有关压强和浮力的综合题 (2)

1、有关压强和浮力的综合题 （2014·重庆B）如图甲所示，水平旋转的平底柱形容器A的底面积为200 cm2，不吸水的正方体木块B重为5 N，边长为10 cm，静止在容器底部，质量体积忽略的细线一端固定在容器底部，另一端固定在木块底面中央，且细线的长度为L5 cm，已知水的密度为1.0×103 kg/m3.求：（1）甲图中，木块对容器底部的压强多大？（2）问容器A中缓慢加水，当细线受到拉力为1 N时，停止加水，如图乙所示，此时木块B受到的浮力是多大？（3）将图乙中与B相连的细线剪断，当木块静止时，容器底部受到水的压强是多大？1. （2013·聊城）如图甲所示，弹簧测力

2、计下面挂一实心圆柱体，将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降（其底面始终与水面平行），使其逐渐浸没入水中某一深度处.如图乙是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的数据图像.已知水=1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg.求：（1）圆柱体的重力.（2）圆柱体浸没时受到的浮力.（3）圆柱体的密度.（4）圆柱体在刚浸没时下表面受到的水的压强.2. （2014·汕尾）如图所示为某种型号潜水艇，其体积为5×10 m（海水密度近似取1.0×10kg/m，g取10 N/kg）.求： （1）它在潜入到水下执行任务时所受浮力； （2）

3、它潜入到水下200 m时，它的一个面积为1.2 m的舱盖所受海水的压强和压力.3. （2013·重庆）2013年5月12号是母亲节，小明陪父母一起去商场，想送给母亲节日礼物，在商场中妈妈看上了既美观又实用的茶几鱼缸，如图甲所示.现将该鱼缸放在水平地面上，已知鱼缸内的底面积是0.8 m，所装水的深度为0.5 m.一条质量为100 g的金鱼悬浮在鱼缸水中，如图乙所示，g取10 N/kg.（1）金鱼受到的浮力是多大？ （2）水对鱼缸底部的压力是多大？4. （2014·玉林）如图所示，体积为500 cm的长方体木块浸没在装有水的柱形容器中， 细线对木块的拉力为2 N，此时水的深度为

4、20 cm.（g取10 N/kg），求：（1）水对容器底的压强；（2）木块受到水的浮力；（3）木块的密度；（4）若剪断细线待木块静止后，将木块露出水面的部分切去，要使剩余木块刚好浸没在水中，在木块上应加多大的力？5. （2014·广安）如图所示，一个圆柱形容器的底面积是10 dm2，装入一定量的水.现将 一个方木块放入容器中，木块漂浮在水面上，水未溢出，木块浸入水中的体积是6 dm3， 这时水的深度为8 dm.（g取10 N/kg，水=1.0×103 kg/m3）求： （1）木块受到的浮力是多大？ （2）放入木块后，容器底部受到水的压力是多大？6. （2014·黔

5、西南）汕昆高速公路“册亨-兴义”其中有一隧道长4 km，小汽车以100 km/h 的速度通过，所用的时间是多少小时？如果小汽车油箱装满油的容积是10-2m3，质量 7.1kg，油的密度是多少？如果油的深度是20 cm，油对油箱底所产生的压强是多少？7. （2014·黄冈）2014年4月14日，为寻找失联的MH370航班，启用了“蓝鳍金枪鱼-21” （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（如图甲所示），相关 标准参数为：体积1 m3、质量750 kg，最大潜水深度4 500 m，最大航速7.4 km/h （不考虑海水密度变化，密度取1.0×103 kg

6、/m3，g取10 N/kg）. （1）假设“金枪鱼”上有面积为20 cm2的探测窗口，当它由海水中2 000 m处下潜至 最大潜水深度处，问该探测窗口承受海水的压力增加了多少？ （2）“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，此时露出海面体积 为多大？ （3）若上述漂浮在海面的“金枪鱼”，由起重装置将其匀速竖直吊离海面.起重装置拉力的 功率随时间变化的图像如图乙所示，图中P3=3P1.求t1时刻起重装置对“金枪鱼”的 拉力（不考虑水的阻力）.有关压强和浮力的综合题例1（1）F=G=5 N，S=0.1 m×0.1 m=0.01 m2=500 Pa；（2）木块B现在在水中

