压强与浮力综合计算题一.docx

压强与浮力综合计算题一.docx

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压强与浮力综合计算题一

压强与浮力综合计算题〔一〕

1、如下图，放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重6N，底面积100cm2，弹簧测力计的挂钩上挂着重为27N的金属块，现将金属块浸没水中，容器内水面由20cm上升到30cm〔g=10N/kg〕．求：

〔1〕金属块未放入水中时〔如下图〕，容器底部受到的水的压强：

〔2〕金属块的密度；

〔3〕金属块浸没水中静止后弹簧测力计的示数；

〔4〕金属块浸没水中后〔未于底部接触〕，容器对桌面的压强．

2、如图14所示，一个重为6牛、容积为V容的圆柱形容器放在水平地面上，容器的底面积S为2×10-2米2。

①求该容器对水平地面的压强p地面。

②假设在该容器中倒入体积为V水的水后，求水面下0.1米深处水的压强p水。

③假设将一个体积为V物的金属物块浸没在水中后，讨论水对容器底部压强增加量的变化范围。

〔要求：

讨论中涉及的物理量均用字母表示〕

3、如图18，密度为0.6×103kg/m3、体积为10-3m3的正方体木块，用一条质量可忽略不计的细绳系住，绳的两端分别系于木块底部中心和容器底部中心。

细绳对木块的最大拉力为3N。

容器内有一定量的水，木块处于漂浮状态，但细绳仍然松软，对木块没有拉力。

容器的底面积为0.03m2。

求：

〔1〕此时木块受到的浮力？

〔2〕当向容器中注水，直到细绳对木块的拉力到达最大值，在细绳断裂前的一瞬间停止注水，则此时木块浸入水中的体积为多大？

4、某教师用“试管爬升”实验验证大气压的存在，其做法如下：

取两个直径相差很小的平底试管，将细试管底部插入装满水的粗试管内，再将两试管迅速倒置〔保持竖直〕，会看到细试管慢慢“爬进”粗试管里，如图23所示，细试管能否在粗试管内竖直向上“爬升”，取决于开始时插入粗试管的深度，如果插入过浅细试管就不能自动上升。

假设细试管的重为G，外直径为d，水的密度为ρ0，大气压强为p0,请你通过推导计算，答复以下问题：

〔1〕细试管在“爬升”时，受到大气对它竖直向上的压力是多少？

〔2〕细试管开始插入的深度h0满足什么条件时，它刚好可以向上“爬升”。

5、仁爱礁是我国的固有领土，隶属我国海南省三沙市，中国公务船只定期在那里巡视，如图14所示是我国一艘装备精良的现代化综合公务船.

     〔1〕该船以20km/h的速度匀速航行了5h,则航行的距离是多少？

     〔2〕假设该船的声呐探头距海面深度为10m，则该声呐探头受到海水的压强是多少？

〔3〕该船满载时排水量为5x106kg，则船受到的重力和浮力各为多少？

          〔海水密度为1.03x103kg/m3，g取10N/kg〕

6、体积为

米

的金属块浸没在水面下0.1米处中．求：

〔1〕水面下0.1米处，水产生的压强；

〔2〕该金属块所受到水的浮力

．

7、如图9所示，轻质圆柱形容器甲、乙置于水平地面上，甲盛有质量为m的水、乙盛有质量为3m的酒精，甲、乙的底面积分别为3S、5S。

〔ρ酒精＝0.8×103千克/米3〕

①求甲容器中质量为2千克水的体积V水。

②求乙容器中，0.1米深处酒精的压强p酒精。

③为使容器甲、乙对水平地面的压力相等，且两容器内液体对各自容器底部的压强相等，需将一实心物体A浸没于某一液体中〔此液体无溢出〕，求物

体A的质量mA与密度ρA。

8、据报道，我市某水库底是一座旧城遗址，目前正在进行试探性开掘和打捞，某次试探性打捞作业时，用绳子将实心物体从水面下12m深处沿竖直方向匀速提升到离水面1.5m深处的过程中所用时间为42s，拉力F做功的功率为90W。

