2020年中考物理计算题解题攻略（一）专题2.4 浮力

1 专题专题 2 42 4 利用浮力的几个基本公式解决计算题的策略利用浮力的几个基本公式解决计算题的策略 知识回顾知识回顾 1 1 掌握求解浮力的几种基本方法掌握求解浮力的几种基本方法 1 用弹簧测力计测浮力即称量法 把物体挂在弹簧测力计上 记下其在空气中弹簧测力计的示数 f1 g g 是物体受到重力 再把物体浸入液体 记下弹簧测力计的示数 f2 则物体在液体中受到的浮力 f浮 f1 f2 2 用浮力产生的原因求浮力即压力差法 浸没在液体中的物体受到液体向上的压力为 f1 向下的压力 为 f2 则物体受到液体对其向上的浮力 f浮 f1 f2 3 用漂浮或悬浮的条件求浮力即平衡法 物体漂浮或悬浮在液体中时 均有 f浮 g g 为物体自身的重 力 f浮为液体对物体的浮力 4 用阿基米德原理求浮力即公式法 f浮 g排或 f浮 液 v排g 知道物体排开液体的质量或体积时常 用 对于初中中考出现浮力计算问题 用以上方法的一种或者两种基本可以解决 无论计算题难度多大 都离 不开这四种方法中的某几种方法 2 2 计算浮力相关问题的基本思路计算浮力相关问题的基本思路 1 仔细审题 注意抓住隐含条件的关键词 如浸入 浸没 装满 未装满 溢出 未溢出 漂浮 悬 浮 上浮 下沉等 2 确定研究物体 并对物体进行受力分析 重力 浮力 拉力或压力等 3 在受力分析的基础上 列出关系式 比如物体在液体中漂浮或悬浮时 f浮 g物 用线吊在液体中时 f浮 g g示 被强制压 按 入液体中时 f浮 g f f 为压力或拉力 若有几个物体连接在一起 可以 将它们视为一个整体进行研究 4 把阿基米德原理公式或密度 重力的计算公式代入关系式 代入已知量解出未知量 这种思维方式 不仅对较难题适用 对解较容易的浮力题也适用 3 3 经常用到二力平衡的思想经常用到二力平衡的思想 1 物体漂浮或者悬浮时 物体处于平衡状态 这时浮力等于重力 f浮 g 2 有一个重物压在物体上 物体静止在液体表面或者悬浮在液体中 这时物体的重力加上重物的压力 等于物体在液体中受到的浮力 即 f浮 g n 2 3 物体挂在弹簧秤下 并且部分或全部浸在液体中 物体平衡时 物体重力等于弹簧秤读数加上物体 受到的浮力 即 f浮 f g 4 物体在液体里 物体下端用绳拴住挂 并且部分或全部浸在液体中 物体平衡时 物体重力加上绳 的拉力等于物体受到的浮力 即 f浮 g f 类型与典例突破类型与典例突破 类型类型 1 1 根据浮力产生的原因求浮力问题根据浮力产生的原因求浮力问题 例题例题 1 1 20192019 四川自贡 四川自贡 如图所示 一个边长为 10cm 的正方体竖直悬浮在某液体中 上表面受到 液体的压力 f1为 5n 下表面受到液体的压力 f2为 13n 下列说法错误的是 a 正方体受到的浮力为 8n b 液体的密度为 0 8 103kg m3 c 正方体上表面到液面的距离 h 5cm d 液体对物体下表面的压强为 1 3 103pa 答案 c 解答 a 由浮力产生的原因可得 正方体受到的浮力 f浮 f2 f1 13n 5n 8n 故 a 正确 b 物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等 则 v排 v l3 10cm 3 1000cm3 1 10 3m3 由 f浮 gv排可得 液体的密度 0 8 103kg m3 故 b 正确 cd 正方体下表面的面积 s l2 10cm 2 100cm2 1 10 2m2 液体对物体下表面的压强 p 1 3 103pa 故 d 正确 由 p gh 可得 正方体下表面到液面的距离 h下 0 1625m 16 25cm 3 则正方体上表面到液面的距离 h h下 