考前刷题必备系列十：压强、浮力计算

1、2020浙教版科学考前刷题必备系列(十)浮力与压强计算(2)1.有一个如图所示的两端开口的弯管形容器，从粗端向容器中灌水， 在细端用一个木It截面积是 0.01 m 2017年12月24日，我国自主研发的全球最大水陆两栖飞机AG600首飞成功，可为 海上丝绸之路”航行安全提供最快速有效的支援与安全保障.它的最大飞行速度为 560 km/h,最大航程为4 500 km ,巡航速度(经济、节油的飞行速度)为500 km/h.某次起飞前，飞机静止在水平跑道上，总质量为51 t,轮胎与跑道的总接触面积为 0.6 m2( p水= 1.0 x ftkg/m3, g= 10 N/kg).求：(1)飞机静止在

2、跑道上时对跑道的压强是多少？(2)起飞后，飞机在空中直线飞行1 400 km,所需要的最短时间是多少？(3)飞机到达目的地降落后，漂浮在水面上，排开水的质量为46 t,此时飞机受到的重力是多少？舱底某处的活塞堵住，活塞可在细管内无摩擦地滑动.当 H = 30 cm , h= 10 cm时，在活塞上放置一个重力是 10 N的祛 码，活塞静止.(g取10 N/kg)求：(1)水对活塞的压强；(2)活塞的重力./3.如图所示，水平地面上放有上下两部分均为柱形的薄壁容器重9 N;上下两部分的横截面积之比为1：4,高度均为10 cm;容器中倒入1.6 kg酒精，深度为 8 cm.( p酒精=0.8 x

3、I0kg/m3, g取10 N/kg)求：(1)酒精对容器底面的压强.(2)容器对水平地面的压强.(3)往容器内加酒精，酒精的深度为多少时，酒精对容器底面的压力与容器对地面的压力相等.4.据报道我国新型核潜艇 096在研发中，是保卫国家安全的又一利器.它的部分性能参数可达到：水下排水量16 000 t,水下巡航速度最大 32节，最大潜深600 m.求: (1)核潜艇在水中航行时受到的最大浮力；(2)核潜艇下潜到最大潜深时受到水的压强和核潜艇上一个面积是400 cm2的观察窗口受到海水的压力；(3)若核潜艇在水下以最大航速做水平匀速直线运动时所受的阻力约为3X 10 N,则它的动力功率约为多少?

4、(1 节0.5 m/s g 取 10 N/kg ,海水的密度取 1.0 x 3Ckg/m3)F随石柱下表5.某水底打捞作业中，需将一长方体石柱从水底匀速打捞出来.如图所示是吊车钢丝绳拉力 面距水底深度h变化的图像.(水的阻力忽略不计，p水=1.0 x 10kg/m3)求： (1)石柱浸没在水中受到的浮力;(2)石柱未露出水面前，在水中上升2 m钢丝绳拉力所做的功;(3)在水底时石柱上表面受到的水的压强.6.科技小组的同学用泡沫塑料和灯泡等制作了一个航标灯模型，如图所示.航标灯A总重4 N, A底部与浮子B用细绳相连.当水位上升时，浮子 B下降；水位下降时，浮子 B上升，使航标灯 A静止时浸入水

5、中 的深度始终保持 5 cm,航标灯A排开水的质量为 500 g,浮子B重0.5 N(不计绳重和摩擦，g= 10 N/kg).求： (1)航标灯A底部受到水的压强是多大?(2)航标灯A静止时受到的浮力是多大?(3)浮子B的体积是多大？7.圆柱形容器置于水平地面 (容器重忽略不计)，容器的底面积为 0.2 m2,内盛30 cm深的水.现将一个底面 积400 cm2、体积4 000 cm3的均匀实心圆柱体放入其中，如图甲所示，物体漂浮在水面.其浸入水中的深度为5 cm；当再给物体施加一个竖直向下大小不变的压力F以后，物体最终恰好浸没于水中静止，如图乙所示.(p水=1.0 X10kg/m3, g 取