当物体被拉到有4/5的体积露出水面时，让其静止，此时绳子的拉力F′=520N。

不计绳子的重力和水的阻力。

〔水的密度为ρ0=1×103kg/m3,g=10N/kg〕

求：

〔1〕物体从水面下12m深处匀速上升到离水面1.5m深处的过程中，物体匀速运动的速度v；

〔2〕物体在水面下方匀速上升过程中绳子的拉力F；

〔3〕物体浸没在水下时受的浮力F浮；

〔4〕物体的密度ρ物。

9、如图是高压锅的示意图，锅盖上有一个空心柱为放气孔，空心柱上戴着的一个帽子为限压阀，当高压锅内的气体压强超出了安全值时，锅内的气体就会冲开限压阀，气体跑出一部分，使锅内气体的压强减小，现有一个直径为24cm，空心柱放气孔的横截面积为10mm2，限压阀的质量为100g的高压锅，要用它来煮饭，假设当时的大气压为105Pa。

请问：

〔1〕此高压锅内的气体能到达的最大压强为多少？

〔2〕经商品质量检测部门检测，此高压锅内气体的最大压强不能超过1.8×105Pa，要使此高压锅能继续安全使用，原来的限压阀还能使用吗？

假设不能，应该再配备一个质量为多大的限压阀？

10、密度是0.6×103kg/m3的木块，体积是4米3，当它浮在水面上时，求：

〔1〕木块重力；〔2〕木块受到的浮力；〔3〕木块排开水的体积；〔4〕木块露出水面的体积。

11、电动自行车以其环保、快捷、轻便的优势，成为家庭常用的交通工具．如下图的这辆电动自行车自身重力为600N，在水平公路上匀速直线行驶了4.8千米用了10分钟，行驶时受到的阻力是40N．

〔1〕求该车在这段时间内行驶的速度是多少米/秒？

牵引力做功是多少？

〔2〕假设该车每个车轮与地面的接触面积为0.01m2，车胎能承受的最大压强为2×105Pa，求该车的最大载重量是多少牛？

12、如下图，放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重6N，底面积100cm2，弹簧测力计的挂钩上挂着重为27N的金属块，现将金属块浸没水中，容器内水面由20cm上升到30cm〔g=10N/kg〕．求：

〔1〕金属块未放入水中时〔如下图〕，容器底部受到的水的压强：

〔2〕金属块的密度；

〔3〕金属块浸没水中静止后弹簧测力计的示数；

〔4〕金属块浸没水中后〔未于底部接触〕，容器对桌面的压强．

13、学习上的“木桶理论”告诉我们：

一只木桶能装多少水，并不取决于桶壁上最长的那块木板，而恰恰取决于桶壁上最短的那块。

如下图，已知桶壁上最长的木板长为0.5m，最短的木板长为0.2m，桶底内部底面积为4×10－2㎡。

〔g取10N/kg〕

〔1〕假设空桶的质量为2Kg，则桶对水平地面的压强为多少Pa？

〔2〕当桶装足够多的水时，桶底受到水的压强约为多少Pa？

〔3〕桶底受到水的压力约为多少N？

14、学完“浮力”知识后，小芳同学进行了相关的实践活动。

〔ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/

kg.〕

（1）她选取一质量为750g、体积为1250cm3长方体木块，让它漂浮

在水面上，如图甲所示。

求木块受到的浮力。

〔2〕取来规格相同由合金材料制成

的螺母假设

干，每只螺母质量为50g，将螺母逐个放置在漂浮的木块上。

问：

放多少只螺母时，木块刚好浸没在水中？

〔3〕她又用弹簧测力计、一只螺母做了如图乙所示的实验，弹簧测力计静止时的示数为0.4N。

求合金材料的密度。

15、如下图，“远征号”潜水艇从长江某基地驶向东海执行任务.该潜水艇设计体积约为Vm3，自身质量为mt.当它在东海某位置海面下hm深度处潜伏时.求：

〔已知海水的密度为ρ㎏/m3，g=10N/kg；不考虑潜水艇体积变化〕

〔1〕它所受到的浮力F浮；

〔2〕潜水艇壳体受到海水的压强p.

