浮力中考计算题难Word文档下载推荐.docx
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图乙所示为弹簧测力计(浸入前示数未知)随底部浸入液体中深度变化的情况,请解答如下问题:
(1)写出在此过程中,柱体所受浮力F浮与其底部浸入深度h之间的关系式:
(2)写出此柱形物体的密度;
(3)求出在此过程中薄壁容器对水平桌面的最大压强。
7.一个底面积为100cm2足够高的柱形容器M装有20cm深的水,置于水平地面上;
一个质量忽略不计的硬塑料瓶固定的轻杆上,内有适量的水,如图8甲所示。
塑料瓶ABCD部分为柱形,柱形部分高度hAB为16cm。
用手拿住轻杆,将该瓶从图甲中刚接触水面位置,缓慢竖直下降6cm,杆对瓶的拉力F随下降高度h之间的关系图像如图8乙所示。
然后从该位置继续向下,直到水面与AD相平为止。
则瓶内所装水的重力为多少N;
当水面与AD相平时,瓶外的水对容器M底部的压强为多少Pa?
8.如图所示,将一长方体木块放入水平放置的圆柱形盛水容器中静止时,木块有14的体积露出水面,这时容器底部受到水的压强跟木块未放入水中时相比,增大了120Pa;
若在木块上放一块铁块,使木块刚好全部压入水中,则铁块的重力与木块重力之比是多少,这时容器底部所受水的压强跟木块未放入水中时相比,增加了多少Pa。
9.如图所示,高为0.3m的圆柱形容器内盛有0.1m深的水.现将一密度为2×
103kg/m3,底面积为S0m2,高为0.15m的圆柱形物块竖直放入水中,已知容器底面积为物块底面积的5倍,则物块静止在水中时(物块与容器底不密合),物块受到的浮力为多少N,水对容器底的压力为多少N(水的密度为1.0×
103kg/m3,g取10N/kg).
10.如图21甲所示为中国首艘国产航母001A下水时的情景。
某中学物理兴趣小组的同学在实验室模拟航母下水前的一个过程,他们将一个质量为2kg的航母模型置于水平地面上的一个薄壁柱形容器底部,该柱形容器质量为6kg,底面积为0.03m2,高为0.4m,如图21乙所示。
现在向容器中加水,当加水深度为0.1m时,模型刚好离开容器底部,如图21丙所示。
继续加水直到深度为0.38m,然后将一质量为0.9kg的舰载机模型轻放在航母模型上,静止后它们一起漂浮在水面。
(1)图丙中水对容器底的压强为多少帕?
(2)图丙中航母模型浸入水中的体积为多少立方米?
(3)放上舰载机后整个装置静止时,相对于水深为0.38m时,容器对水平地面的压强增加了多少帕?
11.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L=5cm,已知水的密度为1.0×
103kg/m3。
(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1N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?
12.横截面积均为S=1cm2的物体A与塑料B粘合成一个粘合体,全长为L=50cm。
粘合体放入水中时漂浮在水面,浸入水中的长度为4L/5,如图所示。
现将浮出水面部分切去,以后每浮出水面一部分,稳定后就把它切掉。
已知ρ水=1.0×
103kg/m3、ρB=0.4×
103kg/m3,g=10N/kg。
(1)粘合体未被切前,A底面受到水的压强;
(2)粘合体未被切前的总质量;
(3)第一次切掉后,稳定时浸入水中的长度;
(4)第四次切掉后,稳定时浮出水面部分的长度。
13.如图甲所示,一个底面积为75cm2的柱形物体A挂在弹簧测力计下,静止时弹簧测力计的示数F1=15N:
底面积为120cm2且足够深的柱形容器放在水平桌面上,将物体A放入容器中且与容器底接触但对容器无压力,慢慢向容器注水,待液面稳定后物体A上表面到水面的距离h=5cm,如图乙所示,此时弹簧测力计示数F2=7.5N;
然后,将物体A竖直向上移动8cm(忽略绳重和附在物体表面上水的重力.ρ水=1.0×
103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)物体A浸没在水中受到的浮力;
(2)物体A的密度;
(3)物体A竖直向上移动8cm前后,水对容器底压强的变化量.
