《浮力》综合题20道【含解析】-精品合集.pdf

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1、第 10 章浮力综合题 20 道【2】 1如图 1 所示,在底面积为10 2 m 2 的容器中有一重物,现利用弹簧测力计将其拉出水面,弹簧测力计的示数F 随时间变化的图象如图2 所示,根据图象信息,计算 (1)物体被拉出水面之前受到的浮力; (2)物体的密度; (g 取 10N/kg) (3)物体被拉出水面,由于水面降低,容器底受到水的压强减小了多少帕? 2如图所示,体积为V=200cm 3 的木块在绳子拉力F=0.7N的作用下静止在水中(g=10N/kg,水=1.0103k/gm 3) 绳子重力不计,求: (1)木块此时受到的浮力; (2)木块的重力; (3)剪断绳子,木块静止时排开水的体积

2、 3 一壁很薄的透明瓶子,瓶身部分为圆柱形,瓶子的底面积为40cm 2,瓶中装有高度为 28cm 的水(如图甲所示) , 将瓶子倒置并使其在水中竖直漂浮(如图乙所示),此时瓶子露出水面的高度为4.5cm,瓶子内外水面的高度差 为 2.5cm求: (1)瓶子(含瓶盖)的重力 (2)瓶子在水中悬浮时瓶中水的质量 4有一艘参加海上阅兵的某型号核动力在水面上巡逻时的排水量为7000t,在水下巡航时的排水量为8000t,该 潜艇最大下潜深度为400m求: (1)潜艇在水下巡逻受到的浮力有多大? (2)在水面上巡航时,露出水面的体积有多大? (3)当潜水艇下潜到最大深度时,潜艇表面一2m 2 的面积上受到

3、海压力为多大?g 取 10N/kg ,海水密度近似取 1.010 3kg/m3,忽略海水密度变化) 5如图所示,已知重为10N 的长方体木块静止在水面上,浸入在水中的体积占木块总体积的(g 取 10N/kg) (1)求木块所受到的浮力大小; (2)若木块下表面所处的深度为0.2 米,求木块下表面受到水的压强; (3)若要将木块全部浸没水中,求至少需要施加多大的压力 6如图是某公共厕所的自动冲水装置浮筒 A 是边长为 20cm 的正方体, 质量为 4kg盖片 B 的表面积为80cm 2, 质量、厚度不计连接AB 的是长为30cm,体积和质量都不计的硬杆当供水管流进水箱的水刚好浸没浮筒A 时,盖片

4、B 被拉开,水通过排水管流出冲洗厕所(g 取 10N/kg) (1)当水箱的水刚好浸没浮筒A 时,浮筒A 受到水的浮力是多少? (2)当水箱的水刚好浸没浮筒A 时, B盖片受到水的压力是多少? (3)当水箱中的水有多深时,盖片B又自动关上? 7一量筒内盛某种液体,其中有一质量为m,且附有细线的铁块,此时液面的示数为V1,现将一密度 的球体 用细线系在铁块m 上,杯中液面上升到V2,若断开细线,则球体上浮露出液面,稳定后杯中液面至V3,求该液 体的密度 8如图所示,将一个体积为2.010 3m3 、重 16N 的木块用细线系在底面积为200cm2的圆柱形容器的底部当 容器中倒入足够的水使木块被浸

5、没时,(g 取 10N/kg )求: (1)如图所示时木块所受的浮力是多少牛; (2)如图所示时细线所受的拉力是多少牛; (3)剪断细线,木块处于静止时,木块浸入水中的体积是多少立方米; (4)木块从浸没到露出水面处于静止后,容器底部所受水的压强减小了多少帕 9如图所示,在一个底面积300cm 2 足够深的柱形容器内装有深6cm 的水,将一个长10cm,横截面积50cm2的 圆柱形实心塑料块挂于弹簧秤上,当塑料块底面刚好接触水面时,弹簧秤示数为4N已知弹簧的形变量与受到 的拉力成正比,即弹簧受到1N 的拉力时伸长1cm若往容器内缓慢加水: 求: (1)该实心塑料块的密度; (2)往容器缓缓加水

6、的过程中,当塑料块上浮1cm 时,此时塑料块所受浮力的大小以及容器底部所受水的压强 变化了多少; (3)当加入2000cm3水时,塑料块所受浮力是多少? 10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 11如图所示,放置在水平地面上的平底薄壁容器重10N,底面积 0.01m 2,内装 40N 的水,水深 0.15m现将重 为 17.8N 的实心铜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,铜块未接触容器底 部) 求: (1)铜块未放入水中时,容器底部受到水的