16、“五·一”期间，宪宪从上海世博会丹麦馆带回一个“小美人鱼”工艺品，他想知道这个工艺品的密度，于是进行了实验.请你根据以下图所示的实验数据推算：

17、汽车是我们熟悉的交通工具，汽车中应用了许多物理知识，请你运用所学的物理知识解答以下问题：

〔1〕载重汽车都安装了较多的车轮，其目的是　通过增大受力面积的方法减小对路面的压强，从而保护路面　．

〔2〕公路上常有“雨天路滑，小心慢行”的警告牌警示司机，对这句话你是如何理解的？

〔3〕据报道因车辆超载损坏公路，每年给我国造成的经济损失高达300亿元，国家规定，载重车辆的轮胎，对地面的压强应控制在7×105Pa以内，有一辆质量为2000千克的汽车，如果车轮与路面的接触面积总共为0.12m2．请你计算该汽车允许装载的货物的最大质量是多少千克？

〔g取10N/kg〕

18、如下图，A、B是两个完全相同的薄壁柱形金属容器，质量为0.5千克，底面积为0.01米2，容器高50厘米，分别装有2.0×10﹣3米3的水和3.0×10﹣3米3的酒精，置于水平桌面上〔ρ酒精=

0.8×103千克/米3，g=10牛/千克〕。

求：

①水的质量。

②A容器对水平桌面的压强。

③请判断：

当两个容器中的液体在增大同一深度△h后，容器中的液体对底部的压强能否到达p水＞p酒精？

请通过计算说明理由。

19、某氢气球的体积为500米3，空气的密度为1.29千克/米3，求氢气球在空气中所受的浮力大小。

20、   一木块体积为100cm3，密度为0.6×103kg/m3，，求：

〔1〕当用手把它全部按入水中时，木块受到浮力多大？

〔2〕松手后，木块上浮直至漂浮在水面上静止时，露出水面的体积有多大？

〔3〕木块漂浮时受到的浮力为多大？

21、潜水艇的体积为100m3，质量为6×104kg。

如果使它悬浮在海中某处，它的上外表距海面20m。

已知海水的密度为1.03×103kg/m3，g取10N/kg。

求：

〔1〕它上外表受到海水的压强大小；

〔2〕此时水舱中充入海水的质量。

22、用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体，圆柱体的底面刚好与水面接触（未浸入水）如图甲所示，然后将其逐渐浸入水中，如图乙是弹簧测力计示数F随圆柱体逐渐浸入水中深度h的变化情况图，g取10N／kg。

求：

（1）圆柱体受到的最大浮力；

（2）圆柱体刚浸没水时下外表受到的液体压强；

（3）圆柱体的密度。

23、云南省已连续三年多遭受旱灾，为保证灾区某校师生用水，政府派出抗旱送水车送水。

如果一辆送水空车质量6t，水罐容积5m3.装满水后，车轮与地面的总接触面积为0.5m2。

学校距取水处12km，汽车匀速行驶20min到达学校。

〔ρ水=1.0×103kg/m3〕

      问：

〔1〕汽车匀速行驶时的速度是多少？

〔2〕该车最多能装多少kg的水？

〔3〕装满水时，车队地面的压强为多少Pa？

24、如下图，将体积为0.001m3的正方体木块，放入盛有水的水槽内。

待木块静止时，其下外表距水面0.06m，已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,求：

（1）木块下外表受到水的压强大小；

（2）木块受到的浮力大小；

（3）木块的密度大小。

25、为响应重庆市政府”创模”号召,干净卫生,节能减排,学校物理兴趣小组的同学们结合本校实际情况进行调查,细心的同学们发现洗碗槽处容易堆积食物残渣,如久不冲刷就极易引起下水管道的堵塞,于是设计了一个自动拔塞的冲水桶安装在洗碗槽前方,如图6所示,已知桶深55cm,当进水管在桶中注入的水深在桶沿下5cm时,浮子A会自动拉起薄片B进行冲水,已知浮子A是一个密度为0.5×103kg/m3，边长为10cm正方体泡沫块,薄片B的质量为0.2kg,面积

为5cm2且厚度不计,求

〔1〕浮子A的重力是多少N?

〔2〕桶底受到的最大压强是多少Pa?