l 16 25cm 10cm 6 25cm 故 c 错误 类型类型 2 2 称重法求解浮力问题称重法求解浮力问题 例题例题 2 2 20192019 四川南充 四川南充 弹簧测力计下悬挂一物体 当物体的体积浸入水中时 弹簧测力计示数为 5n 当物体的体积浸入水中时 弹簧测力计示数为 3n 现将物体从弹簧测力计上取下放入水中 则该物体 静止时所受浮力是 n 该物体的密度为 kg m3 水 1 103kg m3 g 10n kg 答案 9 0 75 103 解析 由已知条件 根据称重法测浮力及阿基米德原理列方程求出物体浸没时受到的浮力和物体的重力 根据 物体的浮沉条件确定将物体从弹簧测力计上取下放入水中静止时处的状态 由漂浮的特点 得出 物体所受浮力大小 求出物体的体积 该物体的密度为 求出物体的密度 1 当物体的体积浸入水中时 排开水的体积为 v 弹簧测力计示数为 5n 根据称重法测浮力 g f浮 f 和阿基米德原理有 g 水gv5n 当物体的体积浸入水中时 弹簧测力计示数为 3n 同理有 g 水gv3n 得 水gv 12n 将 代入 得 g 12n5n 9n 由 知 物体浸没受到的浮力为 12n 9n 由物体的浮沉条件 将物体从弹簧测力计上取下放入水中 则 该物体静止时处于漂浮状态 由漂浮的特点 物体所受浮力是 f g 9n 2 由 得物体的体积 v 该物体的密度为 0 75 103kg m3 类型类型 3 3 直接由阿基米德原理求浮力问题直接由阿基米德原理求浮力问题 例题例题 3 3 20192019 湖南省邵阳湖南省邵阳 体积为 2 0 10 3m3的铝块浸没在水中时 受到的浮力为 n g 取 10n kg 答案 20 解析 知道铝块体积 求出排开水的体积 知道水的密度 利用阿基米德原理公式 f浮 液gv排求受到水的浮力 铝块浸没在水中时 排开水的体积 4 v排 v 2 0 10 3m3 在水中受到的浮力 f浮 水gv排 1 103kg m3 10n kg 2 0 10 3m3 20n 类型类型 4 4 利用浮沉条件求解浮力问题利用浮沉条件求解浮力问题 例题例题 4 4 2017 2017 威海 威海 如图甲所示 底面积 10 3m2的金属圆筒重 2n 开口向上漂浮在水面上 这时有 的体积浸没在水中 若向金属圆筒里倒入 1 25 10 4m3的某种液体 水面恰好与金属圆筒口相平 如图 乙所示 此时水对金属圆筒底部的压强为 pa 该液体的密度为 kg m3 g 10n kg 水 1 10kg m3 答案 3000 0 8 103 解析 物体漂浮在水面上 浮力等于重力 根据浮沉条件和阿基米德原理列出关系式 可以求出物体全 部浸入液体中时受到的浮力 根据物体在乙中的状态和受到的浮力 求出下表面受到的压力 根据压强公 式可以求出底部受到的压强 根据浮力和物体的重力 可以求出液体的重力 根据密度公式可求出液体的 密度 物体漂浮在水面上 根据阿基米德原理和物体的浮沉条件可知 物受到的浮力为 f浮 水gv排 水gv 2n 则 水gv 3n 物体在乙图中 全部浸入水中时受到的浮力为 f 浮 水gv 3n 物体上表面受到的压力为 0 则下表面受到的压力为 f 3n 则下表面受到的压强为 p 3000pa 此时物体漂浮 浮力等于重力 即 f 浮 g g液 则液体的重力为 g液 f 浮 g 3n 2n 1n 5 液体的密度为 液 0 8 103kg m3 类型类型 5 5 渗透图像求解浮力问题渗透图像求解浮力问题 例题例题 5 5 20192019 甘肃兰州 甘肃兰州 如图甲所示 某科技小组的同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金属块 使 其缓慢匀速下降 并将其浸入平静的游泳池水中 弹簧测力计的示数 