14.如图甲所示,放在水平桌面上的圆柱形容器的底面积为100cm2,装有20cm深的水,容器的质量为0.02kg,厚度忽略不计。
A、B是由密度不同的材料制成的两实心物块,已知B物块的体积是A物块体积的1/8。
当把A、B两物块用细线相连放入水中时,两物块恰好悬浮,且没有水溢出,如图乙所示,现剪断细线,A物块上浮,稳定后水对容器底的压强变化了60Pa,物块A有1/4体积露出水面。
已知水的密度为1.0×
103kg/m3,g取10N/kg。
试求:
(1)如图甲所示,容器对水平桌面的压强;
(2)细线被剪断后水面的高度差;
(3)A、B两物块的密度。
15如图所示,一个底面积为100cm2,质量和壁厚均忽略不计的圆柱形溢水杯放在水平地面上,内装960g液体(液体在图中未画出)。
把一个质量为135g、密度为
的小球轻轻放入溢水杯中,小球静止后,测得从溢水杯中溢出50cm3液体,溢水杯内剩余液体和小球的总质量为1055g。
(g=10N/kg)求:
(1)放入小球前,溢水杯对水平地面的压强;
(2)小球在溢水杯的液体中静止时受到的浮力;
(3)放入小球后,液体对溢水杯底部的压强。
16.如图甲所示,重为3N,底面积为2×
10﹣2m2的圆柱形玻璃容器放在水平桌面上,重为5N,边长为L1=0.1m的正方体木块(不吸水)静止在容器的底部,用一根长为L2=0.05m的细线(质量和体积不计)将木块与容器底部相连,现向容器缓慢注水,直到木块受到的浮力等于6N时停止注水(如图乙所示),已知水的密度为1.0×
103kg/m3,g取10N/kg.容器的厚度不计,求:
(1)木块的密度;
(2)注水过程浮力对木块所做的功;
(3)木块受到的浮力等于6N时容器对桌面的压强.
17.如图甲所示,将一个5.4kg质量分布均匀的长方体物块水平放置在水平桌面上,物块的长0.2m,宽0.1m,高0.1m,求:
(1)物块的密度是多少kg/m3.
(2)图甲中,物块水平放置时对桌面的压强是多少Pa?
(3)图乙中,把物块竖直放置于足够大的容器内,然后倒入水,直至水深0.3m,物块受到水的浮力是多少N?
答案
1.
2.解:
(1)空心管对容器底的压力刚好为零,此时空心管处于漂浮状态,浮力等于重力,
设注入液体的深度为h1,
浮力F浮=ρgS0h1,
空心管的重力G=mg=ρ0gh0(S0﹣
),
即ρgS0h1=ρ0gh0(S0﹣
解得液体的深度h1=
(2)若管的密度大于液体的密度,设液体深度为h2,若使空心管对容器底的压力最小,即浮力最大,此时空心管应恰好完全浸没,即液体的深度等于管的高度,h2=h0,所以液体的质量m2=ρ(S﹣
)h0=
ρh0(2S﹣S0);
若管的密度小于液体的密度,设液体深度为h3,若使空心管对容器底的压力最小,此时空心管处于漂浮状态,浮力等于其重力,
浮力F浮=ρg
S0h3,空心管的重力G=mg=ρ0gh0(S0﹣
),即ρg
S0h3=ρ0gh0(S0﹣
解得液体的深度h3=
,液体的质量m3=ρ(S﹣
)
=
ρ0h0(2S﹣S0).
(1)此时容器中液体的深度
(2)若管的密度大于液体的密度,注入液体的总质量最小是
若管的密度小于液体的密度,注入液体的总质量最小是
3
(1)变大
变大;
(2)400
受到重力;
.
4.
