中考物理重点题型密度浮力压强相关计算15道专项复习训练Word格式.docx
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11500
吨
水下最大航速
36节
水面
9000
水下巡航速度
20节
艇长
135米
最大潜
350米
深
艇宽
13米
发动机
最大功率
25000
千瓦
第7题图
求:
(1)核潜艇以水下最大航速行驶,到距离2
700km处的某海域执行任务所用的时间(1节
≈0.5m/s);
(2)核潜艇在水面航行时受到的浮力;
下潜到最大深度时受到水的压强;
(g=10N/kg,海水的密度ρ海水=1.03×
103kg/m3)
(3)若核潜艇在水下巡航时,做水平匀速直线运动,所受阻力与速度的关系如图乙所示,它的动力功率是多少.
8.如图所示,放置在水平地面上重10N的
平底薄壁容器,底面积为0.01m2,内装40N的水,水深0.2m.现将一个体积是200cm3的金属块系在弹簧测力计挂钩上,并把它完全浸没于容器内的水中(水未溢出,金属块未接触容器底部),弹簧测力计示数为15.8N.(ρ水=
103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)金属块未放入水中时,容器底部受到水的压力是多少?
(2)金属块的密度是多少?
(3)金属块完全浸没于水中后,容器对水平地面的压强是多少?
第8题图
9.图甲是建造长江大桥时使用的起吊装置
(图中未画出)的钢缆绳拉着实心圆柱体A距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降,在下降到江底之前,始终保持0.2m/s的速度不变.图乙是A下降到江底之前钢缆绳对A的拉力F的随时间t变化的图像(取江水的密度为ρ水=
103kg/m3,g取10N/kg).求:
(1)圆柱体A下降过程中,重力的功率;
(2)圆柱体A的密度;
(3)当圆柱体A下降到江底(江底视为水平),卸下钢缆绳后,圆柱体A对江底的压强?
第9题图
10.如图,底面积为100cm2的圆柱形容器
内装有足够多的水,在水面上有一体积为
4.5×
10-4m3的冰块,冰块内部含有质量为60g
冰
的物体,冰块有1的体积露出水面.(ρ=
15
0.9×
(1)冰块受到的浮力;
(2)物体的密度;
(3)当冰块全部熔化后,容器底部受到水的压强变化量是多少?
第10题图
11.如图所示,一个底面积为100cm2的圆
柱体容器(容器壁的厚度忽略不计)放在水平桌面的中央,容器中装有1000g的水.将一个重
3N的实心长方体A挂在弹簧测力计上,然后竖直浸入水中,当A有一半浸在水中时,弹簧测力计的读数为2N.(g取10N/kg)求:
第11题图
(1)此时,A物体受到的浮力为多少?
(2)物体A的体积是多少?
(3)当物体A浸没在水中时(容器中的水并未溢出),水对容器底的压强是多大?
12.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=
103kg/m3,g取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.
第12题图
13.如图甲所示,水平桌面上放置底面积为
80cm2,质量为400g的圆筒,筒内装有16cm深的某液体.弹簧测力计悬挂着底面积为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的关系如图乙所示(.
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的浮力是多
少?
(2)筒内液体密度是多少?
(3)圆柱体浸没并且未与圆筒底部接触时,
圆筒对桌面的压强是多少?
第13题图
14.小金学了浮力的知识后,想制造一台浮
力秤.他将一段密度为0.5×
103kg/m3,粗细均匀的木料,先进行不吸水处理,再将其竖立水中,如图所示.这段木料长为40cm,横截面积为0.1m2,其上表面可以作为秤盘(g取10N/kg),问:
第14题图
(1)质量为0的刻度线的位置在哪里?
(2)距离上表面10cm处的刻度对应的质量为多少?
15.如图所示,一个底面积为2m2的圆柱状
容器,装有适量的水.现将一个底面积为0.5m2、体积为5m3的物体A放入其中,物体A漂浮于水面上.当再给A物体施加一个竖直向下的大小不变的力F以后,A物体最终恰好浸没于水中静止,此时容器底部受到的压强增大了1×
104
Pa.则:
(1)A物体浸没水中静止时容器底部所受到的压力增大了多少?
(2)A浸没于水中时受到的浮力为多少?
(3)A物体受到的重力为多少?
(g=10
N/kg)
(4)从A物体漂浮水面到浸没水中静止过程中力F做了多少功?
第15题图
参考答案
1.解:
(1)满载时排水量:
m排=70000t=
7×
107kg
航母满载时受到的浮力:
F浮=G排=m排g=7×
107kg×
10N/kg=
108N
(2)水面下4m处海水产生的压强:
p=ρ海水gh=1.0×
103kg/m3×
10N/kg×
4m
=4×
104Pa(3)在水平甲板上,人对甲板的压力:
F=G=mg=60kg×
10N/kg=600N站立时与甲板的接触面积:
S=0.04m2双脚站立时对甲板的压强:
p
F600N
==
=1.5×
104Pa
S0.04m2
2.