f 与金属块下底面下降高度 h 的变化 关系如图乙所示 忽略金属块浸入水中时池水液面高度的变化 g 取 10n kg 则下列说法中正确的是 a 金属块所受重力大小为 26n b 金属块的密度为 2 3 103kg m3 c 金属块完全浸没在水中时所受浮力的大小为 26n d 金属块恰好完全浸没时 金属块下底面所受水的压强为 5 103pa 答案 b 解析 a 由图象可知 当h 0时 弹簧测力计示数为46n 此时金属块处于空气中 根据二力平衡条件可 知 金属块的重力 g f拉1 46n 故a错 bc 金属块的质量 由图象可知 当h 50cm之后 弹簧测力计示数不变 金属块浸没水中 受到的浮力 f g f拉2 46n 26n 20n 由f gv排可得金属块体积 金属块的密度 6 d 金属块刚浸没时下表面距水面距离 h 50cm 30cm 20cm 0 2m 金属块下底面受到水的压强 p gh 1 103kg m3 10n kg 0 2m 2 103pa 故d错 中考达标训练题中考达标训练题 一 选择题一 选择题 1 1 2017 2017 泰安 泰安 有甲 乙两个溢水杯 甲溢水杯盛满酒精 乙溢水杯盛满某种液体 将一不吸水的小球 轻轻放入甲溢水杯中 小球下沉到杯底 溢出酒精的质量是 40g 将小球从甲溢水杯中取出擦干 轻轻放 入乙溢水杯中 小球漂浮且有的体积露出液面 溢出液体的质量是 50g 已知 酒精 0 8 103kg m3 下列计算正确的是 小球的质量是 40g 小球的体积是 50cm3 液体的密度是 1 1 103kg m3 小球的密度是 0 9 103kg m3 a 只有 正确 b 只有 正确 c 只有 正确 d 只有 正确 答案 b 解析 1 小球漂浮在乙溢水杯液体中 小球受到的浮力等于重力 进而得出球的质量 2 小球浸没在甲溢水杯液体中 排开酒精的体积等于小球的体积 故可得出小球的密度 3 据小球在乙中漂浮 据小球的密度 结合漂浮条件和阿基米德原理可计算乙液体的密度 由题意知小球放入乙液体中处于漂浮状态 故 f浮乙 g g排 故 m m排 50g 由题知 在甲中小球下沉 小球的体积就等于排开酒精的体积 所以据 可得 v v酒精 50cm3 所以小球的密度是 球 1g cm3 1000kg m3 7 因为小球在乙中漂浮 所以 f浮 g本身 根据阿基米德原理有 f浮 m排g 乙gv 且 g本身 球gv 故将 带入 f浮 g本身可得 乙gv 球gv 所以 乙 球 1000kg m3 1 1 103kg m3 故 正确 故选 b 2 2 20192019 湖南株洲 湖南株洲 用量筒 空瓶 小球和适量的水依次完成图示甲 乙 丙三步实验 量筒读数依次为 v1 v2和 v3 已知水的密度为 则小球 a 体积为 v2 v1 b 体积为 v2 v3 c 质量为 v3 v1 d 质量为 v2 v1 答案 d 解析 空瓶漂浮在水面上 受到的重力等于排开水的重力 当小球放在空瓶中 瓶子还漂浮在水面上 根据增加的重力等于增加的浮力 所以小球的质量等于增加的排开水的质量 所以 m m排水 v2 v1 水 小球的体积为 v v3 v1 故 abc 错误 d 正确 3 3 经典综合题 经典综合题 如图所示 烧杯的底面积是 200cm2 里面装有一定量的水 图甲 用弹簧测力计吊着 未知物体 先将物体浸没在水中 图乙 水位升高到 b 处 示数是 18n 再将物体缓慢提出 使水位下降 到 ab 的中点 c 处 示数是 23n 不计物体带出的水 g 取 10n kg 下列判断中正确的是 8 物体的质量是 2 8kg 物体的体积是 1 10 3m3 物体浸没时受到的浮力是 15n 从乙到丙 水对 烧杯底面的压强减小了 260pa a 只有 正确b 只有 正确 c 只有 正确 d 