中考物理专题训练8浮力 计算题专版解析版.docx
- 文档编号:9833651
- 上传时间:2023-02-06
- 格式:DOCX
- 页数:16
- 大小:308.64KB
中考物理专题训练8浮力 计算题专版解析版.docx
《中考物理专题训练8浮力 计算题专版解析版.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《中考物理专题训练8浮力 计算题专版解析版.docx(16页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
中考物理专题训练8浮力计算题专版解析版
专题训练8浮力计算题专版(增加)
1、如图所示,重为2N的圆柱体竖直漂浮在水面上,其底面积S=50cm2,则圆柱体下表面所处的深度h= cm。
(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
解析:
因物体漂浮时受到的浮力等于其自身的重力,则圆柱体受到的浮力F浮=G=2N,由F浮=ρ液gV排可得,圆柱体排开水的体积V排=
=2×10-4m3,由V排=Sh浸可得,圆柱体下表面所处的深度h浸=
=0.04m=4cm。
2、如图所示,底面积S为100cm2的圆柱形容器放置在水平桌面上,容器中盛有重力G为5N的液体A。
当物块M漂浮在液体A中时,物块M排开液体的质量m为100g,液体A对容器底部的压强为p,已知物块M的体积V为125cm3,g取10N/kg。
求:
(1)物块M所受浮力F浮。
(2)物块M的密度ρ。
(3)容器底部所受压强p。
解析:
(1)物块M排开液体的重力G排=mg=0.1kg×10N/kg=1N,
由阿基米德原理可知,物块M所受浮力F浮=G排=1N。
(2)物块M漂浮在液体A中,则物块M的重力GM=F浮=1N,
所以物块M的密度ρ=
=0.8×103kg/m3=0.8g/cm3。
(3)圆柱形容器底部受到的压力F压=G+GM=5N+1N=6N,容器底面积S=100cm2=0.01m2,则容器底部所受压强p=
=600Pa。
3、如图所示,将一个棱长为10cm、重6N的正方体木块用细线系在底面积为400cm2的圆柱形容器的底部,当容器中倒入足够多的水使木块被浸没时,求:
(g取10N/kg)
(1)木块浸没在水中时受到的浮力。
(2)剪断细线后,木块处于静止时,木块露出水面的体积
解析:
(1)木块的体积V=l3=(0.1m)3=1.0×10-3m3,
木块浸没在水中时受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV
=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.0×10-3m3=10N。
(2)因为木块浸没在水中时受到的浮力大于木块的重力,所以
剪断细线后,木块会上浮直至漂浮在水面上,漂浮时所受浮力
F浮'=G=6N,
漂浮时排开水的体积V排=
=6×10-4m3,
则木块露出水面的体积V露=V-V排=1.0×10-3m3-6×10-4m3=4×10-4m3
4、如图所示,实心正方体铜块A重89N,其棱长为10cm,放置在水平桌面上的平底薄壁容器的底面积为0.02m2,内装100N的水。
现将实心铜块A通过细线挂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,铜块未接触容器底部)。
(g取10N/kg)
(1)若将铜块A静置于水平桌面上,它对水平桌面的压强是多少?
(2)当铜块A一半体积浸入水中时,弹簧测力计的示数是多少?
(3)铜块A完全浸没于水中与未放铜块A前相比,水对容器底
的压强增大了多少?