7、压力是多少? (2)铜块完全浸没于水中后,弹簧测力计的示数是多少? (3)铜块完全浸没于水中后,容器对水平地面的压强是多少? 12如图, 将含有一空心铝球的冰块投入平底水槽中,冰块内空心铝球的体积V 铝=10cm 3,当冰块(含空心铝球) 悬浮时,排开水的体积V排=45cm3冰全部熔化后,浸没在水中的空心铝球沉入水底,已知冰的密度冰=0.9 10 3kg/m3,求: (1)冰块(含空心铝球)在水中悬浮时的重力; (2)空心铝球最终对水槽底部的压力大小 13将一密度比水小的木块,系好绳子后放入甲图容器中,并把绳子的另一端固定在容器底部的中央,然后沿器 壁缓慢匀速倒入水(忽略其他因素影响),容器中

8、水与木块位置变化如乙图请你在丙图中画出木块从加水到浸 没后的过程中浮力随时间的变化情况图,并说出各段变化的理由(温馨提示:t1时木块恰好离开杯底,t2时绳 子刚好拉直,t3时木块刚好完全浸没 ) 14某实验小组的同学在探究“ 浮力的大小跟哪些因素有关” 的实验中,将圆柱体挂在弹簧测力计下当圆柱体下 表面与水面相平时,圆柱体开始缓慢下降(整个过程水未溢出)根据实验数据,绘制出如图所示的弹簧测力计 的示数 F与圆柱体下表面没入水中的深度h 的关系图象则: (1)圆柱体的重力为N (2)圆柱体浸没在水中时所受浮力为N (3)图象中(选填 “AB ”或“BC ”)段表明物体所受浮力的大小随其排开液体的

9、体积的改变而改变 (4)圆柱体由h1到 h2的过程中, 所受浮力;其下表面所受水的压强(均选填 “ 变大 ” 、“ 变小 ” 或“ 不变 ” ) (5)圆柱体的密度为kg/m 3 (6)实验小组又选用其它液体进一步探究发现圆柱体浸没时,弹簧测力计的示数与在水中浸没时不同,说明 浮力的大小还与有关 15小明同学在探究影响浮力大小的因素时,用 A 物体做了如图所示的实验请你根据小明的实验探究回答下列 问题 (1)在 C 与 E两图中, 保持了排开液体的体积不变,研究浮力与的关系; 根据 A 与 E两图所测的实验数据, 可知物体浸没在盐水中所受的浮力为N (2)小明对ABCD 四个步骤进行了观察研究

10、,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关对此正确 的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而, 当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小 与深度 (3)在小明实验的基础上,根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为kg/m 3 16童童和同学们在探究“ 浮力大小哪哪些因素有关” 时,操作如下: (1)如图甲所示童童把一个饮料罐慢慢按入水中,感觉用力越来越大,由此猜想浮力大小可能与排开水的体积 有关,于是他设计如图乙所示实验步骤,根据两图可以验证猜想是否正确; (2) 童童通过观察b, e 两图,得出了 “ 浮力的大小与液体密度有关” 的结论,你认为这样得出结论是否合理(选 填“

11、 是” 或 “ 否” ) ,请你说出理由; (3)实验结束后童童联想到压强知识,提出了下面两个问题,请你帮助解答 (以下两空均选填“ ” 、“ ” 或“=”) ; b,d 两图中 A 下表面受到水的压强分别是P1、P2,则 P1P2; b,c 两图中烧杯对水平桌面的压强分别是P3、 P4,则 P3P4 17如图甲, 质量为 0.55kg,边长为 10cm 的正方体木块漂浮在水面;如图乙, 将物体 A 放置在正方体木块上方, 使正方体恰好浸没在水中(g 取 10N/kg)求: (1)未放物体A 时,正方体木块静止时受到的浮力是多少? (2)未放物体A 时,正方体木块排开水的体积是多少? (3)物

12、体 A质量为多少时,正方体木块恰好浸没在水中? 18边长是10cm 的实心立方体木块轻轻地放入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)木块的密度; (3)木块下表面受到的水的压强(g 取 10N/kg) 192014 年 4 月 14 日美国 “ 蓝鳍金枪鱼 ” 自主水下航行器首次参与搜索马航失联客机的任务,某科研机构按一定 比例做了一个缩小的伪真模型,质量为75kg,水平地面上有一个质量为25kg 足够高的长方体平底测量容器长 2.5m,宽 0.8m,内装有深度为1m 的水, 再将该模型缓慢放入水中静止时,有的体积露出水面,如图