(1)当加入的水m水=3kg时,p水=0.6×
103Pa,
由p=ρgh可得,水的深度h=
0.6×
103Pa
1.0×
103kg/m3×
10N/kg
=0.06m=6cm;
(2)由于物体M刚好漂浮且露出水面的高度为4cm,则物体M的高度H=h+h露=6cm+4cm=10cm;
由漂浮条件可知:
F浮=G,即:
ρ水V排g=ρ物V物g,则ρ水Sh浸g=ρ物SHg,
所以ρ物=3/5ρ水=3/5×
103
kg/m3=0.6×
kg/m3;
(3)由于加入的水等于7kg与3kg时压强分别为1.0×
103Pa、0.6×
答:
(1)圆柱体M刚好漂浮时容器中水的深度h为6cm;
(2)圆柱体M的密度ρ为0.6×
103kg/m3;
(3)圆柱形容器的内底面积S为0.1m2.
5.
(1)移除磁铁前,玻璃管底受到水的压强:
p=ρgh=1.0×
10N/kg×
1m=1×
104Pa;
(2)由图可知,球4s~21s时,小球以速度v0匀速上升,受力平衡,对小球受力分析可知,受到竖直向下的重力和阻力、竖直向上的浮力,由共点力的平衡条件可得:
G+f=F浮,把G=mg=ρVg、f=kv和F浮=ρgV排带入可得:
ρVg+kv0=ρ0gV排=ρ0gV,整理可得:
ρ=ρ0﹣
.
(1)移除磁铁前,玻璃管底受到水的压强为1×
(2)的密度表达式为ρ=ρ0﹣
7.1.2;
2400
【解析】
试题分析:
(1)由图乙可知,h=0时,F=2N,则瓶内所装水的重力G=F=2N;
(2)由图可知,当瓶子下降6cm时,杆对瓶的拉力恰好为零,此时平时受到的浮力和自身的重力相等,由F浮=ρgV排可得,瓶子排开水的体积:
V排=F浮/ρ水g=G/ρ水g=2N/1.0×
10N/kg=2×
10-4m3=200cm3,
容器内水的体积:
V水=SMh水0=100cm2×
20cm=2000cm3,
容器内水的深度:
h水1=V水+V排/SM=2000cm3+200cm3/100cm2=22cm,
则水面上升的高度:
△h=h水1-h水0=22cm-20cm=2cm,
瓶子浸没的深度:
h浸没=△h+h下=2cm+6cm=8cm,
瓶子的底面积:
S瓶=V排/h浸没=200cm3/8cm=25cm2,
水面与AD相平时,瓶子排开水的体积:
V排′=S瓶hAB=25cm2×
16cm=400cm3,
h水2=V水+V排′/SM=2000cm3+400cm3/100cm2=24cm=0.24m,
瓶外的水对容器M底部的压强:
p=ρ水gh水2=1.0×
103kg/m3×
10N/kg×
0.24m=2400Pa
考点:
液体的压强的计算;
阿基米德原理;
物体的浮沉条件及其应用
8.1:
3160
【解析】试题分析:
未放铁块时,木块处于漂浮状态,F浮=ρ液V排g=ρ水g34V木=G木,放上铁块后,把铁块和木块看成一个整体,它处于漂浮状态,则F浮'
=ρ液V排'
g=ρ水gV木=G木+G铁,
由此可知:
F浮F浮'
=ρ水g34V木ρ水gV木=G木G木+G铁,所以G木G木+G铁=34,G铁G木=13;
在水中放入木块后,木块漂浮,容器底增加的压强为△p1=△F1S容=G木S容,同理,放上铁块后容器底增加的压强为△p2=△F2S容=G木+G铁S容,则△p1△p2=G木G木+G铁=34,其中△p1=120Pa,则△p2=160Pa。
【考点定位】压强
9.1250S0;
6250S0
圆柱形容器内水的体积:
V水=S容h水=5S0m2×
0.1m=0.5S0m3,圆柱形物块刚好浸没时需要水的体积:
V水′=(S容﹣S0m2)h圆柱体=(5S0m2﹣S0m2)×
0.15m=0.6S0m3,因V水<V水′,所以,容器内的水没有浸没圆柱体,则圆柱体放入容器后水的深度:
h=
=0.125m,圆柱体排开水的体积:
V排=S0m2h=0.125S0m3,物块受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×
0.125S0m3=1250S0N;
水对容器底的压强:
p=ρ水gh=1.0×
0.125m=1250Pa,由p=
可得,水对容器底的压力:
F=pS容=1250Pa×
5S0m2=6250S0N。
【考点定位】压强的大小及其计算;
压力及重力与压力的区别;
浮力大小的计算
10.