6、 10 N/kg)则:(1)物体受到的重力是多少？(2)物体浸没水中静止时容器对地面的压强是多少？(3)从物体漂浮水面到浸没水中静止过程中压力F做了多少功？8.如图甲所示为一辆洒水车，未装水时其质量为4 t.(p水=1.0 x 3kg/m3, g 取 10 N/kg)甲(1)未装水时，洒水车对水平路面的压力多大？(2)洒水车储水箱装满水后，水箱内距水面0.4 m深处，水产生的压强多大?9.滑旱冰是青少年最喜欢的一项运动.如图所示，小兵质量约为34 kg,所穿的四轮直排旱冰鞋每只质量为3 kg,鞋底每个轮子与地面接触面积为4 cm2.(g取10 N/kg)求：(1)小兵自身受到的重力；(2)若比

7、赛时小兵滑行 1 200 m用时2.5 min ,小兵滑行的平均速度是多少m/s；小兵单脚滑行时对地面的压强.参考答案.解：(1)活塞下表面所处的深度h 水=H h= 0.3 m 0.1 m = 0.2 m ,水对活塞下表面的压强p水=p水gh 水=1 x 10kg/m3x 10 N/kg x 0.2=n2x l0Pa(2)水对活塞下表面的压力F=p 水 S= 2X 10Pa X 0.01 m= 20 N因为活塞和祛码静止，所以水对活塞下表面的压力等于祛码和活塞受到的重力之和，即F = G码+ G塞则活塞的重力 G 塞=5 G 码=20 N-10 N= 10 N.解：(1)飞机静止时对跑道的压

8、力F=G=mg=51 x 10kg x 10 N/kg5.1 x ?CN则飞机对跑道的压强F 5.1 X 5 (N -、5p 水=S= 0.6 m2 =8.5x10Pa(2)飞机最大飞行速度为 560 km/h,则飞行所需要的时间最短,s 1 400 km 门t= -= zrr-;= 2.5 hv 560 km/h(3)飞机漂浮在水面上，此时飞机受到的重力与浮力相等，即G= F 浮=m 排g = 46X 10kg X 10 N/kg 4.6 X 千叭水对舱底某处的压强p= p水gh= 1.0 x 3(kg/m3x 10 N/kg x 1.5 m 1.5 x fcPa.解：(1)h=8 cm=

9、0.08 m酒精对容器底面的压强p= p酒精gh= 0.8 x 3kg/m3x 10 N/kg x 0.08=41640 Pa(2)容器对水平地面的压力F=G 容+m 酒精 g=9 N+1.6 kg x 10 N/kg25 N由m= p V= p sh导容器的底面积:m酒精S=淖精h 0.81.6 kg2x3(kg/m3X0.08 nf 0.025 m容器对水平地面的压强:pF=5=S 0.025 m21 000 Pa(3)假设添入酒精后，酒精的深度为h总由于容器上部分内有酒精时，酒精对容器底面的压力才能大于酒精本身的重力，而容器下部的深度为10cm(合0.1 m),故酒精的深度一定大于0.1

10、 m ,容器上部分的木It截面积：S上=1S=0.25 S,所以，添加酒精后，酒精对容器底面的压力：F1 = pS= p酒精gh总S容器对水平地面的力：F2=G容+ G酒精=G容+ p酒精gSh0+ 0.25 S p酒精g(h总一h0)根据题意，将 G 容=9 N、p酒=0.8 x 10kg/m 3、g= 10 N/kg、S= 0.025 m2、h0= 0.1 m 代入 F=F2,解得：h总=0.16 m故酒精的深度达到 0.16 m时，酒精对容器底面的压力与容器对地面的压力相等.解：(1)最大浮力：5浮=6 排=mg=1.6 x f0 10 kg X 10 N/kg 1.6X801(2)最大