13、所示 求: (1)该模型漂浮时浸入水中的体积是多少m 3? (2)当模型漂浮时,容器对地面的压强是多少? (3)若该模型利用容器中的水自动进行充水悬浮,容器底部受到水的压强比模型未浸入水中时增大多少? 202014 年中俄开展了海上联合军演,展示了我海军先进的装备,中国的导弹驱逐舰郑州号是我国最先进的导 弹驱逐舰,满载时排水量为7500t 试求:(海水=1.0310 3kg/m3,g=10N/kg) (1)该舰满载时所受到水的浮力是多少? (2)若该舰从长江口驶向大海,浸入海水中的体积是多少?(结果保留一位小数) (3)该舰的某声呐系统在海面下20m 深处,受到海水的压强是多少? 第 10 章

14、浮力综合题20 道【 2】 参考答案与试题解析 一计算题(共9 小题) 1 (2016?满洲里市模拟) 如图 1 所示,在底面积为10 2 m 2 的容器中有一重物,现利用弹簧测力计将其拉出水面, 弹簧测力计的示数F随时间变化的图象如图2 所示,根据图象信息,计算 (1)物体被拉出水面之前受到的浮力; (2)物体的密度; (g 取 10N/kg) (3)物体被拉出水面,由于水面降低,容器底受到水的压强减小了多少帕? 【解答】 解: ( 1)由图 2 可知, t2时刻,物体被完全拉出水面,则重力等于拉力,即G=F拉=54N, 0t1时刻,物体完全浸没在水中,弹簧测力计的示数 F示=34N, 所以

15、,物体被拉出水面之前受到的浮力:F浮=G F示=54N 34N=20N; (2)物体浸没在水中,根据F浮=水gV排可得物体的体积: V 物=V排= =2 10 3m3, 物体的质量:m=5.4kg, 物体的密度:物=2.7103kg/m 3; (3)根据 V=Sh可得水面降低的高度:h=0.2m, 水的压强减小量:p=水gh=103kg/m 3 10N/kg0.2m=2103pa 答: (1)物体被拉出水面之前受到的浮力为20N; (2)物体的密度为2.710 3kg/m3; (3)物体被拉出水面,由于水面降低,容器底受到的水的压强减小了2103pa 2(2016?磴口县校级一模) 如图所示,

16、体积为 V=200cm 3的木块在绳子拉力 F=0.7N的作用下静止在水中 (g=10N/kg, 水=1.010 3k/gm3)绳子重力不计,求: (1)木块此时受到的浮力; (2)木块的重力; (3)剪断绳子,木块静止时排开水的体积 【解答】 解: (1)木块体积V=200cm3=210 4m3, 如图,木块完全浸没在水中时,V排=V=210 4m3, 受到的浮力为F浮=水gV排=1.010 3kg/m310N/kg2104m3=2N (2)木块在绳子拉力的作用下静止在水中,受到竖直向下的重力和拉力、竖直向上的浮力作用; 即: G木+F=F浮, 木块的重力G木=F浮F=2N0.7=1.3N

17、(3)剪断绳子,因为F浮G木, 所以木块上浮,静止时会漂浮在水面上, 所以 F浮=G木=1.3N, 由 F浮=水V排g 得排开水的体积: V 排= =1.3 10 4 m 3 3 (2016?乌鲁木齐)一壁很薄的透明瓶子,瓶身部分为圆柱形,瓶子的底面积为40cm 2,瓶中装有高度为 28cm 的水(如图甲所示) ,将瓶子倒置并使其在水中竖直漂浮(如图乙所示),此时瓶子露出水面的高度为4.5cm,瓶 子内外水面的高度差为2.5cm求: (1)瓶子(含瓶盖)的重力 (2)瓶子在水中悬浮时瓶中水的质量 【解答】 解: (1)瓶子(含瓶盖)的重力等于高度2.5cm、底面积为40cm 2的水柱的重力,