只有 正确 答案 c 解析 1 设物体重为 g 当物体浸没水中时 f示 g f浮 将物体缓慢提出 当水位下降到 ab 的中点 c 时 排开水的体积减半 浮力减半 可得 f示 g f浮 联立方程组可求 g 和物体浸没时受浮力大小 再根据阿基米德原理的推导公式 f浮 水v排g 求物体浸没时排开水的体积 即物体的体积 2 从乙到丙 由排开水的体积的变化求出烧杯内水液面下降的高度 再利用压强公式求压强减小值 设物体重为 g 当物体浸没水中时 f示 g f浮 18n 将物体缓慢提出 当水位下降到 ab 的中点 c 时 排开水的体积减半 浮力减半 此时 f示 g f浮 23n 得 f浮 23n 18n 5n 当物体浸没水中时 受到的浮力 f浮 10n 故 错误 由 f浮 水v排g 所以金属体的体积 v v排 1 10 3m3 故 正确 2 得 g 28n 物体的质量 m 2 8kg 故 正确 9 从乙到丙 物体少排开水的体积等于物体体积的一半 v排 0 5 10 3m3 容器内水位降低高度 h 0 025m 减小的压强 p 水g h 1 0 103kg m3 10n kg 0 025m 250pa 故 错误 综上所述选项 c 正确 abd 错误 4 4 20192019 四川巴中 四川巴中 将一实心圆柱体悬挂于弹簧测力计下 物体下表面刚好与水面接触 从此处匀速下放物体 直至浸没 物体未与容器底接触 的过程中 弹簧测力计示数 f 与物体下表面浸人 水中深度 h 的关系如图所示 则下列说法正确的是 a 物体重力为 40n b 物体浸没时受到的浮力为 15n c 物体的密度为 2 5 103kg m3 d 物体刚好浸没时下表面受到的液体压强为 800pa 答案 c 解析 a 由图象可知 当 h 0 圆柱体没有浸入水中 圆柱体重 g f 25n 故 a 错误 b 当圆柱体全浸入水中时 弹簧测力计的示数 f 15n 圆柱体浸没时受到的浮力为 f浮 g f 25n 15n 10n 故 b 错误 c 圆柱体的质量 m 2 5kg 根据 f浮 水gv排可得 圆柱体的体积 10 v v排 1 10 3m3 则圆柱体的密度 物 2 5 103kg m3 故 c 正确 d 由图知 圆柱体刚浸没时下表面所处的深度 h 4cm 0 04m 则圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强 p gh 1 103kg m3 10n kg 0 04m 400pa 故 d 错误 5 5 20192019 天津 天津 在底面积为s的薄壁柱形容器内注入适量的水 让空烧杯漂浮在水面上 测出水的深度为 h0 如图所示 再将一金属球放入烧杯中 此时烧杯仍漂浮在水面上 测出水的深为h1 最后将该金属球 取出放入水中 空烧杯仍漂浮在水面上 待金属球沉底后测出水的深度为h2 已知水的密度为 水 则 a 金属球的密度为 1 0 2 0 水 b 金属球的密度为 1 2 1 0 水 c 金属球沉底后 它对容器底的压力为 水 1 2 d 金属球沉底后 它对容器底的压力为 水 1 0 答案 ac 解析 1 当装有金属球的烧杯漂浮在盛有水的大容器的水面上 排开液体体积的增加量为 v排 s h1 h0 则由漂浮条件可得 g球 f浮 水 v排g 水s h1 h0 g 所以 m球 水s h1 h0 金属球投入水中后沉底 则 v球 v排 s h2 h0 所以 球 水 故 a 正确 b 错误 2 将该金属球取出放入水中后沉底 金属球受到的浮力 f浮 水v排 g 水s h2 h0 g 11 则它对容器底的压力 f g球 f浮 水s h1 h0 g 水s h2 h0 g 水g h1 h2 s 故 c 正确 d 错误 6 6 重点题 重点题 在如图所示的甲图中 