解析:
(1)铜块A的底面积S=l2=(0.1m)2=0.01m2,
铜块A放在水平桌面上时,对桌面的压力F=G=89N,
则铜块A对水平桌面的压强p=
=8.9×103Pa。
(2)由题意知,V排=
V=
l3=
×(0.1m)3=5×10-4m3,此时铜块A受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-4m3=5N,
由受力分析可知,此时弹簧测力计的示数为F拉=G-F浮=89N-5N=
84N。
(3)铜块A完全浸没于水中与未放铜块A前相比排开水的增加量ΔV=V=(0.1m)3=1×10-3m3,水的深度增加量Δh=
=
0.05m,水对容器底的压强增加量Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×
10N/kg×0.05m=500Pa。
5、有一底面积为200cm2的盛水薄壁容器内放有棱长为10cm的匀质正方体木块,木块漂浮在水面上,如图8-8甲所示。
若将铁块放在木块上,木块刚好全部浸没在水中,如图乙所示,此时容器内水面上升2cm。
求:
(g取10N/kg)
(1)木块全部浸没时,木块受到的浮力。
(2)铁块的质量。
(3)木块的密度。
解析:
(1)木块的体积V木=l3=(0.1m)3=0.001m3,
木块恰好浸没在水中时,排开水的体积V排=V木=0.001m3,
木块受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.001m3=10N。
(2)将铁块放在木块上,木块刚好全部浸没在水中,水面上升高度Δh=2cm,
则排开水的体积增加量ΔV排=S容Δh=200cm2×2cm=400cm3=4×10-4m3,
增加的浮力ΔF浮=ρ水gΔV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10-4m3=4N,
因为前后两次木块都处于平衡状态,所以铁块的重力G铁=ΔF浮=4N,
则铁块的质量m铁=
=0.4kg。
(3)木块和铁块整体漂浮在水面上,木块和铁块的总重力等于受到的总浮力,
所以木块的重力G木=F浮-G铁=10N-4N=6N,
木块的质量m木=
=0.6kg,
木块的密度ρ木=
=0.6×103kg/m3。
6、如图所示,一密度均匀、高为L的长方体物块漂浮在液体中,长方体物块静止时的露出液面的高度为h,已知它的底面积为S,液体密度为ρ,求:
(1)长方体物块受到的浮力。
(2)长方体物块的密度。
解析:
(1)由阿基米德原理可知,长方体物块受到的浮力F浮=ρgV排=ρgS(L-h)。
(2)由于物块漂浮,则有G=F浮,即ρ物gSL=ρgS(L-h),解得ρ物=
。
7、]如图所示,一边长为10cm的正方体物体浸没在液体中,上表面受到液体向下的压力F1=5N,下表面受到液体向上的压力F2=15N,g取10N/kg。
求:
(1)该正方体所受浮力的大小。
(2)液体的密度。
(3)物体下表面距离液面的深度。
解析:
(1)正方体受到的浮力F浮=F2-F1=15N-5N=10N。
(2)物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,
则V排=V=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10-3m3,
由F浮=ρgV排可得液体的密度ρ=
=
=1×103kg/m3。
(3)正方体下表面的面积S=L2=(10cm)2=100cm2=1×10-2m2,
液体对物体下表面的压强p=
=
=1.5×103Pa,
由p=ρgh可得,正方体下表面到液面的距离
h下=
=
=0.15m=15cm。
8、水平台面上的玻璃槽中装有适量的水,将一边长为20cm的正方体物块轻轻放入水中,待其静止,如图甲所示。
(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)求该物块的密度。
(2)如图乙所示,用力F竖直向上作用在物块的上表面,使物块露出水面的高度为10cm并保持静止,求此时力F的大小。
解析:
(1)正方体物块轻轻放入水中,当其静止时,处于漂浮状态,所以F浮=G物,
根据F浮=ρ水gV排、G=mg和ρ物=
可得ρ水gV排=ρ物gV物,
即1×103kg/m3×10N/kg×(0.2m)2×(0.2m-0.05m)=ρ物×10N/kg×(0.2m)3,
解得ρ物=0.75×103kg/m3。
(2)由图乙(或题)可知,图乙中物块浸入水中的体积为物块体积的一半,由阿基米德原理可知,此时物块受到的浮力为F浮'=ρ水gV排'=1×103kg/m3×10N/kg×(0.2m)2×0.1m=40N,
