(全国通用)2018中考物理总复习 技能训练二 压强、浮力的综合计算

2017-2018年初中物理中考专项训练05：压强、浮力的综合计算一、计算题（共1题；共5分）1.密度是0.6×103kg/m3的木块，体积是0.2m3，当它浮在水面上时，求：（1）木块的重力；（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．（g=10N/kg）二、综合题（共5题；共75分）2.（2017•江西）如图所示，将边长为5cm的实心正方体木块轻轻地放入装满水的溢水杯中，木块静止时，从杯中溢出水的质量为0.1kg（g取10N/kg）．求：（1）木块受到的浮力；（2）木块的密度；（3）木块下底面受到水的压强．3.（2017•安顺）如图所示，水平桌面上放置底面积为80cm2，质量为400g的圆筒，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的浮力是多少？（2）筒内液体密度是多少？（3）圆柱体浸没并且未与圆筒底部接触时，圆筒对桌面的压强是多少？4.（2017•潍坊）边长为0.1m的正方体木块，漂浮在水面上时，有的体积露出水面，如图甲所示．将木块从水中取出，放入另一种液体中，并在木块表面上放一重2N的石块．静止时，木块上表面恰好与液面相平，如图乙所示．取g=10N/kg，已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3．求：（1）图甲中木块受的浮力大小；（2）图乙中液体的密度；（3）图乙中木块下表面受到液体的压强．5.（2017•贵州）如图甲所示，水平桌面上有一底面积为5.0×10﹣3m2的圆柱形容器，容器中装有一定量的水，现将一个体积为5.0×10﹣5m3的物块（不吸水）放入容器中，物块漂浮在水面上，浸入水中的体积为4.0×10﹣5m3．求：（1）物块受到的浮力；（2）物块的质量；（3）如图乙所示，用力F缓慢向下压物块，使其恰好完全浸没在水中（水未溢出）．此时水对容器底的压强比物块被下压前增加了多少？6.一带阀门的圆柱形容器，正方体重12N，用细绳悬挂放入水中，当有的体积露出水面时绳子受到的拉力为4N，如图所示．试求：（1）正方体M受到的浮力；（2）正方体M的边长；（3）若从图示状态开始，通过阀门K缓慢放水，当容器中水面下降了3cm时，细绳承受的拉力是多少？答案解析部分一、计算题1.【答案】解：（1）由ρ=得木块质量：m=ρV=0.6×103 kg/m3×0.2m3=120kg，木块的重力：G木=mg=120kg×10N/kg=1200N；（2）因为木块漂浮，所以F浮=G木=1200N；（3）由F浮=ρgV排得木块排开水的体积：V排==0.12m3；（4）V露=V﹣V排=0.2m3﹣0.12m3=0.08m3答：（1）木块的重力是1200N；（2）木块受到的浮力是1200N；（3）木块排开水的体积是0.12m3；（4）木块露出水面的体积是0.08m3．【考点】浮力大小的计算【解析】【分析】（1）已知木块的密度和体积，根据m=ρV求出木块质量，再根据G=mg即可求出木块的重力；（2）因木块浮在水面上，根据物体的漂浮条件求出木块受到的浮力；（3）已知木块受到的浮力，根据F浮=ρgV排求出木块排开水的体积；（4）木块露出水面的体积等于木块的体积减去木块排开水的体积．二、综合题2.【答案】（1）解：木块受到的浮力：F浮=G排=m排g=0.1kg×10N/kg=1N（2）解：正方体木块的体积：V木=（0.05m）3=1.25×10﹣4m3，因为木块漂浮，所以G木=F浮=1N，因为G木=m木g=ρ木V木g，所以木块的密度：ρ木= = =0.8×103kg/m3（3）解：由于木块漂浮，根据浮力产生的原因可知，木块下表面受到的水的压力：F=F浮=1N，木块的底面积S=（0.05m）2=0.0025m2，木块下表面受到的水的压强：p= = =400Pa【考点】密度的计算，液体的压强的计算，浮力大小的计算【解析】【分析】（1）知道溢出水质量，利用重力公式求木块排开水的重力，再根据阿基米德原理求木块受到的浮力；（2）知道正方体木块的边长求出木块的体积；根据漂浮条件求出木块重，进而求出木块的质量；最后利用密度公式求木块的密度；（3）根据浮力产生的原因（物体上下表面产生的压力差），求出下表面受到的压力，再根据压强公式求木块下表面受到的水的压强．3.