18、根据 G=mg和 =可得: G瓶=水gV=1.010 3kg/m310N/kg402.5106m3=1N (2)要让瓶子在水中悬浮,也就是要把图乙中露出水面的部分压入水中,即瓶内要增加40cm24.5cm 的水, 此时瓶内水的总体积为40cm228cm+40cm 24.5cm=1300cm3=0.0013m3, 水的质量m= V=1.0103kg/m 30.0013m3=1.3kg 答: (1)瓶子(含瓶盖)的重力为1N (2)瓶子在水中悬浮时瓶中水的质量为1.3kg 4 (2016 春?文登区校级期中)有一艘参加海上阅兵的某型号核动力在水面上巡逻时的排水量为7000t,在水下 巡航时的排水量

19、为8000t,该潜艇最大下潜深度为400m求: (1)潜艇在水下巡逻受到的浮力有多大? (2)在水面上巡航时,露出水面的体积有多大? (3)当潜水艇下潜到最大深度时,潜艇表面一2m 2 的面积上受到海压力为多大?g 取 10N/kg ,海水密度近似取 1.010 3kg/m3,忽略海水密度变化) 【解答】 解: (1)潜艇在水下巡航受到的浮力F浮 1G 排 1m1g800010 3kg 10N/kg=8107 N; (2)由阿基米德原理F=gV排得, 潜艇的体积V=V排 1=8 10 3m3, 潜艇在水面上巡航时受到的浮力F浮 2G排2m2g700010 3kg10N/kg7107N, 由阿基

20、米德原理F=gV排得, 潜艇排开水的体积V排2= =710 3m3, 露出水面的体积V露=VV排2=810 3m37103m3=1 103m3; (3)最大下潜深度的压强pgh 1.0103kg/m 310N/kg 400m4106Pa, 由 p=可得,受到的压力F=pS=4 106Pa 2m 2=8106N 答: (1)潜艇在水下巡航受到的浮力为8 107N; (2)在水面上巡航时,露出水面的体积为110 3m3; (3)潜艇下潜至最大深度处,潜艇表面2m 2 的面积上受到海水的压力为8106N 5 (2016?曲靖模拟)如图所示,已知重为10N 的长方体木块静止在水面上,浸入在水中的体积占

21、木块总体积的 (g 取 10N/kg) (1)求木块所受到的浮力大小; (2)若木块下表面所处的深度为0.2 米,求木块下表面受到水的压强; (3)若要将木块全部浸没水中,求至少需要施加多大的压力 【解答】 解: (1)因为木块漂浮在水面上, 所以木块受到的浮力:F浮=G木=10N; (2)木块下表面所处的深度为0.2 米, 则木块下表面受到水的压强:p=gh=1.0 10 3kg/m3 10N/kg0.2m=2000Pa (3)根据 F浮=水gV排可得,排开液体的体积: V 排= =110 3m3; 因为 V排=V木;所以 V木=V排=110 3m3 =1.25 10 3m3; 木块全部浸没

22、时受到水的浮力: F 浮=水gV木=1103kg/m 3 10N/kg1.25103m3=12.5N; 木块浸没时,根据力的平衡条件有:F浮=G木+F, 则压力 F=F浮 G木=12.5N10N=2.5N 答: (1)木块所受到的浮力为10N; (2)木块下表面受到水的压强为2000Pa; (3)要将木块全部浸没水中,需要施加的压力为2.5N 6(2016 春?威海校级期中) 如图是某公共厕所的自动冲水装置浮筒 A是边长为20cm 的正方体, 质量为 4kg 盖 片 B的表面积为80cm 2,质量、厚度不计连接 AB 的是长为30cm,体积和质量都不计的硬杆当供水管流进水 箱的水刚好浸没浮筒A

23、 时,盖片B被拉开,水通过排水管流出冲洗厕所(g 取 10N/kg ) (1)当水箱的水刚好浸没浮筒A 时,浮筒A 受到水的浮力是多少? (2)当水箱的水刚好浸没浮筒A 时, B盖片受到水的压力是多少? (3)当水箱中的水有多深时,盖片B又自动关上? 【解答】 解: ( 1)FA浮=水gVA=1.0103kg/m 3 10N/kg( 0.2m)3=80N, (2)当水箱的水刚好浸没浮筒A 时,水的深度h=20cm+30cm=50cm=0.5m, B 盖片受到水的压强p=水gh=1.010 3kg/m310N/kg0.5m=5103Pa, 由 p=可得, B盖片受到水的压力F压=pS=5103P