石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降 直至全部没 入水中 图乙是钢绳拉力随时间 t 变化的图像 若不计水的摩擦力 则可算出该石料的密度为 a 石料的重为 1400n b 石料的重为 500n c 石料的密度为 2 8 103kg m3 d 石料的密度为 3 2 103kg m3 答案 ac 解析 本题需要用密度公示与阿基米德原理求解 当石块没有浸入水中时 拉力等于重力 即 f g 1400n 故 a 正确 根据 g mg 得到石料的质量 m g g 1400n 10n kg 140kg 当石块全浸入后 拉力等于重力减去浮力 f浮 g f1 1400n 900n 500n 根据阿基米德原理 f浮 水gv排得 v排 f浮 水g 500n 1 0 103kg m3 10n kg 5 10 2m3 因为石料完全浸没 v石 v排 5 10 2m3 据 m v 可知 石料的密度据 140 kg 5 10 2m3 2 8 103kg m3 故 c 正确 二 填空题二 填空题 7 7 20192019 四川乐山 四川乐山 如图甲 一个质量为 270g的铝块悬挂在弹簧测力计的挂钩上 铝块的下表面刚好接 触某未知液体的液面 将铝块缓慢浸入液体 弹簧测力计的示数随浸入深度的变化如图乙 则铝块浸没时 所受的浮力为 n 液体的密度为 kg m3 g 10n kg 铝 2 7 103kg m3 12 答案 1 2 1 2 103 解析 1 m 270g 0 27kg g mg 0 27kg 10n kg 2 7n f浮 g f 2 7n 1 5n 1 2n 2 铝块浸没液体时 v排 v 10 4m3 受到液体的浮力 f浮 液gv排 1 2n 液10n kg 10 4m3 解得 液 1 2 103kg m3 8 8 2018 2018 菏泽 菏泽 2018 年 5 月 13 日早晨 7 时 中国首艘国产航母驶离码头进行海试 若该航母排开海水的 体积为 7 104m3 海水 1 03 103kg m3 g 10n kg 它所受的浮力是 n 答案 7 21 108 解析 知道航母排开水的体积 利用阿基米德原理求受到的浮力 航母所受的浮力 f浮 海水v排g 1 03 103kg m3 7 104m3 10n kg 7 21 108n 9 9 2017 2017 威海 威海 如图甲所示 底面积 10 3m2的金属圆筒重 2n 开口向上漂浮在水面上 这时有的体积 浸没在水中 若向金属圆筒里倒入 1 25 10 4m3的某种液体 水面恰好与金 属圆筒口相平 如图乙所示 此时水对金属圆筒底部的压强为 pa 该液体的密 度为 kg m3 g 10n kg 水 1 10kg m3 13 答案 3000 0 8 103 解析 物体漂浮在水面上 浮力等于重力 根据浮沉条件和阿基米德原理列出关系式 可以求出物体全 部浸入液体中时受到的浮力 根据物体在乙中的状态和受到的浮力 求出下表面受到的压力 根据压强公 式可以求出底部受到的压强 根据浮力和物体的重力 可以求出液体的重力 根据密度公式可求出液体的 密度 物体漂浮在水面上 根据阿基米德原理和物体的浮沉条件可知 物受到的浮力为 f浮 水gv排 水gv 2n 则 水gv 3n 物体在乙图中 全部浸入水中时受到的浮力为 f 浮 水gv 3n 物体上表面受到的压力为 0 则下表面受到的压力为 f 3n 则下表面受到的压强为 p 3000pa 此时物体漂浮 浮力等于重力 即 f 浮 g g液 则液体的重力为 g液 f 浮 g 3n 2n 1n 液体的密度为 液 0 8 103kg m3 10 10 20192019 四川内江 四川内江 质量为 8kg 的木块漂浮在水面上 它受到的浮力大小为 n 浮力的方向是 