浮力计算题知识讲解.docx
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浮力计算题知识讲解.docx
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浮力计算题知识讲解
浮力计算题
浮力练习
1、边长均为2cm实心正方体的木块和铁块,木块密度为0.6×103kg/m3.将它们放入水中,待其静止时,分别求出木块和铁块受到的浮力(g=10N/kg)
2、弹簧测力计下吊着一重为1.47N的石块,当石块全部浸入水中时,弹簧测力计的示数为0.98N。
求:
(1)石块受到的浮力;
(2)石块的体积;(3)石块的密度
3、如图所示,在空气中称木块重6N;当该木块的3/5体积浸入水中时,弹簧测力计的示数恰好为零.
求:
(1)木块的密度多大?
(2)若把木块从测力计上取下,并轻轻放入水里,那么在木块上加多大竖直向下的压力,才能使木块刚好全部浸入水中?
(g=10N/kg)
4、如图所示,边长为10cm的实心正方体木块,密度为0.6×103kg/m,静止在装有足量水的容器中,且上下底面与水面平行,求:
(1)木块的质量;
(2木块在水中所受浮力的大小;
(3)木块浸在水中的体积;
(4)水对木块下底面的压强。
(取g=10N/kg)
5、一个圆柱形物体悬浮在密度为1.2×103kg/m3的盐水中如图,已知圆柱体的横截面积是10cm2,长度为15cm,物体上表面到液面的距离为5cm,物体上、下表面受到的压力多大?
物体受到的浮力是多大?
(g=10N/kg)
6、一个体积为80cm3的物块,漂浮在水面上时,有36cm3的体积露出水面,试问:
(l)物块所受浮力为多少?
(2)物块的密度为多少?
(ρ水=1.0×1O3kg/m3,g=10N/kg)
7、在"抗洪抢险"中,几位同学找到了一张总体积为0.3m3质量分布均匀的长方体塑料泡膜床垫,将其放入水中时,床垫有1/5的体积浸没在水中,若g取10N/kg,求:
(1)此时床垫受到的浮力有多大?
(2)床垫的密度是多少?
(3)若被救的人的平均质量为50kg,要保证安全,该床垫上一次最多能承载多少个人?
8、一实心塑料块漂浮在水面上时,排开水的体积是300厘米3。
问:
塑料块的质量是多大?
当在塑料块上放置一个重为2牛的砝码后,塑料块刚好没入水中,问此时塑料块受到的浮力是多大?
塑料块的密度是多大?
(g=10牛/千克)
9、一个均匀的正方体木块,浮在水面上时有2/5的体积露出水面,若用10牛竖直向下的力压着木块,木块刚好能被淹没,求木块的质量是多少?
(g=10牛/千克)
10、将一重为2牛的金属圆筒容器,开口向上放入水中,圆筒有1/3的体积露出水面,如在圆筒内再装入100厘米3的某种液体后,金属圆筒有14/15的体积浸没在水中,(g=10N/kg)求:
(1)金属圆筒的容积为多少米3?
(筒壁厚度不计)
(2)金属圆筒内所装液体的密度为多少?
11、"曹冲称象"是家喻户晓的典故。
某校兴趣小组模仿这一现象,制作了一把"浮力秤"。
将厚底直筒形状的玻璃杯浸入水中,如图所示。
已知玻璃杯的质量为200g,底面积为30cm2,高度为15cm。
(水的密度ρ水=1×103kg/m3)求:
⑴将杯子开口向上竖直放入水中时(注:
水未进入杯内),杯子受到的浮力。
⑵此时杯子浸入水中的深度(即为该浮力秤的零刻度位置)。
⑶此浮力秤的最大称量(即量程)。
12、把一个外观体积为17.8cm3的空心铜球放入水中,它恰好处于悬浮状态,已知铜的密度是8.9×103kg/m3,g取10N/kg。
求:
(1)空心铜球的重力;
(2)铜球空心部分的体积。
13、一个空心球重60牛,它的空心部分占整个球体积的1/5.将它放入水中,露出水面的体积是整个体积的1/4.如果在它的中空部分装满某种液体,此球悬浮在水中(g=10N/kg)求:
(1)此球在水中漂浮和悬浮时,所受的浮力各是多少?
(2)球的空心部分所充液体的密度是多大?
14、如图所示将一个体积为1.0×10-3m3,重为6N的木球用细线系在底面积为500cm2的圆柱形容器的底部,当容器中倒入足够的水使木球被浸没时,(g取10N/kg)求:
(1)木球浸没在水中受到的浮力;
(2)细线对木球的拉力;
(3)剪断细线,木球处于静止时,木球露出水面的体积多大?