24、a8010 4m2=40N, (3)设浮筒A 浸入水中的深度为h 时,盖片自动盖住管口, 则此时 A 受到的浮力为:FA浮1=水gVA排=0.04m2?水gh, 因盖片 B质量、厚度不计,根据题意有:FA浮 1=mAg, 即: 0.04m 2 ?水gh=mAg, h=0.1m=10cm 水深为: 30cm+10cm=40cm 答: (1)当水箱的水刚好浸没浮筒A 时,浮筒 A 受到水的浮力是80N; (2)当水箱的水刚好浸没浮筒A 时, B盖片受到水的压力是40N; (3)当水箱中的水有40cm 深时,盖片B又自动关上 7一量筒内盛某种液体,其中有一质量为m,且附有细线的铁块,此时液面的示数为

25、V1,现将一密度 的球体 用细线系在铁块m 上,杯中液面上升到V2,若断开细线,则球体上浮露出液面,稳定后杯中液面至V3,求该液 体的密度 【解答】 解:由第一和第二两图可知,球体的体积: V=V2 V1, 由 m= V 和 G=mg 可得,球体的重力: G=mg= Vg=(V2 V1)g, 由第三图可知,球体处于漂浮状态, 由第一和第三两图可知,球体排开液体的体积: V 排=V3V1, 球体受到的浮力: F浮=液gV排=液g(V3V1) , 因球体受到的浮力和自身的重力相等, 所以, (V2V1)g=液g(V3V1) , 解得: 液= 答:该液体的密度为 8如图所示,将一个体积为2.010

26、3m3 、重 16N 的木块用细线系在底面积为200cm2的圆柱形容器的底部当 容器中倒入足够的水使木块被浸没时,(g 取 10N/kg )求: (1)如图所示时木块所受的浮力是多少牛; (2)如图所示时细线所受的拉力是多少牛; (3)剪断细线,木块处于静止时,木块浸入水中的体积是多少立方米; (4)木块从浸没到露出水面处于静止后,容器底部所受水的压强减小了多少帕 【解答】 解: (1)木块浸没在水中时V排=V=2.010 3m3 , 受到的浮力:F浮=水gV排=1.010 3kg/m310N/kg2.0 103m3=20N; (2)细线所受的拉力: F=F浮G=20N16N=4N; (2)因

27、为木块浸没在水中时的浮力大于木块的重力,所以剪断细线后,木块会上浮直至漂浮在水面上, 由于漂浮,所以F浮=G=16N, 由 F浮=水gV排得: V排=1.610 3m3, 木块浸入水中的体积: V 浸=V排=1.610 3m3; (3)木块露出水面处于静止后,水面下降的高度:h=0.02m, 则容器底部所受水的压强减小了:p=液gh=1.0103kg/m 310N/kg 0.02m=200Pa 答: (1)如图所示时木块所受的浮力是20N; (2)如图所示时细线所受的拉力是4N; (3)剪断细线,木块处于静止时,木块浸入水中的体积是1.610 3m3; (4)木块从浸没到露出水面处于静止后,容

28、器底部所受水的压强减小了200Pa 9 (2016 春?重庆校级期中)如图所示,在一个底面积300cm 2 足够深的柱形容器内装有深6cm 的水,将一个长 10cm, 横截面积 50cm 2 的圆柱形实心塑料块挂于弹簧秤上,当塑料块底面刚好接触水面时,弹簧秤示数为4N 已 知弹簧的形变量与受到的拉力成正比,即弹簧受到1N 的拉力时伸长1cm若往容器内缓慢加水: 求: (1)该实心塑料块的密度; (2)往容器缓缓加水的过程中,当塑料块上浮1cm 时,此时塑料块所受浮力的大小以及容器底部所受水的压强 变化了多少; (3)当加入2000cm3水时,塑料块所受浮力是多少? 【解答】 解: ( 1)根据

29、 G=mg可得,圆柱形实心塑料块的质量: m=1kg, 塑料块的体积: V 塑料=Sh=50cm 2 10cm=500cm3=5104m3, 塑料块的密度: =0.810 3kg/m3; (2)由于弹簧受到1N 的拉力时伸长1cm 所以当塑料块上浮1cm,弹簧的伸长将减小1cm,则弹簧的拉力减小1N,即测力计的示数为F1=4N1N=3N, 根据称重法F浮=GF可知: 此时塑料块受到浮力F浮=G F1=4N3N=1N 当塑料块上浮1cm,由 F浮=gV排得塑料块浸入水中的体积: V 排= =110 4m3=100cm3; 则塑料块浸入水的深度为h浸=2cm, 由于水面上升到塑料块上浮1cm,塑料

