325物理浮力与平衡力Word文档格式.docx
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（1）若将鱼缸注入120kg的水，此时茶几对地面的压强是多少？
（2）为了美观，鱼缸的底部铺着一层彩色的鹅卵石，距离水面的高度为36cm，鹅卵石的上表面受到的液体压强是多少？
（3）小虎的爸爸买回一个重为15N的塑胶鱼装饰品，发现其恰能悬浮在鱼缸里的水中，请你计算塑胶鱼所受的浮力及塑胶鱼的体积。
17．一边长为10cm，密度为0．6g/m3的正方体木块，用细线置于容器的水中，如图所示，求：
（1）木块所受的浮力大小？
（2）细线的拉力大小？
（3）细线剪断后，木块静止时，木块下表面所受到水的压强是多大？
（g取10N／kg）
18．黄石盘水库竣工之后，将集发电．渠江流域防洪．抗洪．恩阳城区和附近乡镇饮用水等诸多好处。
设计水库坝高为112m，设计蓄水水位60m，排沙口面积约1．2㎡。
（1）附近乡镇饮用水利用_______（物理原理）把水从低处抽到高处；
（2）达到设计蓄水水位后，水对水库底部的压强是多大？
排沙口要承受多大的压力？
19．为了监测水库中的水位，水务部门的工作人员设计了利用电子秤显示水库水位的装置．该装置由长方体A和B、轻质杠杆CD、电子秤等组成，且杠杆始终在水平位置平衡，并有OC：
OD=1：
2，如图所示．已知A的体积为VA=0.03m3，其重力GA=600N，B所受重力GB=160N；
当水位上涨到与A的上表面相平时，水面到水库底部的距离h=20m．不计绳子的重力与摩擦，求：
（1）水库中的水刚好浸没物体A时，水库底部受到水的压强是多大？
（2）A物体浸没在水后所受浮力的大小；
（3）水库中的水刚好浸没物体A时，电子秤受到B物体对它的压力是多大．
20．在一个重2N，底面积为0.01m2的容器里装8N的水，容器中水的深度为0.05m．把它放在水平桌面上（g=10N/kg）．求：
（1）水对容器底部的压强和压力？
（2）容器对桌面的压力和压强？
21．如图所示，水平桌面的正中央放着一个圆形鱼缸，重为30N，其底面积为1200cm2．鱼缸内装有0.2m深的水，水的质量是27kg．（g取10N/kg）；
请计算
（1）鱼缸内所装水的重力；
（2）鱼缸底部受到的水的压力；
（3）鱼缸对桌面产生的压强．
22．如图所示，已知重为10N的长方体木块静止在水面上，浸入在水中的体积占木块总体积的
（g取10N/kg）．
（1）求木块所受到的浮力大小；
（2）若木块下表面所处的深度为0.2米，求木块下表面受到水的压强；
（3）若要将木块全部浸没水中，求至少需要施加多大的压力．
23．如图所示，底面积为200cm2的容器底部有一固定轻质弹簧，弹簧上方连有一边长为10cm的正方体木块A，容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口，当容器中水深为20cm时，木块A有
的体积浸在水中，此时弹簧恰好处于自然状态，没有发生形变．（不计弹簧受到的浮力，g取10N/kg）
求：
（1）此时容器底部受到的水的压强；
（2）木块A的密度；
（3）向容器内缓慢加水，直至木块A刚好完全浸没水中，立即停止加水，弹簧伸长了3cm，求此时弹簧对木块A的作用力F1是多大？
容器底部受到水的压强变化了多少？
24．如图所示，圆柱形容器中盛有某种液体，在它的侧壁上固定了一块水平挡板，下方有一个体积为103cm3、质量为500g的实心小球被挡住，液体深为50cm，对容器底的压强为4.0×
103Pa．（取g=10N/kg）求：
（1）容器中液体的密度．
（2）挡板对小球的压力．
（3）撤去挡板后，小球最终露出液体表面的体积．
25．如图所示，将质量为0.6kg，边长为0.1m的正方体木块放在水平桌面上，再将其轻放入底面积为200cm2，内有25cm高的水的圆柱形容器中．（未有水溢出）求：
