶被提离井中水面后,以0.2m/s的速度匀速竖直上升,小明对绳子自由端拉力的功率多大?
4、如图4所示,某打捞队的工人用滑轮组把底面积为、高为2m的实心圆柱体从水
下提起,已知圆柱体的密度为,水的密度为,滑轮组的机械效率是70%。
(g取10N/kg,滑轮和绳子的重力忽略不计)求:
(1)圆柱体在水中所受的浮力。
(2)若圆柱体从H=16m深处被缓慢地匀速提起,到刚露出水面时,绳子自由端拉力F 所做的功。
(3)如果绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为400N,则物体被提到露出水面多高时,绳子恰好被拉断?
5、如图所示,重物A是体积为10dm3,密度为7.9×103kg/m3的实心金属块,将它完全浸没在水中,始终未提出水面。
若不计磨擦和动滑轮重,要保持平衡,求:
(1)作用于绳端的拉力F是多少?
(2)若缓慢将重物A提升2m,拉力做的功是多少?
(3)若实际所用拉力为400N,此时该滑轮的效率是多少?(g=10N/kg)
6、如图6所示,小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中的物体,已知物体重,
密度为,测得物体在出水面前、后牵引车作用在绳子上的拉力之比为1:2,若不计摩擦、绳重及水的阻力,g取10N/kg。
问:
(1)物体出水面前,滑轮组的机械效率是多少?
(2)物体出水面后上升的速度是1m/s,牵引车拉力的功率多大?。