30、块底面上升1cm, 所以,两种情况下的高度之和就是水面变化的高度,即h=2cm+1cm=3cm; 则容器底部所受压强增大为p=水g h=1.0103kg/m 310N/kg3102m=300Pa; (3)设当加入2000cm 3 水时,塑料块上浮hm,则弹簧的伸长将减小hm, 由于弹簧受到1N 的拉力时伸长1cm, 则弹簧的拉力减小量为F1=100hN, 此时塑料块受到浮力 F浮= F1=100hN 由 F浮=gV排得此时塑料块浸入水中的体积: V 排= =; 则塑料块浸入水的深度为h浸=, 所以, S容器h+(S容器S塑料块)h浸=V 加水 即: S容器h+(S容器S塑料块)=V加水 所以,

31、 30010 4m2hm+(300104m250104m2) =2000 10 6m3, 解得: h=0.025, 所以当加入2000cm 3 水时,塑料块上浮0.025m,塑料块受到浮力F浮= F1=100hN=1000.025N=2.5N 答: (1)该实心塑料块的密度为0.810 3kg/m3; (2)若现往容器缓缓加水,当塑料块上浮1cm,此时塑料块所受浮力为1N; (3)当加入2000cm3水时,塑料块所受浮力是2.5N 二解答题(共11 小题) 10 (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

32、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=2kg10N/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= gh=1.0 10 3kg/m310N/kg0.06m=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 11 (2014?安顺)如图所示,放置在水平地面上的平底薄壁容器重10N,底面积0.01m 2,内装 40N 的水,水深 0.15m现将重为17.8N 的实心铜块系在弹簧测力计挂钩上,并把它完全浸没于

33、容器内的水中(水未溢出,铜块 未接触容器底部) 求: (1)铜块未放入水中时,容器底部受到水的压力是多少? (2)铜块完全浸没于水中后,弹簧测力计的示数是多少? (3)铜块完全浸没于水中后,容器对水平地面的压强是多少? 【解答】 解: (1) p=gh=1000kg/m 310N/kg0.15m=1500Pa p= F=pS=1500Pa 0.01m 2=15N; (2) G=mgm=1.78kg =V=210 4m3 F浮= 水 gV排=1000kg/m 3 10N/kg2104m3=2N F浮=GF F=GF浮=17.8N2N=15.8N (3)F地=(G容+G水+G铜) F =(10N+

34、40N+17.8N) 15.8N =52N p=5200Pa 答: (1)铜块未放入水中时,容器底部受到水的压力是15N; (2)铜块完全浸没于水中后,弹簧测力计的示数是15.8N; (3)铜块完全浸没于水中后,容器对水平地面的压强是5200Pa 12 (2015?乌鲁木齐)如图,将含有一空心铝球的冰块投入平底水槽中,冰块内空心铝球的体积V 铝=10cm 3,当 冰块(含空心铝球)悬浮时,排开水的体积V排=45cm3冰全部熔化后,浸没在水中的空心铝球沉入水底,已知 冰的密度冰=0.9 103kg/m 3,求: (1)冰块(含空心铝球)在水中悬浮时的重力; (2)空心铝球最终对水槽底部的压力大小

35、 【解答】 解: ( 1)冰块(含空心铝球)完全浸没时受到的浮力: F浮=水gV排=1.010 3kg/m3 10N/kg45106m3=0.45N; 由于冰块(含空心铝球)处于悬浮,则冰块(含空心铝球)重力G=F浮=0.45N; (2)冰的体积V=V排V铝=45cm310cm 3=35cm3=35106m3, 由 =和 G=mg 得冰的重力: G=mg= 冰Vg=0.910 3 kg/m 310N/kg35106m3=0.315N; 空心铝球的重力:G球=GG冰=0.45N0.315N=0.135N; 由于空心铝球沉在底部,则受到的浮力: F浮=水gV排=水gV铝=1.010 3kg/m31

36、0N/kg10 106m3=0.1N; 对水槽底部的压力:F=GF浮=0.135N0.1N=0.035N 答: (1)冰块(含空心铝球)在水中悬浮时的重力为0.45N; (2)空心铝球最终对水槽底部的压力大小为0.035N 13 (2015?义乌市) 将一密度比水小的木块,系好绳子后放入甲图容器中,并把绳子的另一端固定在容器底部的 中央,然后沿器壁缓慢匀速倒入水(忽略其他因素影响),容器中水与木块位置变化如乙图请你在丙图中画出 木块从加水到浸没后的过程中浮力随时间的变化情况图,并说出各段变化的理由(温馨提示:t1时木块恰好离 开杯底, t2时绳子刚好拉直,t3时木块刚好完全浸没 ) 【解答】

