浮力的计算及答案详解

第 1 页 共 28 页 浮力的计算浮力的计算 一 解答题 共一 解答题 共 30 小题 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 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 第 2 页 共 28 页 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 物块漂浮在水面上 物块浸入水中的体积为 4 0 10 5m3 g 取 10N kg 水的密度 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 第 3 页 共 28 页 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 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时受到的浮力 2 花岗岩石下落 到图甲 B 处 h0 2m 时下表面受到水的压强 3 花岗岩石的密度 第 4 页 共 28 页 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浮 3 物体浸没时排开水的体积 V 和物体的密度 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 水 1 0 103kg m3 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 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 第 5 页 共 28 页 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 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 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 球体的体积为 r3 第 6 页 共 28 页 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 0 103 kg 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 5 107 N 则这 一过程中动力所做的功是多少 第 7 页 共 28 页 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 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 Fm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 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 第 8 页 共 28 页 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 2 工件完全打捞出水面后 滑轮组的机械效率 2 结果保留两位有效数字 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 P2 28 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 第 9 页 共 28 页 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 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 第 10 页 共 28 页 浮力的计算浮力的计算 参考答案与试题解析参考答案与试题解析 一 解答题 共一 解答题 共 30 小题 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 gh 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 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 第 11 页 共 28 页 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 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 液gV排得 液 0 8 103kg m3 3 液体的质量 m液 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 8N 第 12 页 共 28 页 p 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 液gV排 所以液体的密度为 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 0 6 103kg m3 因为 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 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 第 13 页 共 28 页 解答 解 1 已知 V排 4 0 10 5m3 则 F浮 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 0 8 103kg m3 3 由 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 gh 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 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 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 GA F浮 F拉 3N 1 5N 4 5N 第 14 页 共 28 页 质量为 mA 0 45kg 则物体的密度 A 1 5 103kg m3 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 m3 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 gh 1 0 103kg m3 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 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 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 水gV排得 小球排开水的体积 V排 2 5 10 4m3 第 15 页 共 28 页 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 4m3 5 10 4m3 3 小球浸没在水中所受的浮力 F浮 水gV排 1 103kg m3 10N kg 5 10 4m3 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 4m3 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 h0 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 1m3 F浮 gV排 1 0 103kg m3 10N kg 1m3 1 0 104N 2 花岗岩石下落到图甲 B 处 h0 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 gh 1 0 103kg m3 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 2 8 103kg m3 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 h0 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 m3 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 第 16 页 共 28 页 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 gV排 可得 V V排 2 10 4m3 物体的质量 m 0 6kg 物体的密度 3 103kg m3 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 4m3 物体的密度 为 3 103kg m3 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 水 1 0 103kg m3 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 4m3 3 正方体的体积 V 0 1m 3 1 10 3m3 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 m3 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 4m3 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 m3 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 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 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 第 17 页 共 28 页 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 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 解答 解 1 V 0 1m 3 10 3m3 由可得 木块的质量 m V 0 6 103kg m3 10 3m3 0 6kg 木块的重力 G mg 0 6kg 10N kg 6N 因为 木 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 gV排可得 V排 6 10 4m3 3 深度 h 0 06m 则利用压强公式 p gh 代入数据 p 1 0 103kg m3 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 