(1)大于【解析】由图像乙可知在0~
0.2h内护卫舰的速度不断增大,是加速运动的,所以它的动力大于阻力.
解:
(2)护卫舰满载时底部受到的压强是:
p=ρ海水gh=1.02×
103kg/m3×
10N/kg×
5m=5.1×
护卫舰满载时受到的浮力是:
F浮=G排=m排g=4053×
103kg×
10N/kg
=4.053×
107N
护卫舰满载时船底受到的压力是:
F压=F浮=4.053×
(3)由P=W=Fs=Fv可得,护卫舰的动力
tt
是:
=
F=P
2.56×
10=7W
1
≈1.84×
106N
v50×
3.6
m/s
因为护卫舰匀速航行,受到的是平衡力,所以其受到的阻力和动力大小相等,故有f=F
=1.84×
3.
(1)变大【解析】栈道是漂浮在水面上的,浮力等于重力,在游客数量增加时,总的重力在增大,栈道受到的浮力也在增大.
(2)222500个浮体组成的栈道面积为
222500
S=×
1m2=55625m2
4
总共能承受的最大荷载为
M=55625m2×
350kg/m2=19468750kg
限制人数为
n=M×
10%=19468750kg×
10%=38
m
937.5
50kg
故可以承受游客的最多人数限制人数为为
38937(3)由
(2)可知,漂浮栈道与最大荷载的总重
力
G=2Mg=2×
19468750kg×
389375000N
根据物体的漂浮条件F浮=G得,F浮=389
375000N
依据阿基米德原理F浮=ρV排g
则V排=
F浮=
389375000N
=38
ρg1.0×
937.5m3
每一个浮体的体积为V=V排=
38937.5m3
=0.175m3
(4)这是由于栈道受力不均匀,受到压力较大的地方浮力也随着增大,因此浮体向下进入水中的体积增大以获得较大的浮力,栈道降低;
而受到压力较小的地方,浮力也较小,因此浮体上浮,栈道升高.这样栈道就起伏不平,犹如冲浪一般.
4.解:
(1)人对毛竹的压力为
F=G=mg=80kg×
10N/kg=800N
他对毛竹的压强p=F=800N=
2×
S400×
10-4m2
(2)人站在毛竹上毛竹受到的最大浮力为
F浮=ρ水V排g=1.0×
0.3m3×
10N/kg=3000N
人和物体毛竹的总重为
G总=m总g=(80kg+210kg)×
10N/kg=2
900N
因为F浮>
G总,所以他能实现水上漂行.
5.解:
(1)因为航空母舰漂浮,受到的浮力等于其排开水的重力,所以:
F浮=G排=m排g=67500×
=6.75×
(2)敌潜艇受到水的压强是:
p=ρgh=
10m=1×
105Pa
(3)将水雷和下面悬挂的物体当作一个整体,水雷悬浮时,它们受到的浮力等于其总重力,为:
F浮=G总=m总g=(100kg+31.25kg)×
10
N/kg=1312.5N
它们的总体积是:
V=V排=
F浮=
ρ水g
1312.5N
=0.13125m3
而下面悬挂的物体的体积是:
V1=m1=
ρ1
31.25kg
=0.00625m3
5×
103kg/m3
因此水雷的体积是:
V2=V-V1=0.13125m3-0.00625m3=0.125m3
故水雷的密度是:
ρ2=m2=100kg=
0.8×
V20.125m3
6.解:
(1)滑翔机受到的重力为G=mg=70
kg×
10N/kg=700N
(2)航行的速度为v=st
90m=1.5m/s
60s
(3)受到海水的压强为p=ρgh=1.0×
103
kg/m3×
500m=5.0×
106Pa
7.解:
(1)s=2700km=2.7×
106m,
v=0.5m/s×
36=18m/s,
由vs得:
t
6
t=s=2.7×
m=1.5×
105s
v18m/s
(2)在水面上航行时:
m排=9000t=9×
106
kg
F浮=G排=m排g=9×
106kg×
9×
最大深度h=350m时,
海水对它的压强p=ρ海水gh=1.03×
350m=3.605×
(3)根据二力平衡,由图像得:
F动=f=
30×
104N,
此时速度v′=0.5m/s×
20=10m/s,动力的功率P=F动v′=30×
104N×
m/s=3×
106W
8.解:
(1)水对容器底的压强p=ρgh=
0.2m=2×
103Pa,水对容器底的压力F=pS=2×
Pa×
0.01m2=20N;
(2)金属块受到的浮力F浮=ρ水gV排=
200×