37、答:由 F浮=液gV排,液、g 不变, V排越大, F浮越大; 从 0t 1加水过程中,木块没有离开杯底,木块排开水的体积增大,浮力增大; 从 t1t 2加水的过程中,木块离开杯底处于漂浮状态,排开水的体积不变,浮力不变; 从 t2t 3加水过程中,绳子拉直,木块排开水的体积又不断变大,浮力再次变大; 从 t3t 4加水过程中,木块完全浸没,排开水的体积不再发生变化,浮力也不再发生变化 图象如图所示: 14 (2015?绥化)某实验小组的同学在探究“ 浮力的大小跟哪些因素有关” 的实验中,将圆柱体挂在弹簧测力计 下当圆柱体下表面与水面相平时,圆柱体开始缓慢下降(整个过程水未溢出)根据实验数据,

38、绘制出如图所 示的弹簧测力计的示数F与圆柱体下表面没入水中的深度h 的关系图象则: (1)圆柱体的重力为6N (2)圆柱体浸没在水中时所受浮力为4N (3)图象中AB(选填 “AB ”或“BC ”)段表明物体所受浮力的大小随其排开液体的体积的改变而改变 (4)圆柱体由h1到 h2的过程中,所受浮力不变;其下表面所受水的压强变大(均选填 “ 变大 ” 、“ 变小 ” 或“ 不变 ” ) (5)圆柱体的密度为1.510 3 kg/m 3 (6)实验小组又选用其它液体进一步探究发现圆柱体浸没时,弹簧测力计的示数与在水中浸没时不同,说明 浮力的大小还与液体密度有关 【解答】 解: ( 1)由图象知,当

39、物体没有浸入水中时,拉力为6N,可知 G=6N; (2)BC段拉力不变,可知物体完全浸没,此时F=2N,则完全浸没时的浮力F浮=GF=6N2N=4N; (3)AB段物体浸没在水中的体积不断变化,拉力不断变化,说明浮力发生了变化,可得物体所受浮力的大小随 其排开液体的体积的改变而改变; (4)圆柱体由h1到 h2的过程中,拉力不变,所以所受浮力不变; 由于圆柱体在水中的深度变大,所以所受水的压强变大; (5)由 F浮=液gV排得,圆柱体的体积V=V排=410 4m3; 物体的质量m=0.6kg; 则物体的密度=1.5103kg/m 3; (6)圆柱体浸没在另一种液体中时,测力计的示数与在水中不同

40、,说明受到的浮力发生了变化,可知浮力大小 与液体密度有关 故答案为:(1)6; ( 2)4; (3)AB; (4)不变;变大; ( 5)1.5103; (6)液体密度 15 (2016?金平区模拟)小明同学在探究影响浮力大小的因素时,用A 物体做了如图所示的实验请你根据小 明的实验探究回答下列问题 (1)在 C 与 E两图中,保持了排开液体的体积不变,研究浮力与液体密度的关系;根据A 与 E两图所测的 实验数据,可知物体浸没在盐水中所受的浮力为2.4N (2)小明对ABCD 四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关对此正确 的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大

41、而增大,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的 大小与深度无关 (3)在小明实验的基础上,根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为1.2103kg/m 3 【解答】 解: ( 1)分析图 C 与 E,排开液体的体积相同,液体的密度不同,可得出浮力的大小与排开液体密度有 关; 由图 A 知: G=8N,由图 E知, F=5.6N,所以 F浮=GF=8N5.6N=2.4N; (2)探究物体浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关时,应控制液体的密度和物体排开液体的体积这两个 因素相同,实验B、C 中物体在液体中浸没的深度改变的同时,其排开液体体积是变化的,实验证明:浮力的大 小随着排开水的体

42、积的增大而增大; 当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度无关 (3)由 AD 知,浸没在水中时的浮力F浮水=8N6N 2N; F浮=水gV排得: V=V排=210 4m3 由 F浮=盐水gV排得: 盐水=1.2 10 3kg/m3 故答案为:(1)液体密度;2.4; (2)增大;无关; (3)1.210 3 16 (2016?本溪)童童和同学们在探究“ 浮力大小哪哪些因素有关” 时,操作如下: (1)如图甲所示童童把一个饮料罐慢慢按入水中,感觉用力越来越大,由此猜想浮力大小可能与排开水的体积 有关,于是他设计如图乙所示实验步骤,根据bc(或 bd)两图可以验证猜想是否正确;