〔3〕此时浮子A与薄片B间的细绳的长度是多少cm?

26、如图5所示，一重为10N的容器放在水平桌面上，容器内盛有质量为2kg的水，容器的底面积为1×10-2m2，弹簧测力计的挂钩上挂着一重为12N，体积为400cm3的物块，现将物块浸没于水中，容器内水面由15cm上升到18cm，求：

（1）物块放入水中前，容器底受到的水的压力？

（2）物块放入水中后，弹簧测力计的读数？

（3）物块放入水中后，容器对桌面的压强？

27、如下图，水平桌面的中央放着一个重为19.6牛的平底鱼缸，容积为6×10﹣3米3，其底面积为245厘米2，鱼缸内装有0.1米深的水，水的质量为5.5千克．

求：

〔1〕鱼缸底部受到水的压强．

〔2〕鱼缸对桌面产生的压强．

〔3〕将质量为1千克的假山浸没在鱼

缸内，水面刚好和鱼缸口相平〔水没有溢出〕，求假山的体积和密度．

28、乘坐羊皮筏在水流湍急的黄河漂流是一项惊险的活动。

羊皮筏由多具充气的

羊皮捆绑在支架上做成，如图甲。

甲中羊皮筏总重为500N，平均每具羊皮最多排开水0.05m3.乙图是游客乘坐在甲图羊皮筏上漂流的情景。

设人的平均体重为700N，g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3.求：

〔1〕乙图中羊皮筏排开水的体积为多少？

〔2〕该羊皮筏最多能承载多少人？

29、如图a所示，某建筑工地上有边长为0.1m的立方体A重6N，放在水平地面上。

图b中有一柱状容器放在水平地面上〔不计自重〕，内装5kg的水，容底面积为200cm2。

（g取10N／kg） 求:

（1）立方体A对水平地面的压强多大?

（2）假设把立方体A放入如图b所示盛水的容器中，那么最终A静止时会处于什么状态？

并求立方体A静止时所受的浮力?

（3）除以上2个问题外，请你再提出一个问题，并解答．

30、在上海世博会丹麦馆的中心，端坐着丹麦的国宝——“小美人鱼”铜像，它是丹麦雕塑家埃里克森根据安徒生童话《海的女儿》中女主人公的形象，于1913年浇铸而成的。

铜像高1.25m，质量为175kg，连同基石总质量约为600kg。

97年来，雕像一直静静地坐在哥本哈根长堤公园的海边，没离开过自己的故乡。

为了让“小美人鱼”在上海的这段时期不感到寂寞，设计团

队完全按照“小美人鱼”所在的朗格宁海湾的海水“配方”，在水中添加盐、微量元素等，向池中注入了1000m3的高仿真海水。

这使得游客在欣赏中感受北欧海滨风情的同时，还可以在池水中游泳嬉戏。

〔1〕      “小美人鱼”铜像被吊起时〔如图14所示〕，每根吊绳所承受的拉力大约为多少牛？

〔g取10N/kg〕

〔2〕      假设要得到密度为1.03×103kg/m3的高仿真海水，需要向1000m3的纯水中加入多少千克的盐

？

〔加盐前后，体积的变化忽略不计〕

31、“蛟龙号”载人潜水器实现5000m级水深的突破，说明了中国有能力到达占全球面积70%的海洋深处进行探索。

如图18所示，它的长、宽、高分别是8.2m、3.0m与3.4m。

当“蛟龙号”载人潜水器下潜到6000m深度时，总质量22t。

〔ρ海水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg〕求：

⑴此时受到的海水对它的压强是多少？

⑵“蛟龙号”上一面积为50cm2的观测窗口，此时承受的压力是多少?

⑶“蛟龙号”载人潜水器潜在水下6000m处受到的浮力是多少？

[来@^

⑷“蛟龙号”载人潜水器是怎样实现下潜和上浮的？

32、如图13所示，放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重4N，底面积100cm2，用细线挂着重为10N的物块，物块的体积是400cm3，现将物块浸没水中，容器内水面上升到20cm．求：

〔1〕物块的密度是多少?