g 10n kg 答案 80 竖直向上 解析 木块漂浮在水面上 则木块受到浮力 f浮 g mg 8kg 10n kg 80n 浮力的方向是竖直向上的 11 11 20192019 四川达州 四川达州 将密度为 0 9 103kg m3 体积为 v 的冰块放入盛有适量水的圆柱形容器中 无水溢 出 冰块静止时露出水面的体积 v露 v 当冰块完仝熔化后 总质量不变 容器中的水面将 选填 升高 降低 或 不变 答案 不变 解析 由题意可知冰浮在水面上 则 f浮 g冰 14 由阿基米德原理和重力公式可得 水gv排 冰gv 则 v排 v v 所以露出水面的体积 v露 v v排 v v v 当冰块完全熔化后 熔化为水的质量和冰的质量相同 即 水v冰化水 冰v 所以 v冰化水 v 即熔化为水的体积与原来排开水的体积相同 故液面高度不变 三 综合计算题三 综合计算题 12 12 20192019 湖南怀化湖南怀化 某容器放在水平桌面上 盛有足量的水 现将体积为 1 25 10 4 m3 质量为 0 4kg 的实心正方体放入水中 正方体不断下沉 直到沉底 如图所示 知 水 1 0 x103kg m3 g 10n kg 求 1 正方体受到的重力的大小 2 正方体浸没在水中受到的浮力的大小 3 容器底部对正方体的支持力的大小和正方体对容器底部的压强 答案 1 4n 2 1 25n 3 2 75n 和 1 1 103pa 解析 1 正方体受到的重力 g mg 0 4kg 10n kg 4n 2 正方体浸没在水中受到的浮力 f浮 水gv排 1 0 x103kg m3 10n kg 1 25 10 4 m3 1 25n 3 容器底部对正方体的支持力 f支 g f浮 4n 1 25n 2 75n 正方体对容器底部压力 f f支 2 75n 正方体对容器底部的压强 p f s 2 75n 2 5 10 3 m2 1 1 103pa 13 13 20192019 四川自贡 四川自贡 如图所示 在容器底部固定乙轻质弹簧 弹簧上端连有一边长为 0 1m 的正方体物块 a 当容器中水的深度为 20cm 时 物块 a的体积露出水面 此时弹簧恰好处于自然伸长状态 水 1 0 103kg m3 g 取 10n kg 求 1 物块 a 受到的浮力 2 物块 a 的密度 15 3 往容器缓慢加水 至物块 a 刚好浸没水中 立即停止加水 弹簧伸长了 3cm 此时弹簧对木块 a 的作 用力 f 答案 1 物块 a 受到的浮力为 4n 2 物块 a 的密度为 0 4 103kg m3 3 弹簧对木块 a 的作用力 f 为 6n 解析 1 物块 a 体积为 v 0 1m 3 0 001m3 则 v排 v v露 v v v 0 001m3 4 10 4m3 受到的浮力 f浮 水gv排 1 103kg m3 10n kg 4 10 4m3 4n 2 弹簧恰好处于自然状态时没有发生形变 f浮 g 水gv排 物gv 物 水 1 103kg m3 0 4 103kg m3 3 物块 a 刚好完全浸没水中 弹簧的弹力 f f浮 g 水gv 物gv 1 103kg m3 10n kg 10 3m3 0 4 103kg m3 10n kg 10 3m3 6n 14 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 16 答案 1 物块受到的重力为 18n 2 物块完全浸没在水中受到的浮力为 8n 3 物块的密度为 2 25 103kg m3 解析 1 由图可知 物体未浸入水中时测力计示数为 18n 故物体的重力为 g 18n 2 物体全部浸入水中时 测力计的示数为 f 10n 则在水中受到的浮力为 f浮 g f 18n 10n 8n 3 由 f浮 液gv排得 