15、用绳系着一个浸没在水中的实心金属球,金属球的体积是2×10-3米3,绳能承受的最大拉力是155牛,将金属球慢慢向上提起,金属球露出水面体积多大时,绳会断。
(水的阻力不计,ρ金属=8×103千克/米3,g=10牛/千克)
16、考古工作者要打捞沉在河底的一块古代石碑,他们先潜入水下清理石碑周围的淤泥,然后在石碑上绑一条绳子,拉动绳子提起石碑。
如果石碑的质量为80kg,在水中匀速提起时所需拉力为480N,求石碑在水中受到的浮力和石碑的密度。
(设河水的密度为1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
17、如图,物体A的体积VA=20厘米3,B的体积VB=10厘米3,用细绳连接后放在水里平衡时,绳上受到的拉力F拉=0.17牛。
求:
(1)物体A的密度.
(2)物体B的密度.
18、一边长为10cm的正方体石蜡块,质量是900g.求:
⑴石蜡块的密度;
⑵将石蜡块放在水平桌面中央,桌面受到的压强(g取10N/kg)
⑶将石蜡块浸没在酒精中,石蜡块受到的浮力(ρ酒精=0.8×103kg/m3)
19、如图,水面上漂浮一个木块,在木块上放一个M=4kg的物体,木块正好全部没入水中,若在木块下挂一个密度为5×103kg/m3的合金块m,木块悬浮在水中,求合金块的质量.
20、小亮在学习了"浮力"之后,做了一个观察鸡蛋悬浮的实验,共主要操作步骤如下:
先在水平桌面上放置一个底面积为100cm2的圆筒形容器(厚度可忽略),向容器中注入10cm深的水,再取一个鸡蛋,称得其质量为55g,将它轻轻放入水中,发现鸡蛋沉至容器底部,此时测得水面升高了5cm,然后,向容器中加食盐并不停发搅动,直到鸡蛋恰好悬浮起来为止,请计算:
(1)容器中示放入鸡蛋时,水对容器底部的压强是多大(g=10N/kg)
(2)当鸡蛋悬浮起来时,盐水的密度是多少?
21、一个实心正方体,体积为1.2×10-3米3,重10牛.用细绳吊着浸入盛水的容器中,有1/3的体积露出水面,此时容器中水面的高度为30厘米(如图).求:
(1)物体受到的浮力;
(2)水对容器底部的压强;(3)绳子的拉力;(4)剪断绳子后,物体最终是沉在水底、悬浮在水中还是漂浮在水面?
(g取10N/kg)
22、如图所示,将一块重为3N,体积为100cm3的石块,用细线系着浸没在装有水的圆柱形容器中,容器中水的深度由10cm上升到12cm.(容器的重力和容器壁的厚度忽略不计,g=10N/kg).求:
(1)石块所受浮力;
(2)容器中水的重力;
(3)细线松动,石块沉到容器底静止后,容器对水平地面的压强.
23、在底面积为100厘米2的圆柱形容器中(容器质量不计)装有10厘米深的水,今把密度为0.8×103千克/米3,边长为5厘米的正方体物块投放到该容器中(g=10牛/千克)
求:
(1)物块露出水面的高度,
(2)容器底所受水的压强.
24、底面积为100厘米2的圆柱形容器内装有适量的液体将其竖直放置在水平桌面上,把木块A放入容器内的液体中静止时,木块A有五分之一的体积露出液面,此时液体的深度为20厘米,如果在木块A上放一个金属块B,木块A恰好没入液面。
已知木块A的体积是250厘米3,质量为160克,(g=10牛/千克)
求:
(1)金属块B受到的重力?
(2)木块A恰好没入液面时液体对容器底的压强.
25、)如图所示,一圆柱形容器,底面积为100cm2,内装有20cm深的水.现把一质量为120g,密度为0.6×103kg/m3的木块放入水中,水未溢出杯外(计算时ρ水取1.0×103kg/m3,ρ铁取8.0×103kg/m3,g取10N/kg.)求:
(1)静止后木块浸入水中的体积.
(2)若把木块缓慢地刚好全部压入水中(水未溢出),此时水对容器底的压强为多大?
(3)若在木块上放一铁块,使他们不沉入水底,铁块的最大质量是多少?