43、(2)童童通过观察b,e 两图,得出了 “ 浮力的大小与液体密度有关” 的结论,你认为这样得出结论是否合理否 (选填 “ 是” 或“ 否” ) ,请你说出理由实验中没有控制物体排开液体的体积相同; (3)实验结束后童童联想到压强知识,提出了下面两个问题,请你帮助解答 (以下两空均选填“ ” 、“ ” 或“=”) ; b,d 两图中 A 下表面受到水的压强分别是P1、P2,则 P1P2; b,c 两图中烧杯对水平桌面的压强分别是P3、 P4,则 P3P4 【解答】 解: (1)要验证浮力大小和物体排开液体体积的关系,就要保证液体的密度一定而物体排开液体的体积 不同,图bc 或 bd 符合题意;

44、(2)由 b 图中看出,物体A 没有浸没于水中,和e 图中比较,物体排开液体的体积不同,液体的密度也不同, 不能得出物体受到的浮力大小与液体的密度有关, 故小明的结论是错的,因为研究浮力大小与液体的密度的关系,要保证排开的液体的体积相等; (3)由图可知,物体A 下表面在b 图中所处的深度小于在d 图中的深度,由p=gh可知, p1p2; 因物体浸入水中时受到向上的浮力,同时物体给液体一个先下的压力,这两个力的大小相等, 所以,桌面受到的压力等于烧杯和水的重力加上物体的浮力, 因 c 中弹簧测力计的示数较小,由F浮=GF 可知受到的浮力较大, 所以, c对桌面的压力大于b 对桌面的压力, 烧杯

45、的底面积相同,由p=可知, p3p4 故答案为: (1)bc(或 bd) ; (2)否;实验中没有控制物体排开液体的体积相同; (3); 17 (2014?贵州)如图甲,质量为0.55kg,边长为 10cm 的正方体木块漂浮在水面;如图乙,将物体A 放置在正 方体木块上方,使正方体恰好浸没在水中( g取 10N/kg)求: (1)未放物体A 时,正方体木块静止时受到的浮力是多少? (2)未放物体A 时,正方体木块排开水的体积是多少? (3)物体 A质量为多少时,正方体木块恰好浸没在水中? 【解答】 解: ( 1)未放物体A 时,木块漂浮,所以: F浮=G木=mg=0.55kg 10N/kg=5

46、.5N ; (2)由 F浮=液gV排得,木块排开水的体积: V排=5.5 10 4m3; (3)木块 A恰好浸没在水中,此时受到的浮力应等于木块重力与物体A 重力之和,则物体A 的重力: GA=F浮=水gV露=1.010 3kg/m310N/kg ( 0.1m0.1m0.1m 5.5104m3)=4.5N; 则 mA= =0.45kg 答: (1)未放物体A 时,正方体木块静止时受到的浮力是5.5N; (2)未放物体A 时,正方体木块排开水的体积是5.510 4 m 3; (3)物体 A质量为 0.45kg 时,正方体木块恰好浸没在水中 18 (2016?临洮县二模)边长是10cm 的实心立方

47、体木块轻轻地放入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)木块的密度; (3)木块下表面受到的水的压强(g 取 10N/kg) 【解答】 解: ( 1)木块受到的浮力: F浮=G排=m排g=0.6kg10N/kg=6N; (2)木块的体积: V 木=(0.1m) 3=1103m3, 木块漂浮, G木=F浮=6N, G木=m木g=木V木g, 木块的密度: 木=0.610 3kg/m3; (3)木块下表面受到的水的压力: F=F浮=6N, S=0.01m 2, 木块下表面受到的水的压强: p=600Pa 答: (1)木块受到的浮力为6N; (2)木块的密度为0.6103kg/m 3; (3)木块下表面受到的水的压强为600Pa 19 (2014?重庆) 2014 年 4 月 14 日美国 “ 蓝鳍金枪鱼 ” 自主水下航行器首次参与搜索马航失联客机的任务,某科 研机构按一定比例做了一个缩小的伪真模型,质量为75kg,水平地面上有一个质量为25kg 足够高的长方体平底 测量容器长2.5m,宽 0.8m,内装有深度为1m 的水,再将该模型缓慢放入水中静止时,有的体积露出水面, 如图所示求: (1)该模型漂浮时浸入水中的体积是多少m3? (2)当模型漂浮时,容器对地面的压强是多少? (3)若该模型利用

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