物体的体积为 v v排 物体的重力为 g 质量为 m 则物体的密度为 水 1 0 103kg m3 2 25 103kg m3 1515 2018 2018 威海 威海 图甲是海上打捞平台装置示意图 使用电动机和滑轮组将实心物体 a 从海底竖直向上始 终以 0 05m s 的速度匀速吊起 图乙是物体 a 所受拉力 f 随时间 t 变化的图象 不计摩擦 水的阻力及绳 重 忽略动滑轮受到的浮力 水 1 0 103kg m3 g 10n kg 请解答下列问题 1 物体 a 的体积是多少 2 物体 a 完全浸没在水中时滑轮组的机械效率为 80 当物体 a 完全离开水面后 滑轮组的机械效率是 多少 17 3 当物体 a 完全离开水面后 电动机两端电压为 380v 通过的电流为 5a 电动机线圈的电阻为多少 不计电动机内部摩擦 答案 1 物体 a 的体积是 1m3 2 当物体 a 完全离开水面后 滑轮组的机械效率是 85 7 3 电动机线圈的电阻为 6 解析 1 由题知 图乙是物体 a 所受拉力 f 随时间 t 变化的图象 当物体浸没在水中时 由于物体受到水的浮力 所以此时滑轮组对物体的拉力较小 由图乙可知 此时滑 轮组对物体的拉力 f1 2 104n 当物体完全露出水面后 拉力较大 由图乙可知 此时滑轮组对物体的拉力 f2 g 3 104n 则物体浸没在水中时受到的浮力 f浮 g f1 3 104n 2 104n 1 104n 由 f浮 水v排g 水vg 可得物体的体积 v 1m3 2 不计摩擦 水的阻力及绳重 物体 a 完全浸没在水中时 滑轮组对物体的拉力 f1做的功为有用功 此时滑轮组的机械效率 80 解得动滑轮的重力 g轮 5000n 当物体 a 完全离开水面后 滑轮组的机械效率 100 85 7 3 由图知 n 2 不计摩擦 绳重 当物体 a 完全离开水面后 电动机施加的拉力 f g g轮 3 104n 5000n 1 75 104n 由 p fv 可得 电动机做的有用功率 p有用 fv绳 f 2v物 1 75 104n 2 0 05m s 1750w 电流做功的功率 p ui 380v 5a 1900w 则电动机线圈的发热功率 额外功率 18 p热 p p有用 1900w 1750w 150w 由 p热 i2r 可得电动机线圈的电阻 r 6 16 16 20192019 湖南湘潭 湖南湘潭 如图 1 所示 弹簧测力计用细线拉着一长方体物块 a 从水池中竖直向上做匀速直 线运动 上升到水面以上一定的高度 物块上升的速度为 1cm s 弹簧测力计示数 f 随物块上升的时间 t 变化的图象如图 2 所示 不计阻力及水面高度的变化 根据图象信息 1 当 15s 时 测力计示数 f n 2 物块 a 重 n 高度为 cm 3 当 t 0 时 a 受到的浮力为 n 此时 a 底部受到水的压强大小为 pa 4 物块 a 的密度为多大 答案 1 15 2 25 20 3 20 2 5 103pa 4 物块 a 的密度为 1 25 103kg m3 解析 由图 2 可知 0 5s 弹簧测力计示数不变 此时物块浸没在水中 5s 25s 弹簧测力计示数变 大 说明物块逐渐露出水面 25s 以后 物体全部露出水面 弹簧测力计的示数等于物块重力 1 由图知 当 t 15s 时 弹簧测力计示数 f 15n 2 在 25s 后弹簧测力计的示数不变 物体全部露出水面 则物块重 ga 25n 5s 25s 物块逐渐露出水面 即 5s 时物块的上表面刚好达到水面 25s 时物块的下表面刚好离开水面 则可知物块向上移动的距离即为物块的高度 此过程用时 t 25s 5s 20s 物块的高度 h vt 1cm s 20s 20cm 3 当 t 0 时 物块 a 浸没水中 受到的浮力 f浮 ga