物块的重力为G=mg=ρ物gV物=0.75×103kg/m3×10N/kg×(0.2m)3=60N;
因物块保持静止,处于平衡状态,则物块受到的拉力为F=G-F浮'=60N-40N=20N。
9、有一质量为0.6kg的物块,用细线吊起将其浸在底面为100cm2的玻璃水槽中,静止时露出水面部分占其总体积的
(如图a所示)。
剪断细线后,物块沉入水槽底部(物块未与水槽底部密合),水面上涨2cm(如图b所示)。
已知水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg,玻璃水槽侧壁的厚度不计,求:
(1)细线对物块的拉力。
(2)物块的密度。
(3)剪断细线后,物块对玻璃水槽底部的压力。
解析:
(1)G=mg=0.6kg×10N/kg=6N,
物块露出水面部分的体积V1=S容Δh=100×10-4m2×2×10-2m=2×10-4m3,
物块的总体积V=
=
=5×10-4m3,
物体排开水的体积V2=V×
=5×10-4m3×
=3×10-4m3,
物块受到的浮力
=ρ水gV2=103kg/m3×10N/kg×3×10-4m3=3N,
细线对物块的拉力F=G-
=6N-3N=3N。
(2)物块的密度ρ=
=
=1.2×103kg/m3。
(3)剪断细线后,物块沉底,所受浮力F浮=ρ水gV=103kg/m3×10N/kg×5×10-4m3=5N,
物块受到玻璃水槽的支持力F支=G-F浮=6N-5N=1N;
物块对玻璃水槽底部的压力F压与F支为一对相互作用力,大小相等,则F压=F支=1N。
10、如图所示,圆柱形容器放在水平桌面上,现将质量为0.54kg的矩形铁块放在容器底部,缓缓向容器中注水,直到铁块刚好完全浸没在水中(此时铁块的底部与容器的底部不密合),经测量此时水深为5cm。
(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ铁=2.7×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)求铁块此时受到的浮力大小。
(2)求铁块此时对容器底部的压力。
(3)若圆柱形容器的底面积为铁块底面积的5倍,轻轻将铁块从水中取出,不考虑损失的水,求取出铁块后水对容器底部的压强大小。
解析:
(1)铁块体积V铁=
=
=2×10-4m3,
由于V排=V铁=2×10-4m3,
则F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×2×10-4m3×10N/kg=2N。
(2)由FN+F浮=G得铁块受到的支持力FN=G-F浮=mg-F浮=0.54kg×10N/kg-2N=3.4N。
因铁块对容器底部的压力F压与FN为一对相互作用力,二者大小相等,则F压=3.4N。
(3)取出铁块后容器中水面下降的深度为Δh,则有
S容Δh=V排,V排=V铁=S铁h,Δh=
=
×5cm=1cm,
取出铁块后容器中水的深度h1为h1=h-Δh=5cm-1cm=4cm=4×10-2m,
则p=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10-2m=400Pa。
11、如图甲所示,底面积为10-3m2的金属圆筒重2N,开口向上漂浮在水面上,这时有
的体积浸在水中;若向金属圆筒里倒入1.25×10-4m3的某种液体,水面恰好与金属圆筒口相平,如图乙所示。
求:
(ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)图乙中水对金属圆筒底部的压强。
(2)该液体的密度。
解析:
(1)图甲中金属圆筒漂浮,所以F浮=G筒=2N,
根据阿基米德原理得V排=
=
=2×10-4m3,
金属圆筒高h=
=
=0.3m,
图乙中水对金属圆筒底部的压强p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3×103Pa。
(2)图乙中某液体与金属圆筒总重为G总=F浮'=
F浮=
×2N=3N,则G液=G总-G筒=3N-2N=1N,
该液体的密度ρ液=
=
=800kg/m3。
12、如图所示,底面积为1dm2、高为20cm的圆柱形木块由一根不可伸缩的轻质细线与装有一定量水的圆柱形容器底部相连。
细线刚好伸直,此时木块浸入水中的深度为10cm。
(g取10N/kg)
(1)细线刚好伸直时(即细线的拉力为零),求木块底部受到的水的压强大小。
(2)求该木块的质量大小。
(3)如果向圆柱形容器中缓慢注水,当圆柱形木块浸入水中的深度增加8cm时,细线恰好被拉断,则细线所能承受的最大拉力是多少?