10-6m3=2N;
受力分析:
金属块G=F+F浮=15.8N+2
N=17.8N;
金属块的密度ρ=m
V
=G=
gV
17.8N
=8.9×
103kg/m3;
10-6m3
(3)金属块完全浸没在水中后,容器对水平
地面的压强p=FS
=G水+G容+F浮=
S
40N+10N+2N=5.2×
103Pa
0.01m2
9.解:
(1)在江面上时圆柱体匀速下降,所以重力和拉力相等,由图可得:
G=F1=3×
N
重力的功率是:
P=Gv=3×
104N×
0.2m/s
=6×
103W
(2)圆柱体浸没在水中后,拉力F2=1×
N;
这时圆柱体受到的浮力是:
F浮=G-F2=
3×
104N-1×
104N=2×
104N
因为这时圆柱体浸没,所以圆柱体的体积
V物=V排=
F浮=
104N=
2m3
103kg/m3×
圆柱体的质量是:
m=G
=3×
10N=
103kg
圆柱体的密度ρ物=
1.5×
103kg/m3
g10N/kg
m=3×
103kg=
V物2m3
(3)由乙图可得,圆柱体下表面接触江面到刚好浸没的时间t=5s
圆柱体的高度是:
h=vt=0.2m/s×
5s=1
圆柱体的底面积是:
S=V物=2m3=2m2
h1m
江底对圆柱体的支持力:
FN=G-
F浮=3×
104N-2×
104N=1×
因为互相作用力大小相等,所以圆柱体对
江底压力为:
F′=F
=1×
NN
F′4
圆柱体对江底的压强是:
p=
N=1×
10N
=5×
S2m2
10.解:
(1)冰块受到的浮力F浮=ρ液gV排=
(1-1)×
10-4
m3=4.2N
(2)因为冰块漂浮在水面,则有F浮=G=mg,
则冰块与物体的总质量m=G=F浮=4.2N=
0.42kg=420g
gg10N/kg
冰块的质量m冰=m-m物=420g-60g=
360g
冰块的体积V冰=
m冰
ρ冰
=360g=
=400cm3
0.9g/cm3
则物体的体积V物=V-V冰=450cm3-400cm3=50cm3
物体的密度ρ物=
=1.2×
m物=
V物
60g
50cm3
=1.2g/cm3
(3)冰块熔化前排开水的体积V排水=(1-
1)V=(1-1)×
10-4m3=4.2×
10-4m3,
1515
熔化后排开水的体积V′排水=V熔化水+V物=
ρ水
360g-4
+V物=
1g/cm3
+50cm3=410cm3=4.1×
m3,水体积的变化量ΔV=V排水-V′排水=4.2×
-4m3-4.1×
10-4m3=1×
10-5m3
则液面变化的高度Δh=ΔV=
1×
=10-3m
100×
容器底部受到水的压强变化量Δp=ρgΔh
=1.0×
10-3m=10Pa
11.解:
(1)物体A的重力G=3N,所以此
时物体A受到的浮力F浮=G-F=3N-2N=1
(2)因为弹簧测力计的示数为2N,即物体A受到的浮力为1N时,物体A的刚好有一半的体积浸入水中,所以物体的体积:
A
即1V=
1N=
2
10-4m3
ρ液g
所以VA=2×
10-4m3=2×
(3)当物体A浸没在水中时,容器底受到的压力:
F=G水+F′浮=1kg×
10N/kg+ρ液gVA=
10N+1.0×
10-4m3=
10N+2N=12N
F12N
水对容器底的压强:
1200Pa
S100×
12.解:
(1)由于物体浸没在水中与容器底接触但对其无压力,且不考虑绳重和附在物体表面上水的重力,待液面稳定后对物体A进行受力分析可得:
物体A浸没在水中受到的浮力:
F浮=F1-
F2=15N-7.5N=7.5N
(2)物体A的质量为mAG=
F1=
15N
1.5kg
F浮
物体A的体积:
VA=V排=
7.5N
=7.5×
物体A的密度ρ=mA=1.5kg=
VA7.5×
(3)因为物体A的底面积SA为75cm2,所以
7.5×
物体A的高度:
hA=VA=
SA
75×
10-4m2
=0.1m=
10cm
由图乙可知:
V水=V总-VA=S容·
(hA+h)-VA=120cm2
×
(10cm+5cm)-750cm3=1050cm3
当物体A竖直向上移动8cm后,假设物体
A露出水面的高度为h′.
则A底面距容器底的距离应为8cm.如解图所示.
第12题解图
此时V水′=V总′-VA′=S容·
(8cm+10cm-h′)-
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