（2）如图13所示物块放入水中后，容器底受到的水的压强是多少Pa？

〔3〕物块浸没后受到的浮力是多少N？

〔4〕物块进入水中如图13所示时，容器对水平支撑面的压强

是多少Pa？

33、如图17甲所示，实心均匀正方体A、B放置在水平地面上，受到的重力均为60N；A的边长为0.1m，B的边长为0.2m；正方体A的密度为6×103kg/m3〔已知：

水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg〕求：

〔1〕求正方体A对水平地面的压强；

〔2〕假设一个正方体平放，另一个叠放在它上面后，水平地面受到的压强最大，在图17乙的方框内画出它们叠放的示意图；

〔3〕正方体A、B的密度之比

〔4〕用手将正方体B浸没在大鱼缸的水中，试通过计算分析：

放手后，B最终静止的状态是漂浮、悬浮还是沉底？

34、浮在水面上的木块，它浸入水中部分体积是50cm3,它受到的浮力多大？

它的质量是多少Kg？

〔g=10N/kg〕

35、图是某车站厕所的自动冲水装置，圆柱体浮筒A的底面积为400cm2，高为0.2m，盖片B的面积为60cm2〔盖片B的质量，厚度不计〕。

连接AB是长为0.3m，体积和质量都不计的硬杆。

当流进水箱的水刚好浸没浮筒A时，盖片B被撇开，水通过排水管流出冲洗厕所。

〔已知水

的密度为1×103kg/m3,g=10N/kg〕。

请解答以下问题：

〔1〕当水箱的水刚好浸没浮筒A时，水对盖片B的压力是多少？

〔2〕浮筒A的重力是多少？

〔3〕水箱中水多深时盖片B又自动关上？

36、水平茶几的中央放着一个盛水的圆柱形平底玻璃杯．用刻度尺测得水深是10cm，玻璃杯的底面积为5.0×10﹣3m2〔g取10N/kg〕。

〔1〕求水对杯底的压力和压强；〔2〕将一健身球轻轻放入杯中，发现水面上升了2.2cm，且未溢出．求健身球受到的浮力．

37、如下图，是中国MBT2000型主战坦克，是中国北方工业公司（NORINCO）研制、生产的面向21世纪的新一代主战坦克.该坦克具有潜渡能力，战车全重约50吨，高约2.5米.假设每条履带与地面的接触面积2m2，请解答以下问题：

（g=10N/Kg）

〔1〕该坦克在水平路面上行驶时，对地面的压强为多大？

〔2〕假设坦克在深为5m的河流中潜渡时，坦克对水平河床的压力为105N，则该坦克的体积为多大？

〔3〕坦克在该河流中潜渡时，在坦克顶部面积为0.8m2的舱门受到水的压力为多大？

38、小强同学有一金属块，他想知道它的重力和密度.他手中只有一只量程较小的弹簧测力计，当他用弹簧测力计测量此金属块的重量时，发现已超过弹簧测力计的最大量程.于是他设计了如图16所示的装置去测量.图中OA∶OB=1∶3，用细线把金属块悬挂于A点，用弹簧测力计在B点施加一个竖直向上的力，当OB杠杆水平静止时，弹簧测力计的读数为1.8N，当向容器中加水，金属块浸没于水中后，弹簧测力计的读数为1.2N．求：

〔1〕金属块的重力为多少？

〔2〕金属块浸没于水中后所受的浮力为多大？

〔3〕金属块密度是多大？

39、如图17甲，一个底面积为100cm2深度为10cm的圆柱形容器放在水平桌面上，装满水后容器对桌面的压强为1200Pa。

用弹簧测力计悬

挂一金属块，轻轻浸入水中，如图乙，当金属块浸没水中且静止不动时，弹簧测力计示数为4.8N。

再将金属块缓慢取出后，如图丙，忽略金属块带出水分的多少，容器对桌面的压强为1140Pa。

求：

（1）如图乙，水对容器底的压强？

（2）金属块的密度？

（3）如图丁，不用弹簧测力计，当金属块单独浸没在装满水的容器中时，容器对桌面的压强？

40、一个质量为0.6kg，边长为0.1m的正方体物块，放置在水平地面上，g取10N/

kg．求：

〔1〕物块受到的重力．

〔2〕物块对地面的压强．

〔3〕假设将物块浸没在水中后松手，通过计算

判断该物块的浮沉情况．

参考答案

一、计算题

1、【解析】

试题分析：

〔1〕已知水的深度和密度，利用公式p=ρgh计算容器底部受到水的压强；

〔2〕已知金属块放入水中前后的深度，可以得到金属块排开水的深度；已知容器的底面积和金属块排开水的深度，可以得到金属块排开水的体积，也就是金属块的体积；已知金属块的体积和重力，利用密度公式得到金属块的密度；