【答案】（1）解：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=10N；当h≥8cm 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示=2N；圆柱体浸没在液体中所受的浮力：F浮=G﹣F示=10N﹣2N=8N；答：圆柱体浸没在液体中所受浮力是8N；（2）解：物体排开液体的体积V排=V物=S物h物=40cm2×8cm=320cm3=3.2×10﹣4m3，由F浮=ρ液gV排得液体的密度：ρ液= = =2.5×103kg/m3；答：筒内液体的密度是2.5×103kg/m3；（3）解：液体的质量m液=ρ液V液=2.5×103kg/m3×80×16×10﹣6m3=3.2kg，圆柱体浸没并且未与圆筒底部接触时，圆筒对桌面的压力等于液体、容器、圆柱体总重力减去弹簧测力计的拉力，所以圆筒对地面的压力：F=（m液+m筒）g+G﹣F示=（3.2kg+400×10﹣3kg）×10N/kg+10N﹣2N=44N，圆筒对地面的压强：p= = =5.5×103Pa．答：圆柱体浸没并且未与圆筒底部接触时，圆筒对桌面的压强是5.5×103Pa．【考点】密度的计算，液体的压强的计算，浮力大小的计算【解析】【分析】（1）根据图象分析出物体的重力和完全浸没时的拉力，根据公式F浮=G﹣F示计算出浮力的大小；（2）根据F浮=ρ液gV排的变形公式ρ液= 计算出液体的密度；（3）圆柱体浸没并且未与圆筒底部接触时，圆筒对桌面的压力等于液体、容器、圆柱体总重力减去弹簧测力计的示数，知道容器底面积（受力面积），根据公式p= 求圆筒对桌面的压强．4.【答案】（1）解：由阿基米德原理可得：F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×（0.1m）3×（1﹣）×10N/kg=6N；答：图甲中木块受的浮力为6N；（2）解：木块的重力：G木=F浮=6N，木块表面上放一重2N的石块，当它静止时，F'浮=G总，即ρ液V木g=G木+G石，液体的密度：ρ液= = =0.8×103kg/m3．答：图乙中液体的密度为0.8×103kg/m3；（3）解：图乙中木块下表面受到液体的压强：p=ρ乙gh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.1m=800Pa．答：图乙中木块下表面受到液体的压强为800Pa．【考点】密度的计算，液体的压强的计算，浮力大小的计算【解析】【分析】（1）根据题意，求出物体所排开水的体积，由阿基米德原理解题；（2）根据物体的漂浮特点，由阿基米德原理解题；（3）根据液体内部压强的特点，由p=ρgh求解．5.【答案】（1）解：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）解：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 （3）解：物块使其恰好完全浸没在水中，排开水的体积变化：△V=V物﹣V排=5×10﹣5m3﹣4×10﹣5m3=1×10﹣5m3则水的深度变化为：△h= = =0.002m，所以水对容器底的压强：p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.002m=20Pa【考点】液体压强计算公式的应用，阿基米德原理，物体的浮沉条件及其应用【解析】【分析】（1）已知浸入水中的木块体积（排开水的体积），利用阿基米德原理求所受浮力．（2）由于物块漂浮在水面上，根据漂浮条件可知物块的重力，求出质量；（3）求出物块完全浸没在水中和物块的漂浮时的体积差，已知容器底面积求出水的深度h，根据p=ρgh即可求出水对容器底的压强．6.【答案】（1）解：正方体M受到的浮力：F浮=G﹣F拉=12N﹣4N=8N；（2）解：由题知V排=（1﹣）V= V，由F浮=ρ水gV排=ρ水g V得正方体的体积：V= × = × =1×10﹣3m3，所以正方体的边长：L=0.1m；（3）解：阀门未打开，水没有流出时，正方体浸入水中的深度 h1= L= ×0.1m=0.08m，水面下降了3cm，此时正方体浸入水中的深度：h2=h1﹣0.03m=0.08m﹣0.03m=0.05m，此时正方体受到的浮力：F浮2=ρ水gV排2=1×103kg/m3×10N/kg×（0.1m）2×0.05m=5N，细绳受到的拉力：F拉2=G﹣F浮2=12N﹣5N=7N．【考点】浮力大小的计算【解析】【分析】（1）正方体M受到的浮力等于正方体的重力减去拉力；（2）知道正方体有的体积露出水面，可求出正方体排开水的体积，利用F浮=ρ水gV排求正方体的体积，进而求出正方体的边长；（3）知道正方体有的体积露出水面，可求正方体浸入水中的深度；水面下降了3cm，可求此时正方体浸入水中的深度，求出排开水的体积，利用阿基米德原理求此时正方体受到的浮力，细绳受到的拉力等于重力减去浮力．。