11、潜深时受到海水的压强：p= p海gh= 1.0 x 3(kg/m3x 10 N/kg x 600=r6X 10 Pa核潜艇观察窗口受到海水的压力： F = pS= 6X10 Pa X 400 X 4m2= 240 000 N = 2.4 X 10n(3)因为做匀速直线运动，所以 F动=f= 3X 10N核潜艇的动力功率：P= F 动v=3X 10 N X 32X 0.5 rTs4.8 X 15(W.解：(1)由图可知，当石柱完全浸没时拉力F = 7 500 N,当石柱露出水面后，F0= 12 500 N, G=F。所以石柱浸没在水中受到的浮力F 浮=G F = 12 500 N-7 500 N

12、 = 5 000 N(2)石柱未露出水面前，钢丝绳的拉力 F = 7 500 N所以在水中上升2m拉力所做的功-9 -W= Fs=7 500 N X2 m1.5xf0J(3)由图可知，在水底时石柱上表面距水面的深度为h= 3 m故在水底时石柱上表面受到水的压强p= p水gh= 1.0 x 3(kg/mo o= 15 X 104 s * * * *1.0 x 3kg/m3x 10 N/kg 107.解：(1)物体漂浮时排开液体的体积为V排=0.04 m2x 0.05 m= 2X 103 m3物体受到的浮力为 F 浮=0水 gV 排=1.0X10 kg/m3X10 N/kg X 23 1133=

13、20 N因为物体漂浮，所以物体受到的重力为G物=5浮=20 N(2)当物体浸没时，排开液体的体积为 V排=4X103m3,物体受到的浮力为 F浮=p水gV排=1.0 x 10kg/m3x 10 N/kg X 4 X 130m3= 40 N，压力为 F = F 浮G 物=40 N - 20 N = 20 N，容器内水的体积 V 水=0.2 m2x 0.3 m= 0.06 m3,容器内水受到的重力为G水=p水gV水=1.0 x 10kg/m3x 10 N/kg x 0.06=m600 N ,容器对地面的压力为 FlG 水+G 物+ F = 600 N + 20 N + 20 N = 640 N,容

14、器对地面的压强为p = F= ：02= 3 200 Pa x 10 N/kg x 3=r3X 10 Pa6.解：(1)航标灯 A底部受到水的压强 p= p水gh= 1.0 x 3Ckg/m3x 10 N/kg x 5大m)= 500 Pa(2)由阿基米德原理，航标灯 A静止时受到的浮力 5人浮=6排=m排g=0.5 kg x 10 N/kg5 N(3)A在重力、浮力和拉力作用下保持静止时，绳子对 A的拉力为F = Fa浮一Ga=5 N -4 N = 1 N,则B受到 绳子的拉力为 F= F = 1 NB在重力、浮力和拉力作用下保持静止时，B受到的浮力为58浮=仃8+5= 0.5 N+1 N=

15、1.5 N;根据5浮=pF b浮液gV排可知，浮子的体积为 Vb = V排=1.5 Nm3俨gG=mg=34 kg x 10 N/kg 340 N (2)滑行时间 t=2.5 min = 150 s小兵滑动的平均速度：v= S= 噜立=8 m/s t 150 s(3)小兵单脚滑行时，对地面的压力为小兵和旱冰鞋的总重力，旱冰鞋的重力：G鞋=3 kg x 2X 10 N/kg60 NF=G+G 鞋=340 N + 60 N = 400 N与地面的接触面积：S=4X4 cn2= 16 cm2= 1.6 x 103 m2 - F 400 N.则对地面的压强：p=-=工3i = 2.5 x 10 PaS 1.6 x 1(3 m2-11 -距水面1.5 m,水对该处产生的压强是多少？由题意得，物体露出水面的高度为八露=&- h0= .霓 -5 cm= 0.05 m,施加压力F后，水面上升高度s 400 cm、一