26、一底面积为20cm2的圆柱形容器,其底部竖放一高为10cm、截面积为15cm2的圆柱体木块,然后慢慢地向容器中注入水.问当注入多少千克的水时,木块对容器底部的压力恰好为零.(ρ木=0.8×103kg/m3、g=10N/kg)
27、潜艇是海军的一种重要装备。
某潜艇水下排水量是1500吨,艇内净空间40米3,
艇上有官兵30人。
当该潜艇潜入海面下100米时,求:
(1)潜艇受到海水的压强多大(海水密度1.03
103千克/米3)?
(2)潜艇受到的浮力多大?
28、、小刚自制了一个泡沫救生圈。
其质量为8kg,体积为0.06m3。
求:
①救生圈漂浮在
水面上时,它所受的浮力为多大?
②当小刚躺到救生圈上面时,救生圈刚好完全
浸没在水中,则小刚的重力是多少?
(g=10N/kg)
29、为了测量某石块的密度,实验中学
物理兴趣活动小组的同学利用一只
小玻璃杯、一个量筒和适量的水做
了如下实验:
(1)在量筒内倒入60cm3的水;
(2)将小玻璃杯开口向上漂浮在量筒
内的水面上,此时水面与84cm3刻线
相平;
(3)将石块放人小玻璃杯中,让小玻璃杯漂浮在量筒内的水面上,此时水面与100cm3刻线相平;
(4)取出小玻璃杯,将石块沉没在量筒内的水中,此时水面与64cm3刻线相平。
根据以上数据可知,小玻璃杯的质量为___kg;石块的体积是__m3;石块的密度是kg/m3。
30、一个不规则的实心物体,质量55g,放入装满纯水的烧杯中,沉入底部,排开0.5N的水。
然后向烧杯中加盐并搅拌,直到物体悬浮为止。
g=10N/kg)求:
(1)物体在纯水中所受的浮力;
(2)物体的体积:
(3)物体悬浮时盐水的密度。
31、在抗震救灾中,某舟桥部队利用冲锋舟为灾区开辟了水上生命线(如图20所示),人们乘坐的冲锋舟满载时排开水的体积是1.5m3,冲锋舟自重为0.6×104N,假设每人的平均质量为60Kg。
求:
(1)冲锋舟满载时所受的浮力是多少?
(2)为保证安全,这条冲锋舟最多能承载多少人?
(3)冲锋舟底部0.5m深处所受水的压强多大?
(水的密度为1×103Kg/m3,g=19N/Kg)
32、一艘轮船满载时的排水量是7500t,轮船受到的浮力是 N;满载时轮船排开水的体积是 m3。
在水面下3m深处,水对船体的压强是 Pa(轮船的排水量是指轮船排开水的质量)
33、一条油轮在长江中航行时,排开水的体积是300m3,油轮受到的浮力为________N.在码头卸下了100m3的燃油,卸下燃油的质量为_________kg,油轮排开水的体积变为__________m3(燃油密度为0.8×103kg/m3,g取10N/kg).
34、欢欢利用小试管、螺母和细线制成一个“土密度计”,用如图所示的方法测量液体的密度。
“土密度计”在酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3)中静止时露出液面的高度为3cm;“土密度计”在硫酸铜溶液中静止时露出液面的高度为3.8cm。
则此硫酸铜溶液的密度为 kg/m3。
35、把重5N、密度为0.9×103kg/m3的实心物体投入水中.当物体静止时,物体处于
状态(填“漂浮"、“悬浮”或“沉在水底"),物体所受的浮力是 N,物体排开的水重是 N。
36、小芳在一端封闭的均匀圆玻璃管中装入适量的小铅丸,制成一支密度计.密度计能在液体中竖直漂浮,如图24所示,根据它在液体中浸没的深度得知这种液体的密度.小芳的设计和制作过程如下:
a.根据阿基米德原理及物体漂浮条件,推导出密度计在纯水中浸没的深度h的表达式.
b.根据h的表达式,测量这支密度计自身的某些物理量,算出密度计在纯水中浸没的深度,在管上画上纯水的密度值线A(如图25).
c.把密度计放入纯水中,验证刻度线A的位置是否准确
请你根据上述的内容完成下列问题:
(1)设纯水密度为ρ,装了铅丸的玻璃管总质量为m,玻璃管底面直径为d.请用本题的物理量符号表示步骤a中的表达式h=________(可能用到的数学公式:
圆柱体体积V=Sh,圆的面积
)
(2)若纯水密度已知,请你写出b步骤中所需用的测量仪器及对应测量的物理量.
(3)步骤c中,若水面在刻度线A以上,请你简要写出一种校准的方法.
(4)若把校准后的密度计放在密度为0.8×103kg/m3的酒精中,液面的位置在纯水密度值刻度线上方还是下方?
为什么?