2018年中考物理专题复习卷: 压强和浮力一、选择题1.关于物理学知识，下列说法正确的是（）A.大气压是大气产生的压强，大气压随着海拔高度的升高而降低B.相距较近的两艘轮船，平行同向快速行驶时，容易发生碰撞事故，其原因是流体流速越快，流体压强越大C.电流通过用电器时，其消耗的电能可以通过关系式UIt求得，但不能直接用关系式I2Rt进行求解D.大多数汽车的核心部件是内燃机。

四冲程内燃机工作时，主要靠压缩冲程获得动力【答案】A【解析】：A、大气压是大气产生的压强，大气压随着海拔高度的升高而降低。

A符合题意；B、相距较近的两艘轮船，平行同向快速行驶时，容易发生碰撞事故，其原因是流体流速越快，流体压强越小。

B不符合题意。

C、电流通过用电器时，其消耗的电能可以通过关系式UIt求得，对于纯电阻用电器可以直接用关系I2Rt 进行求解。

C不符合题意。

D、在四个冲程中，使汽车获得动力的冲程是做功冲程。

D不符合题意。

故答案为：A。

【分析】大气压强产生的原因：空气受到重力作用而产生的，大气压强随高度的增大而减小.流体压强大小与流速关系：在流体中流速越大地方，压强越小；流速越小的地方，压强越大.纯电阻电路：电功：W=UIt，电热：Q=I2Rt，电热和电功的关系W=Q.内燃机可分为汽油机和柴油机，它们一个工作循环由吸气、压缩、做功和排气四个冲程.一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周.2.“歼15”飞机在“辽宁号”航母上进行起降训练。

下列说法正确的是( )A. 飞机减速降落，机械能增大B. 飞机静止在航母上，没有惯性C. 飞机加速起飞，运动状态保持不变D. 飞机空中飞行，机翼上方空气流速大压强小【答案】D【解析】飞机减速时，速度变小，动能减小；降落的过程中，高度减小，重力势能减小；动能和势能总和为机械能，所以机械能减小，A选项错误；物体在任何时候都有惯性，飞机静止在航母上具有惯性，B 选项错误；飞机加速起飞，速度越来越大，运动状态改变了，C选项错误；飞机的机翼是上凸下平的，通过机翼上方的空气流速大，压强较小，机翼下方的空气流速小，压强大，使飞机产生一个向上的升力，D选项正确。

求：
（1）圆柱体浸没在水中时所受到的浮力；
（2）圆柱体的体积；
（3）圆柱体沉入底部时，水对容器底部的压强。
2.（2018•泰安）用弹簧测力计悬挂一实心物块，物块下表面与水面刚好接触，如图甲所示。从此处匀速下放物块，直至浸没于水中并继续匀速下放（物块未与水底接触）。物块下放过程中，弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水的深度h的关系如图乙。g取10N/kg，水的密度是1.0×103kg/m3．求：
（1）物块受到的重力；
（2）物块完全浸没在水中受到的浮力；
（3）物块的密度。
3.（2018•凉山州）如图所示，用细绳将质量为200g的木块系住，使木块浸没在水中，当木块静止时细绳对木块的拉力为1N，容器底部水的深度为20cm，已知容器底面积为40cm2，求：
（1）木块受到的浮力；
（2）水对容器底部的压力和压强。
4.（2018•聊城）考古工作者在河底发现了古代的石像，经潜水者测量它的体积约为2m3．如图所示，在打捞石像的过程中，考古工作者用动滑轮将石像匀速提升，需要竖直向上的拉力F=1.6×104N．在没有将石像提出水面前，若不计摩擦和滑轮重力，（ρ水=1.0×103kg/m，g=10N/kg）求：
（1）石像受到的浮力。
（1）木块所受重力大小。
（2）木块的密度。
（3）木块静止在水中时，受到浮力的大小。
12.（2018•江北区模拟）如图所示，正方体木块漂浮在水面上，有总体积的
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露出水面，不可伸长的悬绳处于松弛状态。已知绳子能承受的最大拉力为5N，木块边长为0.1m，容器底面积为0.04m2，容器中水足够多，容器底有一阀门K，求：
（1）木块的密度为多少kg/m3？
（2）打开阀门使水缓慢流出，当细绳断裂前一瞬间关闭阀门，此时木块排开水的体积为多少m3？