f拉 25n 5n 20n 0 5s 物块上升的高度 h vt 1cm s 5s 5cm 19 则由上图可知 当 t 0 时 a 底部所处的深度 ha h h 5cm 20cm 25cm 0 25m 此时 a 底部受到水的压强 p gha 1 103kg m3 10n kg 0 25m 2 5 103pa 4 物块的质量 ma 2 5kg 由 f浮 水v排g 可得物块的体积 va v排 2 10 3m3 物块的密度 a 1 25 103kg m3 1717 20192019 内蒙古通辽 内蒙古通辽 2018 年 5 月 13 日 中国首艘国产航母 001a 型航空母舰离开大连港码头 开始海 试 水 1 0 103kg m3 g 取 10n kg 请问 1 航母 001a 设计排水量 6 7 104t 那么它满载时受到的浮力是多少 2 海面下 8m 处的压强是多少 3 一位体重为 600n 的歼 15 舰载机飞行员 每只脚与水平甲板的接触面积是 200cm2 则他双脚站立时 对甲板的压强是多少 答案 1 满载时受到的浮力是 6 7 108n 2 海面下 8m 处的压强是 8 104pa 3 双脚站立时对甲板的压强是 1 5 104pa 解析 1 根据阿基米德原理可得 该航母满载时受到的浮力 f浮 g排 m排g 6 7 104 103kg 10n kg 6 7 108n 2 海面下 8m 处的压强 20 p gh 1 0 103kg m3 10n kg 8m 8 104pa 3 飞行员每只脚与水平甲板的接触面积是 200cm2 所以飞行员双脚站立的受力面积 s 2 200 10 4m2 4 10 2m2 飞行员站立在水平甲板上 对甲板的压力 f g 站立时对甲板的压强 p 1 5 104pa 18 18 经典题 经典题 如图所示 放在水平面上装满水的一溢水杯 水深为 20cm 弹簧测力计挂着重为 10n 的物 块 现将物块侵没在装满水的溢水杯中 静止后溢出水的质量为 0 4kg g 取 10n kg 求 1 弹簧测 力计的示数 2 物体的密度 答案 1 6n 2 2 5 103kg m3 解析 1 物块受到浮力 f浮 g排 m排g 0 4kg 10n kg 4n 弹簧测力计读数 f g f浮 10n 4n 6n 2 f浮 g排 水gv排 水gv物可得 物块的体积 v v排 4 10 4m3 物块的质量 m g g 1kg 物块的密度 m v 2 5 103kg m3 19 19 20192019 安徽省 安徽省 将底面积 s 3 10 3m2高 h 0 1m 的铝制圆柱体 轻轻地放入水槽中 使它静止于水 槽底部 如图 圆柱体的底部与水槽的底部不密合 此时槽中水深 h1 0 05m 已知 铝 2 7 103kg m3 水 1 0 103kg m3 g 取 l0n kg 求 1 水对圆柱体底部的压强 p1 2 圆柱体受到的浮力 f浮 3 圆柱体对水槽底部的压强 p2 21 答案 1 水对圆柱体底部的压强 p1 500pa 2 圆柱体受到的浮力 f浮 1 5n 3 圆柱体对水槽底部的压强 p2 2 2 103pa 解析 1 水的深度 h1 0 05m 则水对圆柱体底部的压强 p1 水gh1 1 0 103kg m3 10n kg 0 05m 500pa 2 由图可知 圆柱体浸在水中的体积 v排 sh1 3 10 3m2 0 05m 1 5 10 4m3 根据阿基米德原理可得 圆柱体所受的浮力 f浮 水v排g 1 0 103kg m3 1 5 10 4m3 10n kg 1 5n 3 圆柱体的重力 g铝 m铝g 铝v铝g 铝shg 2 7 103kg m3 3 10 3m2 0 1m 10n kg 8 1n 圆柱体静止于水槽底部 由力的平衡条件可知圆柱体对水槽底部