7、受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、拉力，在这三个力的作用下处于静止状态，故F浮=G+F拉=5 N+1 N=6 N；（3）据（2）可知F浮=6 N；故此时木块浸入水中的体积是：F浮=gV排，V排=F浮/（g） =6 N/(1 000 kg/m3×10 N/kg)=0.000 6 m3；故此时木块浸入水中的深度是：h=V/S=0.000 6 m3/0.01 m2 =0.06 m=6 cm；故此时液面的总高度是：h=6 cm+5 cm=11 cm；故此时杯中水的体积是：V=0.02 m2×0.11 m-0.000 6 m3=0.001 6 m3将图乙中与B相连的细线剪断，当木块

8、静止时，木块恰好处于漂浮状态，即此时F浮=G物=5 N；V排=F浮/（g） =5 N/(1 000 kg/m3×10 N/kg)=0.000 5 m3；故此时水和木块浸入水中的总体积是：V=0.001 6 m3+0.000 5 m3=0.002 1 m3；所以此时的液体的深度是：h=0.002 1 m3/0.02 m2 =0.105 m；故此时容器底部所受的压强是：p=gh=1 000 kg/m3×10 N/kg×0.105 m=1 050 Pa.针对训练1.（1）由图像可知，当h=0时，弹簧测力计示数为12 N，此时圆柱体处于空气中，根据二力平衡条件可知，G=F

9、拉=12 N；（2）图像中CD段是圆柱体完全浸入水中的情况，此时圆柱体受到的拉力F=4 N，则圆柱体受到的浮力F浮=G-F=12 N-4 N=8 N.（3）圆柱体完全浸入水中时根据F浮=水gV排得：V物=V排=8×10-4 m3，由公式G=mg可求出物体的质量m=1.2 kg，则圆柱体密度物=1.5×103 kg/m3.（4）由图像可知，不考虑水面上升，圆柱体在刚浸没时，物体又下降4 cm，则下表面所处的深度为h=4 cm=0.04 m，因此刚浸没时下表面受到的液体压强p=水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.04 m=400

10、 Pa.2.（1）因为潜水艇排开海水的体积等于潜水艇的体积V=5×103 m3，所以潜水艇受到的浮力：F浮=gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×5×103 m3=5×107 N（2）海水对潜水艇外壳的压强：p=gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×200 m=2×106 Pa由得，F=pS=2×106 Pa×1.2 m2=2.4×106 N3.（1）因为金鱼悬浮，所以它受到的浮力等于总重力：F=G=mg=0.1 kg×10 N/

11、kg=1 N；（2）水对鱼缸底部的压强:p=gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.5 m=5×103 Pa，水对鱼缸底部的压力:F=pS=5×103 Pa×0.8 m2=4×103 N.4.（1）水对容器底的压强：p=水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×20×10-2 m=2 000 Pa；（2）根据阿基米德原理得：F浮=水gV排=水gV木=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.000 5 m3=5 N；（3）此时

12、木块受到三个力的作用，向上的是浮力，向下的重力和拉力，即F浮=G+F拉；故G=F浮-F拉=5 N-2 N=3 N；故其质量是m= =0.3 kg；由密度的计算公式=600 kg/m3；（4)剪刀剪断后,F浮=G木=3 N此时,V排=F浮/（水g）=3/（1.0×103 kg/m2×10 N/kg）=3×10-4 m3切去后,G木=木V木g=木V排g=0.6×103 kg/m3×3×10-4 m3×10 N/kg=1.8 N应加的力的大小为:F=F浮-G木=3 N-1.8 N=1.2 N5.（1）因为V排=V=6 dm3=6&

13、#215;10-3 m3，所以F浮=水gV排=1 000 kg/m3×10 N/kg×6×10-3 m3=60 N；（2）h=8 dm=0.8 m，则水对容器底的压强：p=水gh=1 000 kg/m3×10 N/kg×0.8 m=8×103 Pa.故F=pS=8×103 Pa×10×10-2 m2=800 N.6.（1）由v=st得小汽车通过隧道的时间：t=0.04 h；（2）油的密度：=0.71×103 kg/m3；（3）油对油箱底所产生的压强：p=gh=0.71×103 kg/m

14、3×9.8 N/kg×0.2 m=1391.6 Pa.7.（1）海面下2 000 m处的压强：p1=gh1=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2 000 m=2×107 Pa；下潜至最大潜水深度处压强：p2=gh2=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4 500 m=4.5×107 Pa；增加的压强：p=p2-p1=4.5×107 Pa-2×107 Pa=2.5×107 Pa；由F=pS得探测窗口承受海水的压力增加：F=pS=2.5×107 Pa×20×10-4 m2=5×104 N.（2）由于“金枪鱼”搜寻任务完成后，静止漂浮在海面上，所以有F浮=G.又由F浮=V排g，G=mg，得V排g=mg，V排=0.75 m3 露出海面体积