密度、浮力、压强相关计算1.中国首艘国产航母001A 于2017 年4 月26 日正式下水(如图)．下水方式采用了漂浮式下水，这也是现代航母建造中普遍使用的下水方式．漂浮式下水是打开闸门让海水注入船坞 (停泊、修理或制造船只的地方)，船依靠浮力浮起后驶离船坞．(g 取 10 N/kg，海水密度取1.0×103 kg/m3)问：(1)航母001A 设计满载排水量约7 万吨，那么它满载时受到的浮力是多少？(2)水面下4 m 处海水产生的压强是多少？(3)一位质量为60 kg 的歼15 舰载机飞行员来到航母的水平甲板上，若双脚与甲板的接触面积是0.04 m2，则他双脚站立时对甲板的压强是多少？第1 题图2.如图甲所示为服役于中国海军的导弹护卫舰．该舰满载时排水量是4 053 t，吃水深度5 m，最大航速50 km/h.如图乙所示是护卫舰从启动到正常行驶的v－t 图像，该舰输出功率恒为25 600 kW.(g 取10 N/kg，ρ海水＝1.02g/cm3)第2 题图(1)在 0～0.2 h 内，护卫舰的动力阻力(选填“大于”“等于”或“小于”)．(2)护卫舰满载时船底受到的压强和压力各是多少？(3)护卫舰以最大航速匀速向前航行时，水对护卫舰的阻力是多少？(计算结果保留两位小数)3.如图为我国建成的全球最大的漂浮栈道，该水上漂浮栈道由 222 500 个浮体组成，四个浮体组成 1 平方米，每平方米最大荷载350 千克．且浮桥的总重与游客满员时(理论计算值) 的重力相当，人行于上，走道随波浪而起伏，游人戏称“像冲浪”．(1)当游客数量增加时，栈道受到的浮力将(选填“变大”“变小”或“不变”)． (2)假如游客的体重均以50 kg 计算，若控制进入景区的限制人数为理论计算值的10%，那么限制人数是多少？(3)在最大荷载的情况下，浮体恰好全部浸没水中，那么每个浮体的体积是多少？(4)从物理学角度分析人走在栈道上，走道随波浪而起伏，感觉“像冲浪”的原因．第3 题图4.如图，最近有报导，奇男子方恕云凭借一根不经任何加工的毛竹横渡富春江(g＝10N/kg)．(1)已知人与手上物体的总质量为 80 kg，他两只脚站在毛竹上受力面积是 400 cm2，求他对毛竹的压强．(2)若他所用的一根毛竹质量为 210 kg，体积0.3 m3，则他能否实现水上漂行？第4 题图5.近期在日本召开了以美欧日等国的“七国峰会”，在会上日本再次无理提出了我国南海问题．为了捍卫国家主权，我军派满载排水量达 67 500 t 的“辽宁”号航空母舰加强了对南海黄岩岛等岛屿的巡逻，在某次巡逻演习中雷达发现假想敌潜艇在15 海里外的水下10 m 处潜行，随即投下重量为100 kg 的感应式浅水水雷攻击，并成功将敌潜艇击沉．(g＝10 N/kg、水的密度为1×103 kg/m3)问：(1)航空母舰满载时受到的浮力为多少？(2)敌潜艇受到水的压强有多大？ (3)如图为感应式浅水水雷在水中待命时示意图，假设欲使水雷悬浮在水中，需在其下方用细绳悬挂一个密度为5×103 kg/m3、质量为31.25 kg 的物体，求水雷的密度？(细绳的体积和质量忽略不计)第5 题图6.我国自主研发的水下无人滑翔机“海燕”形似鱼雷，长1.8 m，直径0.3 m，质量为70 kg. 在一次训练中，它在海面下500 m 处水平匀速巡航时，1 min 内航行的距离为90 m．求“海燕” 滑翔机在这过程中；( 计算时海水的密度取1.0×103 kg/m3，g 取10N/kg) (1)所受到的重力； (2)航行的速度；(3)受到海水的压强．7.近日，我国新型战略核潜艇(如图甲所示) 为保障国家安全，进行了战备巡航，下表是核第7 题图求：(1)核潜艇以水下最大航速行驶，到距离2 700 km 处的某海域执行任务所用的时间(1 节≈0.5 m/s)；(2)核潜艇在水面航行时受到的浮力；下潜到最大深度时受到水的压强；(g＝10 N/kg，海水的密度ρ海水＝1.03×103 kg/m3)(3)若核潜艇在水下巡航时，做水平匀速直线运动，所受阻力与速度的关系如图乙所示，它的动力功率是多少．8.如图所示，放置在水平地面上重10 N 的平底薄壁容器，底面积为0.01 m2，内装 40 N 的水，水深 0.2 m．现将一个体积是 200 cm3 的金属块系在弹簧测力计挂钩上，并把它完全浸没于容器内的水中(水未溢出，金属块未接触容器底部)，弹簧测力计示数为 15.8 N．(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g＝10 N/kg)求：(1)金属块未放入水中时，容器底部受到水的压力是多少？(2)金属块的密度是多少？(3)金属块完全浸没于水中后，容器对水平地面的压强是多少？第8 题图9. 图甲是建造长江大桥时使用的起吊装置(图中未画出)的钢缆绳拉着实心圆柱体A 距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降，在下降到江底之前，始终保持 0.2 m/s 的速度不变．图乙是A 下降到江底之前钢缆绳对A 的拉力F 的随时间t 变化的图像( 取江水的密度为ρ水＝1.0×103 kg/m3，g 取10 N/kg)．求： (1)圆柱体A 下降过程中，重力的功率；(2)圆柱体A 的密度；(3)当圆柱体A 下降到江底(江底视为水平)，卸下钢缆绳后，圆柱体A 对江底的压强？第9 题图冰10.