(1)1×
103Pa;
(2)2.0×
10-3m3;
(3)200Pa
(1)由题意可知,图丙中水的深度h=0.1m,则图丙中水对容器底部的压强:
0.1m=1×
(2)航母模型的重力:
G航=m航g=2kg×
10N/kg=20N;
由题知,模型刚好离开容器底部,即航母模型漂浮,所以此时航母模型受到的浮力:
F浮=G航=20N;
由阿基米德原理可知,航母排开水的体积:
V排=F浮/ρ水g=20N/1.0×
10N/kg=2.0×
(3)舰载机模型的重力:
G舰载机=m舰载机g=0.9kg×
10N/kg=9N;
放上舰载机后整个装置静止时,增加的浮力:
△F浮=G舰载机=9N,
增加的排开水的体积:
△V排=△F浮/ρ水g=9N/1×
10N/kg=9×
10-4m3,
水面升高:
△h=△V排/S=9×
10−4m3/0.03m2=0.03m,
原来水深为0.38m,容器高度为0.4m,所以有水溢出,水平地面增加的压力:
△F=G舰载机-G溢=9N-1×
0.03m2×
(0.38m+0.03m-0.4m)×
10N/kg=6N;
则容器对水平地面的压强增加量:
△p=△F/S=6N/0.03m2="
200Pa"
压强的大小及其计算;
阿基米德原理
11.
(1)500Pa;
(2)6N;
(3)1050Pa。
(1)由题意知木块对杯底的压力为F=G木=5N,受力面积SB=(10cm)2=0.01m2,木块对容器底部产生的压强为p=F/SB=5N/0.01m2=500Pa;
(2)由题意知木块在重力G=5N,向下的拉力F拉=1N,竖直向上的浮力F浮1的作用下处于平衡状态,故木块受到的浮力F浮=G+F拉=5N+1N=6N;
(3)ρ水=1.0×
103kg/m3,g=10N/kg,由
(2)知,当受到F浮=6N时,排开水的体积为
,浸入水下的深度为h下=V排/0.01m2=6×
10-4m3/0.01m2=0.06m,所加入水的体积V水=(0.05m+0.06m)×
0.02m2-0.06m×
0.01m2=0.0016m3,加入水的重力为G水=ρ水V水g=1.0×
0.0016m3×
10N/kg=16N,剪断细线后,当木块静止时处于漂浮状态,由图知该容器形状规则,故容器底部受到水的压力为F水=G水+G木=16N+5N=21N,受力面积SA=200cm2=0.02m2,受到水的压强为p水=F水/SA=21N/0.02m2=1050Pa。
压力与压强、浮力的综合分析与计算
12.
(1)4×
103Pa
(2)0.04kg(3)0.36m(4)0.00256m
(1)粘合体未被切前,粘合体漂浮在水面时,浸入水中的长度为4L/5,可得:
浸入水中的长度:
h1=4L/5=4×
50cm/5=40cm,根据p=ρ水gh可得,A底面受到水的压强:
p1=1.0×
0.4m=4×
(2)粘合体未被切前,粘合体漂浮在水面,浸入水中的长度为4L/5,根据F浮=ρ水gV排可得:
F浮=ρ水g(h1S)=1.0×
(0.4m×
1×
10-4m2)=0.4N;
根据二力平衡有:
F浮=G=mgm=0.4N/10N/kg=0.04kg;
(3)当第一次把它露出水面的部分截去后,稳定时浸入水中的长度h1,根据二力平衡有:
F浮=G1,ρ=m/V可得:
ρ水gV排=m剩1g,1.0×
(h1×
10-4m2)=(m-m截去1)g,1.0×
10-4m2)=(0.04-ρB×
0.1×
10-4)×
10N/kg,1.0×
10-4m2)=(0.04-0.4×
10-4),0.1×
h1=(0.04-0.004),h1=0.036/0.1=0.36m;
(4)第一次把它露出水面的部分截去后,稳定时浸入水中的长度h1,稳定时露出水面长度h01;
h1=4L/5-h01,根据二力平衡F浮=G1有:
ρ水gV排=m剩1g,ρ水g(4L/5-h01)S=(mg-ρBLg/5)S,h01=ρBL/5ρ水,同理可以求得,第二次把它露出水面的部分截去后,稳定时浸入水中的长度h2,稳定时露出水面长度h02,h02=(ρB/ρ水)2(L/5),同理可以求得,第四次把它露出水面的部分截去后,稳定时浸入水中的长度h4,稳定时露出水面长度h04,h04=(ρB/ρ水)4(L/5)=(0.4×
103kg/m3/1×
103kg/m3)4(0.5/5)=0.00256m。
【考点定位】物体的浮沉条件及其应用
13.