解析:
(1)由题意可知,木块底部受到水的压强为
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa。
(2)细线刚好伸直时,木块排开水的体积
V排=0.01m2×0.1m=10-3m3,
此时木块受到的浮力
F浮=ρ水gV排=103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N,
由题意可知,细线拉力为零,即木块漂浮,则有F浮=G木=m木g=10N,
则m木=
=
=1kg。
(3)向圆柱形容器中缓慢加水,圆柱形木块浸入水中的深度增加8cm,则木块排开水的体积V排'=0.01m2×0.18m=1.8×10-3m3,
则此时木块所受的浮力F浮'=ρ水gV排'=103kg/m3×10N/kg×1.8×10-3m3=18N,
此时,木块受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向下的细线的最大拉力,由于这三力平衡,
则有F浮'=G木+F拉大,即18N=10N+F拉大,解得F拉大=8N。
所以细线所能承受的最大拉力为8N。
13、如图所示,长方体物体A体积为3.6×10-3m3、底面积为90cm2,轻质弹簧的一端固定在容器底部,另一端与A连接,现向容器内注水,直到弹簧长度恰好为原长,此时物体A有
的体积浸在水中。
弹簧受到的拉力每增加0.1N,弹簧长度就伸长0.1cm。
已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
求:
(假设容器足够高)
(1)物体A的密度。
(2)缓慢向容器中注入水,当物体A刚好浸没在水中时,弹簧对物体A的拉力为多少。
(3)当物体A刚好浸没在水中时,水对容器底部的压强增大了多少。
解析:
(1)弹簧长度恰好为原长时,物体A排开水的体积
V排=
VA=
×3.6×10-3m3=2.7×10-3m3,
物体A受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.7×10-3m3=27N,
因此时物体A恰好处于漂浮状态,受到的浮力和自身的重力大小相等,
所以,物体A的重力GA=F浮=27N,
由G=mg可得,物体A的质量mA=
=
=2.7kg,
物体A的密度ρA=
=
=0.75×103kg/m3。
(2)当物体A刚好浸没在水中时,物体A排开水的体积V排'=VA=3.6×10-3m3,
物体A受到的浮力F浮'=ρ水gV排'=1.0×103kg/m3×10N/kg×3.6×10-3m3=36N,
因物体A受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力、弹簧对物体A竖直向下的拉力处于平衡状态,
所以,F浮'=GA+F拉,则F拉=F浮'-GA=36N-27N=9N。
(3)因弹簧受到的拉力每增加0.1N,弹簧长度就伸长0.1cm,
所以,弹簧的伸长量ΔL=
×9N=9cm=0.09m,
物体A浸入水中深度的增加量
Δh=
=
=
×
=
×
=0.1m,
当物体A刚好浸没在水中时,容器内水深度的增加量Δh'=ΔL+Δh=0.09m+0.1m=0.19m,
水对容器底部的压强增大了Δp=ρ水gΔh'=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.19m=1900Pa。
14、将一底面积为0.01m2的长方体木块用细线拴在一个空容器的底部,然后向容器中缓慢加水,直到木块上表面与液面相平,如图甲所示,在整个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化关系如图乙所示。
(g取10N/kg)求:
(1)木块的重力;
(2)木块所受到的最大浮力;
(3)细线对木块的最大拉力。
解析:
(1)由图象可知,木块刚刚漂浮时其底部受到水的压强为900Pa,
则木块的重力与水向上的压力(浮力)平衡,
所以,木块重力:
G=F向上=p向上S=900Pa×0.01m2=9N。
(2)根据图象可知,木块刚刚漂浮时,木块浸入水中的深度为L1=9cm;由于从9cm到16cm,木块一直漂浮,浸入水中的深度不变;当水面的高度为16cm时细线刚好张紧,线的拉力为零;直到木块上表面与液面相平,此时水面的高度为22cm。
所以木块的高度:
L=9cm+(22cm-16cm)=15cm=0.15m;
则木块的体积:
V木=S木L=0.01m2×0.15m=1.5×10-3m3,
木块全部淹没时受到的最大浮力:
F浮=ρ水gV排=ρ水gV木=1×103kg/m3×10N/kg×1.5×10-3m3=15N。
(3)木块上表面与液面相平时,木块受到的浮力最大,由力的平衡条件可得,细线对木块的最大拉力:
F拉=F浮-G=15N-9N=6N。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 中考物理专题训练8 浮力 计算题专版解析版 中考 物理 专题 训练 算题 专版 解析