如图，底面积为 100 cm 2 的圆柱形容器 内 装 有 足 够 多 的 水 ， 在 水 面 上 有 一 体 积 为4.5×10－4 m 3 的冰块，冰块内部含有质量为 60 g的物体，冰块有 1 的体积露出水面．(ρ ＝ 150.9×103 kg/m 3，g ＝10 N/kg)求： (1)冰块受到的浮力；(2)物体的密度；(3)当冰块全部熔化后，容器底部受到水的 压强变化量是多少？第 10 题图11.如图所示，一个底面积为100 cm2 的圆柱体容器（容器壁的厚度忽略不计）放在水平桌面的中央，容器中装有1 000 g 的水.将一个重3 N 的实心长方体A 挂在弹簧测力计上，然后竖直浸入水中，当A 有一半浸在水中时，弹簧测力计的读数为2 N.（g 取10 N/kg）求：第11 题图（1）此时，A 物体受到的浮力为多少？（2）物体A 的体积是多少？（3）当物体A 浸没在水中时（容器中的水并未溢出），水对容器底的压强是多大？12.如图甲所示，一个底面积为75 cm2 的柱形物体A 挂在弹簧测力计下，静止时弹簧测力计的示数F1＝15 N；底面积为120 cm2 且足够深的柱形容器放在水平桌面上，将物体A 放入容器中且与容器底接触但对容器无压力.慢慢向容器注水，待液面稳定后物体A 上表面到水面的距离h＝5 cm，如图乙所示，此时弹簧测力计示数F2＝7.5 N；然后，将物体A 竖直向上移动8 cm. （忽略绳重和附在物体表面上水的重力.ρ水＝1.0×103 kg/m3，g 取 10 N/kg）.求：（1）物体A 浸没在水中受到的浮力；（2）物体A 的密度；（3）物体A 竖直向上移动8 cm 前后，水对容器底压强的变化量.第12 题图13.如图甲所示，水平桌面上放置底面积为80 cm2，质量为 400 g 的圆筒，筒内装有 16 cm 深的某液体. 弹簧测力计悬挂着底面积为40 cm2.高为 8 cm 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 的关系如图乙所示（.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的浮力是多少？（2）筒内液体密度是多少？（3）圆柱体浸没并且未与圆筒底部接触时，圆筒对桌面的压强是多少？第13 题图14.小金学了浮力的知识后，想制造一台浮力秤.他将一段密度为0.5×103 kg/m3，粗细均匀的木料，先进行不吸水处理，再将其竖立水中，如图所示.这段木料长为40 cm，横截面积为0.1 m2，其上表面可以作为秤盘（g 取10N/kg），问：第14 题图（1）质量为0 的刻度线的位置在哪里？（2）距离上表面10 cm 处的刻度对应的质量为多少？15.如图所示，一个底面积为2 m2 的圆柱状容器，装有适量的水.现将一个底面积为0.5m2、体积为5 m3 的物体A 放入其中，物体A 漂浮于水面上.当再给A 物体施加一个竖直向下的大小不变的力F 以后，A 物体最终恰好浸没于水中静止，此时容器底部受到的压强增大了1×104Pa.则：（1）A 物体浸没水中静止时容器底部所受到的压力增大了多少？（2）A 浸没于水中时受到的浮力为多少？（3）A 物体受到的重力为多少？（g＝10 N/kg）（4）从A 物体漂浮水面到浸没水中静止过程中力F 做了多少功？第15 题图p 参考答案1.解：(1)满载时排水量：m 排＝70 000 t＝7×107 kg航母满载时受到的浮力：F 浮＝G 排＝m 排g＝7×107 kg×10 N/kg＝7×108 N(2)水面下4 m 处海水产生的压强：p＝ρ海水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4 m ＝4×104 Pa (3)在水平甲板上，人对甲板的压力：F＝G＝mg＝60 kg×10 N/kg＝600 N 站立时与甲板的接触面积：S＝0.04 m2 双脚站立时对甲板的压强：F 600 N＝＝＝1.5×104 PaS 0.04 m22. (1)大于【解析】由图像乙可知在0～0.2 h 内护卫舰的速度不断增大，是加速运动的，所以它的动力大于阻力．解：(2)护卫舰满载时底部受到的压强是：p＝ρ海水gh＝1.02×103 kg/m3×10N/kg×5 m＝5.1×104 Pa护卫舰满载时受到的浮力是：F 浮＝G 排＝m 排g＝4 053×103 kg×10 N/kg ＝4.053×107 N护卫舰满载时船底受到的压力是：＝F 压＝F 浮＝4.053×107 N(3)由 P ＝W ＝Fs ＝Fv 可得，护卫舰的动力 t t是： F ＝P 2.56×10=7 W 1 ≈1.84×106 N v 50× 3.6m/s 因为护卫舰匀速航行，受到的是平衡力， 所以其受到的阻力和动力大小相等，故有 f ＝F ＝1.84×106 N3. (1)变大【解析】栈道是漂浮在水面上的， 浮力等于重力，在游客数量增加时，总的重力 在增大，栈道受到的浮力也在增大.