(1)7.5N;
(2)2×
(3)187.5Pa
(1)由题可知,物体的重力:
G=F1=15N,则物体A浸没在水中受到的浮力:
F浮=G-F2=15N-7.5N=7.5N;
(2)根据F浮=ρgV排可得,物体的体积:
V=V排=F浮/ρ水g=7.5N/1×
10N/kg=7.5×
10-4m3,物体的质量:
m=G/g=15N/10N/kg=1.5kg,则物体的密度:
ρ=m/V=1.5kg/7.5×
10−4m3=2×
(3)物体的高度h物=V/S物=7.5×
10−4m3/75×
10−4m3=0.1m=10cm,将物体A放入容器中且与容器底接触但对容器无压力,慢慢向容器注水,待液面稳定后物体A上表面到水面的距离h=5cm,h物>h,所以,物体A竖直向上移动8cm后,物体露出水面,露出水面的高度h露=8cm-5cm=3cm=0.03m,物体在露出水面之前,水的深度不变,根据p=ρgh可知,水对容器底压强不变,物体A露出水面3cm前后,排开水的体积不断变小,水的深度下降,根据p=ρgh可知,水对容器底压强减小,物体A露出水面3cm后,排开水的体积的减少量△V排=V露=S物h露=75×
10-4m3×
0.03m=2.25×
10-4m3,所以,水面下降的高度△h=△V排/S容=2.25×
10−4m3/120×
10−4m2=0.01875m,水对容器底压强的变化量△p=ρ水g△h=1×
0.01875m=187.5Pa。
【考点定位】压强、液体的压强;
浮力
点睛:
本题属于力学部分综合题,属于较难题,主要考查同学们对知识的综合运用能力,要求比较高。
14.
(1)2020Pa;
(2)0.6cm;
(3)3×
103kg/m3。
(1)圆柱形容器内水的体积:
V水=S容h水=100cm2×
20cm=2000cm3,由ρ=
可得,水的质量:
m水=ρ水V水=1.0g/cm3×
2000cm3=2000g=2kg,容器对水平桌面的压力:
F=G总=(m容+m水)g=(0.02kg+2kg)×
10N/kg=20.2N,容器对水平桌面的压强:
p=
=2020Pa;
(2)由p=ρgh可得,细线被剪断后水面的高度差:
△h=
=6×
10﹣3m=0.6cm;
(3)细线被剪断后A漂浮,物块A有
体积露出水面,则V排A=
VA,因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,所以,由F浮=ρgV排和G=mg=ρVg可得:
ρ水gV排A=ρAVAg,则ρA=
ρ水=
×
103kg/m3=0.75×
物块A有
体积露出水面,则A露出水面的体积和容器内减少水的体积相等,即
VA=S容△h,则物体A的体积:
VA=4S容△h=4×
100cm2×
0.6cm=240cm3,VB=
VA=
240cm3=30cm3,剪断细线前,AB两物块恰好悬浮,则ρ水g(VA+VB)=ρAVAg+ρBVBg,B物体的密度:
ρB=
ρ水﹣
ρA=
103kg/m3﹣
0.75×
103kg/m3=3×
103k
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- 浮力 中考 算题