37、“郑和七下西洋”是我国古代航海史上的一项壮举。
据史料记载:
郑和宝船上有九道桅、十二面帆、吃水深度4.4m,排水量达7×103t(排水量为满载时船排开水的质量),这在当时极为罕见。
请计算:
⑴在海面下3m深处,海水对该该船体产生的压强。
⑵满载时,郑和宝船所受的浮力。
(ρ海水=1.03×103kg/m3,g=10N/kg)
38、如图所示,将边长是10cm的实心立方体木块轻轻放入盛满水的大水槽内。
待木块静止时,从水槽中溢出了550g水,g取10N/kg,求:
(1)木块静止时受到的浮力大小;
(2)术块的密度;(3)木块静士时下表面受到的水的压强大小。
39、如图18,在托盘台秤上放有一个装水的烧杯,一个质量m=900g、
体积V=200cm3的实心物体被用细线吊着浸在水中。
(g=10N/kg)
(1)计算物体受到的浮力,写出计算过程。
(2)此时托盘台秤的示数等于哪几个力的大小之和?
。
40、某人用一根绳子系住水中的一个物体,试图将这个物体打捞出水。
若物体的密度为3×103kg/m3,体积为10dm3,g取10N/kg。
求:
(1)要将物体提出水面,所用的绳子至少应能承受多大的拉力。
(2)在从水中向上提升物体的过程中,绳子承受的最小拉力是多大。
41、一金属块在空气中受到的重力为39N,把它全部浸没在水中称时(金属块未接触底面),弹簧测力计读数为34N。
求(g取10N/kg)
(1)该金属块受到水对它的浮力;
(2)该金属块的体积;(3)该金属块的密度。
42.图7是某水上打捞船起吊装置结构示意简图。
某次打捞作业中,该船将沉没于水下深处的一只密封货箱打捞出水面,已知该货箱体积为50m3,质量是200t。
(1)货箱完全浸没在水中时受到的浮力是多少?
(2)货箱完全出水后,又被匀速吊起1m,已知此时钢缆拉力F为1×105N,则在此过程中拉力F所做的功是多少?
起吊装置的滑轮组机械效率是多少?
(3)若货箱从刚露出水面到完全出水的过程中是被匀速提升的,请分析在此过程中,货箱所受浮力和滑轮组机械效率的变化情况。
(不考虑风浪、水流等的影响。
)
(04第十四届复)五、(16分)图3甲是使用汽车打捞水下重物的示意图,汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物,在整个打捞过程中,汽车以恒定的速度v=0.2m/s向右运动。
图3乙是此过程中汽车拉动重物的功率P随时间t变化的图像。
设t=0时汽车开始提升重物,忽略水的阻力和滑轮的摩擦,g取10N/kg。
求:
(1)圆柱形重物的质量;
(2)圆柱形重物的密度;
(3)打捞前,圆柱形重物上表面所收的水的压力。
答案:
(1)由公式P=W/t=Fs/t=Fv,故汽车在AB段对重物的拉力为F1=700W/0.2m/s=3 500N
同理,汽车在CD段对重物的拉力为F3=4000N.
整个重物打捞过程应该分为三个阶段:
第一阶段,将重物从水底拉至上表面刚好接触水面。
这一过程,G不变,F浮不变,F1不变,且有G=F浮+F1 ①对应图3乙AB段
第二阶段,将重物拉出水面的过程。
这一过程中,G不变,F浮变小直至为0,故拉力F越来越大,对应图3乙BC段。
第三阶段,重物刚好全部拉出水面,以后继续向上拉的过程。
这一过程中,G不变,F3与重力G相等,G=F3 ②对应图3乙CD段。
因为G=F3 =4 000N,所以m=G/g=4 000N/10N/kg=400kg
(2)由① ②知F浮= G-F1 = F3 -F1 =500N
因为F浮=ρ水gV排=ρ水gV物
所以V物=5×10-2m3 ρ物=m/V物=400kg/5×10-2m3=8×103kg/ m3
(3)由图3乙的BC段可知,打捞的重物从上表面接触水面到刚好整个物体全部出水,历时
60 s?
D50s=10s,上升速度为0.2m/s,所以物体高h=10s×0.2m/s=2m所以,
物体上、下表面积为S= m/V物=5×10-2m3/2m=2.5×10-2m2
又由图3乙AB段可知,物体从水底上升到上表面刚好接触水面历时50s,上升高度H=50s×0.2m/s=10m
故物体沉在水底时上表面离水面10m,水对物体上表面产生的压力为
F压=pS=ρ水gHS=1.0×103×10×10×2.5×10-2N=2.5×103N
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