解：(2)222 500 个浮体组成的栈道面积为 222 500 S ＝ ×1 m 2＝55 625 m 2 4总共能承受的最大荷载为M ＝55 625 m 2×350 kg/m 2＝19 468 750 kg限制人数为n ＝ M × 10% ＝ 19 468 750 kg × 10% ＝ 38 m 937.550 kg故可以承受游客的最多人数限制人数为为 38 937 (3)由(2)可知，漂浮栈道与最大荷载的总重力G ＝2 Mg ＝2×19 468 750 kg ×10 N/kg ＝389 375 000 N根据物体的漂浮条件F 浮＝G 得，F 浮＝389 375 000 N依据阿基米德原理F 浮＝ρV 排g则V 排＝F 浮＝389 375 000 N＝38ρg 1.0×103 kg/m3×10 N/kg937.5 m3每一个浮体的体积为V ＝V 排＝222 50038 937.5 m3＝0.175 m3222 500(4)这是由于栈道受力不均匀，受到压力较大的地方浮力也随着增大，因此浮体向下进入水中的体积增大以获得较大的浮力，栈道降低；而受到压力较小的地方，浮力也较小，因此浮体上浮，栈道升高．这样栈道就起伏不平，犹如冲浪一般．4. 解：(1)人对毛竹的压力为F＝G＝mg＝80 kg×10 N/kg＝800 N他对毛竹的压强p＝F＝800 N2×104PaS 400×10－4 m2(2)人站在毛竹上毛竹受到的最大浮力为F 浮＝ρ水V 排g＝1.0×103 kg/m3×0.3 m3×10 N/kg＝3 000 N人和物体毛竹的总重为G 总＝m 总g＝(80 kg＋210 kg)×10 N/kg＝2 900 N因为F 浮>G 总，所以他能实现水上漂行．5. 解：(1)因为航空母舰漂浮，受到的浮力等于其排开水的重力，所以：F 浮＝G 排＝m 排g＝67 500×103 kg×10 N/kg ＝6.75×108 N(2) 敌潜艇受到水的压强是：p ＝ρgh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10 m＝1×105 Pa(3)将水雷和下面悬挂的物体当作一个整体，水雷悬浮时，它们受到的浮力等于其总重力，为：F 浮＝G 总＝m 总g＝(100 kg＋31.25 kg)×10 N/kg＝1 312.5 N它们的总体积是：V ＝V 排＝F 浮＝ρ水g1 312.5N1.0×103 kg/m3×10N/kg＝0.131 25 m3而下面悬挂的物体的体积是：V1 ＝m1＝ρ131.25kg＝0.006 25 m35×103 kg/m3因此水雷的体积是：V2＝V－V1＝0.131 25 m3－0.006 25 m3＝0.125 m3故水雷的密度是：ρ2 ＝m2＝100 kg＝0.8×103kg/m3V2 0.125 m3＝ ＝ 66.解：(1)滑翔机受到的重力为 G ＝mg ＝70 kg ×10 N/kg ＝700 N(2)航行的速度为 v ＝s t90 m ＝1.5 m/s 60 s (3)受到海水的压强为 p ＝ρgh ＝1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×500 m ＝5.0×106 Pa7.解：(1)s ＝2 700 km ＝2.7×106 m ， v ＝0.5 m/s ×36＝18 m/s ，由 v s 得： tt ＝s ＝2.7×10m ＝1.5×105 sv 18 m/s(2)在水面上航行时：m 排＝9 000 t ＝9×106 kgF 浮 ＝G 排 ＝m 排 g ＝9×106 kg ×10 N/kg ＝9×107 N最大深度 h ＝350 m 时，海 水 对 它 的 压 强 p ＝ ρ 海 水 gh ＝ 1.03×103 kg/m 3×10 N/kg ×350 m ＝3.605×106 Pa(3) 根据二力平衡，由图像得：F 动 ＝f ＝ 30×104 N ，此时速度 v ′＝0.5 m/s ×20＝10 m/s ， 动力的功率 P ＝F 动 v ′＝30×104 N ×10m/s ＝3×106 W8. 解 ： (1) 水 对 容 器 底 的 压 强 p ＝ ρgh ＝ 1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×0.2 m ＝2×103Pa ， 水 对 容 器 底 的 压 力 F ＝ pS ＝2×103Pa×0.01 m2＝20 N；(2) 金属块受到的浮力F 浮＝ρ水gV 排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×200×10－6m3＝2N；受力分析：金属块G＝F＋F 浮＝15.8 N＋2N＝17.8 N；金属块的密度ρ＝mV＝G＝gV17.8 N＝8.9×103 kg/m3；10 N/kg×200×10－6 m3(3)金属块完全浸没在水中后，容器对水平地面的压强p ＝FS＝G 水＋G 容＋F 浮＝S40 N＋10 N＋2 N＝5.2×103 Pa0.01 m29. 