4m3 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 第 18 页 共 28 页 V排 V 10cm 3 1000cm3 1 10 3m3 F浮 水gV排 1 0 103kg m3 10N kg 1 10 3m3 10N 2 G木 mg Vg 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 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 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 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 gh 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 第 19 页 共 28 页 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 3 金属零件的密度为多少 解答 解 1 零件所受的浮力 F浮 G F示 7 4N 6 6N 0 8N 2 把零件浸没在油中 由 F浮 油gV排得 V V排 1 10 4m3 3 金属零件的密度 7 4 103kg m3 答 1 零件受到的浮力为 0 8N 2 金属零件的体积为 1 10 4m3 3 该金属零件的密度为 7 4 103kg m3 17 2014 昆明 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 球体的体积为 r3 解答 解 将球体分成上 下相等的两个半球 则上半球受到的浮力 F浮 gV排 g V球 g r3 g r3 上半球下底面受到的压强 p g r h 由 p 可得 上半球下表面受到的压力 F下 pS g r h r2 由 F浮 F下 F上可得 液体对球体向下的压力 F上 F下 F浮 g r h r2 g r3 gh r2 g r3 g r2 h 答 液体对球体向下的压力为 g r2 h 18 2014 春 黎川县期中 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 第 20 页 共 28 页 3 金属块在水中时 弹簧测力计的示数 4 金属块的密度 解答 解 1 由量筒中的水的体积可知金属块的体积 V 50ml 50cm3 5 10 5m3 2 金属块所受浮力等于溢入量筒中水的重力 即 F浮 G排 水gV排 1 0 103kg m3 9 8N kg 5 10 5m3 0 49N 3 金属块浸在水中时弹簧测力计的示数 F G F浮 3 8N 0 49N 3 31N 4 金属块的密度为 7 8 103kg m3 答 1 金属块的体积是 5 10 5m3 2 金属块所受浮力 0 49N 3 金属块在水中时弹簧测力计示数为 3 31N 4 金属块的密度是 7 8 103kg m3 19 2013 沈阳 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 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 解答 解 1 V 3000cm3 3 10 3m3 由 可知 m V 0 1 103kg m3 3 10 3m3 0 3kg G mg 0 3kg 10N kg 3N 因为浮板自由漂浮在水面上 所以浮板受到的浮力 F浮 G 3N 2 因为浮板被压没入水中 所以 V排 V F浮 水gV排 水gV泡沫浮板 1 103kg m3 10N kg 3 10 3m3 30N 因为浮板完全浸没时 F浮 F压 G泡沫浮板 所以手对浮板的压力 F压 F浮 G泡沫浮板 30N 3N 27N 答 1 当浮板自由漂浮在水面上时 浮板受到的浮力为 3N 2 浮板被压没入水中静止时 浮板受到双臂的压力为 27N 20 2013 佛山 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 第 21 页 共 28 页 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 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 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 2N 所以 F浮 G F 10N 2N 8N 2 物体排开液体的体积 V排 V物 40 8 10 6m3 3 2 10 4m3 由 F浮 液gV排得 液 2 5 103kg m3 3 液体的质量 m液 液V液 2 5 103kg m3 80 16 10 6m3 3 2kg 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 3 2kg 400 10 3kg 10N kg 10N 2N 44N p 5 5 103Pa 答 1 圆柱体浸没在液体中所受浮力是 8N 2 筒内液体的密度是 2 5 103kg m3 3 圆柱体浸没时 圆筒对 桌面的压强是 5 5 103Pa 21 2013 淄博 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 0 103 kg 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 5 107 N 则这一过程中动力所做的 功是多少 解答 解 1 该航母满载时 受到的浮力 F浮 G排 m排g 67500 1000kg 10N kg 6 75 108N 2 海面下 7m 处的舰体受到海水的压强 p gh 1 0 103kg m3 10N kg 7m 7 104Pa 3 v 辽宁舰航行的路程 s vt 40km h 5h 200km 2 105m 因为船匀速行驶 所以 F f 1 5 107N 船的动力所做的功 W Fs 1 5 107N 2 105m 3 1012J 答 1 满载时该舰受到的浮力为 6 75 108N 2 海面下 7m 处的舰体受到海水的压强为 7 104Pa 3 则这一过程中动力所做的功是 3 1012J 第 22 页 共 28 页 22 2013 随州 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 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 Fm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 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 解答 答 1 F 0 时 F浮 G G a a2g a3g F Fm时 F浮 G Fm Fm F浮 G a3g a3g a3g 2 F 为一般值时 F G F浮 F F浮 G 即 F a2g x a3g 3 线段起点坐标 a 0 终点坐标 a a3g 如图所示 23 2012 秦安县校级模拟 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 解答 解 1 木块受到的浮力 F浮 G排 m排g 0 6kg 10N kg 6N 2 F浮 水gV排 木块排开水的体积 V排 6 10 4m3 答 1 木块受到的浮力为 6N 第 23 页 共 28 页 2 木块排开水的体积为 6 10 4m3 24 2012 春 鼓楼区校级期末 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 解答 解 木块漂浮时 F浮 1 G木 m木g 1kg 10N kg 10N 木块体积 V 1 67 10 3m3 F浮 2 G排 水gV 1 0 103kg m3 10N kg 1 67 10 3m3 16 7N F压 F浮 2 G木 16 7N 10N 6 7N 答 木块漂浮时浮力为 10N 至少需要竖直向下的压力为 6 7N 25 2011 陕西 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 解答 解 1 该装置的重力 G0 mg 0 21kg 10N kg 2 1N 装置漂浮 F浮 G0 2 1N 2 放入 A 后 该装置排开水的体积 V Sh 3 10 3m2 0 11m 3 3 10 4m3 所受浮力 F浮 水gV排 1 0 103kg m3 1ON kg 3 3 10 4m3 3 3N 该装置仍漂浮 G总 F浮 3 3N 物块 A 的重力 GA G总 G0 3 3N 2 1N 1 2N 物块 A 的质量 第 24 页 共 28 页 mA 0 12kg 120g 与水面所对应位置处的刻度线应标为 120g 3 物块 A 的密度 A 8 103kg m3 答 1 不放物体时 该装置所受的浮力是 2 1N 2 此时该装置受到的浮力是 3 3N 与水面所对应位置处的刻度线应标为 120g 3 物块 A 的密度是 8 103kg m3 26 2011 徐州模拟 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 2 2 105 N 排开水的体积约为 22 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 5 5 104 Pa 以最大速度行驶 385km 的时间为 7 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 D 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 解答 解 1 在水上航行时 坦克漂浮 轮船所受浮力 F浮 G坦克 m坦克g 22 103kg 10N kg 2 2 105N F浮 水gV排 坦克排开水的体积 v排 22m3 2 坦克对地面的压力 F压 G 2 2 105N 坦克对地面的压强 p 5 5 104Pa 以最大速度行驶 385km 的时间 t 7h 3 坦克用履带划水前进 用螺旋桨推进 用推进器喷水前进 三种形式都是给水一个向后的作用力 由于物体间 力的作用是相互的 水给坦克一个向前的推力 使坦克前进 故选 D 第 25 页 共 28 页 4 由 2 计算可知 坦克在陆地以最大速度行驶 385km 的时间 t 7h 柴油机做的功 W有 Pt 450 1000W 7 3600s 1 134 1010J 45 柴油完全燃烧放出的热量 Q放 2 52 1010J 需要柴油的质量 m柴 764kg 所以水陆两用坦克的油箱所装柴油的质量一定超过 764kg 故答案为 1 2 2 105 22 2 5 5 104 7 3 D 4 油箱所装柴油的质量一定超过 764kg 27 2010 西城区二模 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