〔3〕已知金属块排开水的体积，可以得到金属块受到的浮力；已知金属块的重力、受到的浮力，两者之差就是弹簧测力计的拉力；

〔4〕桌面受到的压力等于容器重力、原来水的重力和金属块排开的水的重力之和；已知压力和受力面积，利用公式p=得到压强．

〔1〕金属块未放入水中时容器底部受到的水的压强p1=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa；

〔2〕金属块的体积为V金=V排=Sh排=S〔h2﹣h1〕=0.01m2×〔0.3m﹣0.2m〕=0.001m3，

金属块的密度为ρ金=

=

=

=2.7×103kg/m3；

〔3〕金属块受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.001m3=10N，

弹簧测力计的示数为F=G﹣F浮=27N﹣10N=17N；

〔4〕容器中的水重为G水=m水g=ρ水gV=ρ水gSh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m2×0.2m=20N

容器对桌面的压力为F=G0+G水+G排=6N+20N+10N=36N，

容器对水平桌面的压强为p2==

=3600Pa

考点：

液体的压强的计算；密度的计算；压强的大小及其计算

点评：

此题考查的是压强、液体压强计算公式的应用、阿基米德原理的应用和力的平衡关系的应用，属于力学综合题．解决压强问题时，首先明确研究对象是液体还是固体，以选择相应的压力、压强公式，切忌张冠李戴

2、①p地面＝F/S＝G容器/S                                      

＝6牛/〔2×10-2米2〕＝300帕                       

②p水＝ρ水gh                                            

＝1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×0.1米＝980帕      

③假设容器中未装满水，且当物块体积V物块≥V容器－V水时，放入物块后，水对容器底部压强的增加量最大，即为：

△p1＝ρ水g△h＝ρ水g〔V容器－V水〕/S                   

假设容器中装满水，则放入物块后，因水的溢出，水对容器底部的压强不变，即为：

△p2＝0                                   

则水对容器底部压强增加量的变化范围为：

0≤△p≤ρ水g〔V容器－V水〕/S                          

3、〔1〕6N   〔2〕9×10-4m3   

【解析】

试题分析：

根据题意知，木块的密度和木块的体积，所以木块的质量是：

木块的重力是：

由于木块处于漂浮状态，根据浮沉条件得，木块受到的浮力等于物体的重力，即

当注水时，木块受到重力、拉力、浮力，且拉力的方向向下，细绳对木块的拉力到达最大值，浮力等于重力和最大拉力之和为：

6N+3N=9N；根据阿基米德原理：

，

得到排开液体的体积为：

考点：

浮力、阿基米德定律、重力的计算

点评：

解决此题的关键是熟知物体浮力的计算，此题是一道综合性的试题，难度较大。

4、〔1〕p0πd2/4

〔2〕

    h0=4G/πd2ρ0g

【解析】物体在平衡力的作用下运动状态不变，要往上爬升，往上的力开始时稍大于往下的力，匀速运动时就相等了。

〔1〕细试管在“爬升”时，受到大气对它竖直向上的压力是

F0=p0S=p0πd2/4。

〔2〕细试管受力情况如图。

细试管刚好能“爬升”时，细试管受力平衡F0=G+F，p0S=G+〔p0-ρ0gh0〕S，h0=4G/πd2ρ0g。

5、〔1〕解：

由V= 得S=Vt=20km/hx5h

                       =100km

            即该船5h航行了100km.

 〔2〕探头所受到海水的压强P=ρgh=1.03x103kg/m3x10N/kgx10m

                            =1.03x105Pa