解：(1)在江面上时圆柱体匀速下降，所以重力和拉力相等，由图可得：G＝F1＝3×104N重力的功率是：P＝Gv＝3×104 N×0.2 m/s ＝6×103 W(2)圆柱体浸没在水中后，拉力F2＝1×104 N；这时圆柱体受到的浮力是：F 浮＝G－F2＝3×104 N －1×10 4 N＝2×104 N因为这时圆柱体浸没，所以圆柱体的体积是：V 物＝V 排＝F 浮＝2×104 N＝2m3ρ水g 1.0×103kg/m3×10N/kg4圆柱体的质量是：m ＝G ＝3×10 N ＝ 3×103 kg圆 柱 体 的 密 度 ρ物 ＝1.5×103kg/m 3g 10 N/kg m ＝ 3×103 kg ＝V 物 2 m 3 (3)由乙图可得，圆柱体下表面接触江面到 刚好浸没的时间 t ＝5 s圆柱体的高度是：h ＝vt ＝0.2 m/s ×5 s ＝1 m圆柱体的底面积是：S ＝V 物＝2 m 3＝2 m 2h 1 m江底对圆柱体的支持力：F N ＝G － F 浮＝3×104 N －2×104 N ＝1×104 N因为互相作用力大小相等，所以圆柱体对江底压力为：F ′＝F ＝1×104 NN N F ′ 4 圆柱体对江底的压强是：p ＝ N ＝1×10 N＝5×103 PaS 2 m 210. 解：(1)冰块受到的浮力 F 浮＝ρ液 gV 排＝1.0×103 kg/m 3 ×10 N/kg ×(1 － 1)×4.5×10－415m 3＝4.2 N(2)因为冰块漂浮在水面，则有 F 浮＝G ＝mg ，则冰块与物体的总质量 m ＝G ＝F 浮＝ 4.2 N ＝0.42 kg ＝420 gg g 10 N/kg冰块的质量m 冰＝m－m 物＝420 g－60 g＝360 g冰块的体积V 冰＝m冰ρ冰＝360 g＝0.9×103kg/m3360 g ＝400 cm30.9 g/cm3则物体的体积V 物＝V－V 冰＝450 cm3－400 cm3＝50 cm3物体的密度ρ物＝＝1.2×103 kg/m3m 物＝V 物60 g50 cm3＝1.2 g/cm3(3)冰块熔化前排开水的体积V 排水＝(1－1)V＝(1－1 )×4.5×10－4 m3＝4.2×10－4 m3，15 15m 冰熔化后排开水的体积V′排水＝V 熔化水＋V 物ρ水360 g －4＋V 物＝ 1g/cm3＋50 cm3＝410 cm3＝4.1×10m3，水体积的变化量ΔV＝V 排水－V′排水＝4.2×10－4 m3－4.1×10－4 m3＝1×10－5 m3则液面变化的高度Δh ＝ΔV＝S1×10－5m3＝10－3 m100×10－4 m2容器底部受到水的压强变化量Δp＝ρgΔh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10－3 m＝10 Pa11.解：(1)物体A 的重力G＝3 N，所以此A ＝时物体 A 受到的浮力 F 浮＝G －F ＝3 N －2 N ＝1 N(2)因为弹簧测力计的示数为 2 N ，即物体 A 受到的浮力为 1 N 时，物体 A 的刚好有一半的 体积浸入水中，所以物体的体积：即 1V ＝ F 浮 ＝1 N＝21×10－4 m 3ρ液 g1.0×103 kg/m 3×10 N/kg 所以 V A ＝2×1×10－4 m 3＝2×10－4m 3(3)当物体 A 浸没在水中时，容器底受到的 压力：F ＝G 水＋F ′浮＝1 kg ×10 N/kg ＋ρ液 gV A ＝10 N ＋1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×2×10－4 m 3＝ 10 N ＋2 N ＝12 NF 12N 水对容器底的压强：p ＝1 200 Pa＝ ＝ S 100×10－4 m 2 12. 解：(1)由于物体浸没在水中与容器底 接触但对其无压力，且不考虑绳重和附在物体 表面上水的重力，待液面稳定后对物体 A 进行 受力分析可得：物体 A 浸没在水中受到的浮力：F 浮＝F 1－ F 2＝15 N －7.5 N ＝7.5 N(2)物体 A 的质量为 m A G ＝ F 1＝15N ＝1.5 kg g g 10 N/kgF浮物 体 A 的 体 积 ： V A ＝ V 排＝＝ρ水g7.5 N 1.0×103 kg/m 3×10N/kg＝7.5×10－4 m 3 物 体 A 的 密 度ρ＝ m A ＝ 1.5 kg ＝2×103 kg/m 3VA 7.5×10－4 m 3(3)因为物体 A 的底面积 S A 为 75 cm 2，所以7.5×10－4 m 3 物体 A 的高度：h A ＝V A ＝ S A 75×104m 2＝0.1 m ＝ 10 cm由图乙可知：V 水＝V 总－V A ＝S 容·(h A ＋h )－V A ＝120 cm 2 ×(10 cm ＋5 cm)－750 cm 3＝1 050 cm 3当物体 A 竖直向上移动 8 cm 后，假设物体 A 露出水面的高度为 h ′.则 A 底面距容器底的距离应为 8 cm.如解图 所示．第 12 题解图此时 V 水′＝V 总′－V A ′＝S 容·(8 cm ＋10 cm －h ′)－S A ·(h A －h ′)＝120 cm 2×(18cm－h′)－75 cm2×(10 cm－h′)＝(1 410－45h′)cm3因为整个过程水的体积保持不变，所以V水′＝V 水，即(1 410－45h′)cm3＝1 050 cm3解得h′＝8 cm.物体A 浸入水的高度为h″＝10 cm－8 cm＝2 cm.此时水面的高度为h 水＝h″＋8 cm＝10 cm所以物体A 竖直向上移动8 cm 前后，水面高度变化量Δh＝15 cm－10 cm＝5 cm＝0.05 m 水对容器底压强的变化量：Δp＝ρ水gΔh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.05 m＝500 Pa13.解：(1)由图像知，当h＝0 时，此时测力计的示数等于圆柱体的重力，所以G＝10 N；当h≥8 cm 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 示＝2 N；所以F 浮＝G－F 示＝10 N－2 N＝8 N；(2)物体排开液体的体积V 排＝V 物＝S 物h 物＝40×8×10－6 m3＝3.2×10－4 m3；由 F 浮＝ρ液gV 排得ρ液＝F 浮＝gV 排8 N＝2.5×103 kg/m310 N/kg×3.2×10－4 m3(3)G 液＝ρ液V 液g＝ρ液S 筒h 液g＝2.5×103kg/m3×80×10－4m2×16×10－2 m×10 N/kg＝32 NG 筒＝m 筒g＝0.4 kg×10 N/kg＝4 Np ＝ G 液＋G 筒＋F 浮 ＝ 32 N ＋4 N ＋8 N ＝ S 筒 5.5×103 Pa80×10－4 m 214.解：(1)将这段木块竖直漂浮在水中，水 面与木块相切处即为零刻度线位置(离下表面竖 直距离 20 cm 处为零刻度线位置)；方法 1：将这段木块竖直漂浮于水中，水面 与木块相切处即零刻度线位置方法 2：由于木块处于漂浮所以 F 浮＝G 木又因为 F 浮＝ρ水 gV 排，G 木＝ρ木 V 木 g 所以ρ水 gSh ＝ρ木 SLg ρ木则 h ＝ L ＝ ρ水 cm0.5×103 kg/m 31.0×103 kg/m 3×40 cm ＝20 即离下表面竖直距离 20 cm 处为零刻度线 位置(2)设距离上表面 10 cm 处的刻度对应的质 量为 mF 浮′＝G 木＋mgF 浮 ′ ＝ρ 水 gV 排 ′＝ ρ 水 gSh ′ ＝1.0×103kg/m 3×10 N/kg ×0.1 m 2×(0.4－0.1)m ＝300 NG 木 ＝m 木 g ＝ρ 木 V 木 g ＝ρ 木 SLg ＝0.5×103kg/m 3×0.1 m 2×0.4 m ×10 N/kg ＝200 N F 浮′－G 木 300 N －200 Nm ＝ ＝ g10 N/kg ＝10 kg 则距离上表面 10 厘米处时刻度对应的质量＝为 10 kg15.解：(1)增大的压力：ΔF ＝ΔpS 容＝1×104 Pa ×2 m 2＝2×104 N(2)A 受到的浮力：F 浮＝ρ水 gV 排＝ρ水 gV 物＝1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ×5 m 3＝5×104 N (3)A 物体受到的重力：G A ＝ F 浮 － Δ F ＝ 5×104 N － 2×104 N ＝ 3×104 N(4)Δh ＝Δp ＝ 1×104 Pa 1ρ水 g mΔV 排 1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ΔF 浮 Δh 排＝＝ρ水 g ＝ S A S A 2×104 N1.0×103 kg/m 3×10 N/kg ＝4 m0.5 m 2力 F 向下运动的距离：h = Δh 排 －Δh =4m － 1m=3m W =Fs =2×104 N ×3 m=6×104 J。