（I）木块静止后受到的浮力大小？
（2）要使木块恰好浸没在水中，至少要在木块上放多少千克的钩码？
（3）木块从静止在水面到恰好浸没的过程中，木块下降的高度？
26．如图甲，利用滑轮组将浸没在水中的正方体始终以0.2m/s的速度匀速向上升起，此物体重80N，绳子自由端F的大小与物体下表面距容器底高度h的关系如图乙所示，不计绳重及摩擦，g=10N/kg．
（1）求物体提离水面后容器底受到的压强；
（2）物体提离水面后F的功率；
（3）物体在h小于40m的范围内匀速上升时，求滑轮组的机械效率．
（4）物体在露出水面之前受到水的浮力是多少N？
27．质量为550kg、体积为0.1m3的一只密封箱子沉没于水面下5m深处，工人们用如图所示的滑轮组打捞箱子．求：
（1）5m深处水产生的压强；
（2）箱子在水中被匀速提起时，所用的拉力F为2×
103N，滑轮组的机械效率是75%，请用两种方法计算箱子完全浸没在水中时受到的浮力．（ρ水=1.0×
103kg/m3，g取10N/kg）
参考答案
1．如下图所示
【解析】
试题分析：
由题意可知，物体正随水平传送带一起向右做匀速直线运动时，物体受平衡力的作用，竖直方向上受重力和支持力，且二力平衡，水平方向不受力，物体所受力的示意图如上图所示。
【考点定位】力的示意图
2．
块受到的重力和支持力是一对平衡力，重力从重心竖直向下画，标出符号G，支持力从重心竖直向上画，标出符号N，注意两个力大小相等，所画的长度要相等；
由于木块在拉力F作用下沿水平向右做匀速直线运动，状态是平衡状态，所以木块受到水平向左的摩擦力，其大小等于拉力的大小．过物体的重心作水平向左的摩擦力．如图所示：
3．
过物体与墙面的接触点，沿墙面向上画一条带箭头的线段，如图所示：
4．
小亮同学正在跑步的瞬间，在竖直方向上受到重力和支持的作用，这两个力是一对平衡力，大小相等，作用点在小亮身体的重心上；
在水平方向上受到摩擦力的作用，作用点在脚掌与地面的接触点上，因为脚相对于地面有向后的运动趋势，故摩擦力方向与之相反，是向前的．过力的作用点，分别沿力的方向画出各个力，如图所示：
5．
（1）因为物体A做匀速直线运动，所以A受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，摩擦力f=F=10N，物体A向左匀速运动，则摩擦力方向向右；
作用点画在物体A的几何中心，向右画一条线段，用f表示摩擦力，并标出力的大小为10N；
（2）过重心作竖直向下的重力和竖直向上的支持力．如图所示
6．
静止的重锤受绳子的拉力和重力的作用，两个力大小相等、方向相反，是一对平衡力。
画出力的示意图即可。
7．见解析
（1）物体随传送带一起水平向右匀速运动，它们没有相对运动趋势，物体不受摩擦力；
物体受重力和支持力的作用，重力方向竖直向下，支持力方向竖直向上，并且力的大小相等，如图所示：
（2）压力的作用点在斜面上，从作用点起，垂直斜面向下画一条线段，在线段的末端画上箭头表示力的方向，如图所示：
（3）物块从斜面滑至粗糙水平面向右运动，在水平方向上受到水平向左的摩擦力f，同时受到推力F的作用，过物块重心，沿摩擦力和推力的方向分别画一条有向线段，并分别用f和F表示，如图所示：
8．
【解析】分析：
小球所受的重力和拉力是一对平衡力，作用点都在小球的重心上，重力方向竖直向下，拉力方向竖直向上．
解答：
解：
重力从重心竖直向下画，标出符号G，拉力从重心竖直向上画，标出符号F，注意两个力大小相等，所画的长度要相等．
故答案为：
9．
【解析】分析：
根据规则物体的重心在物体的几何中心，然后过重心表示出重力的方向和拉力的方向．
过球心作竖直向下的重力和沿绳子斜向上的拉力．如图所示：
（2）要解决此题，关键是判断出A所受的力．在竖直方向受重力和小车对其向上的支持力．在水平方向物体与小车接触，由于小车停止，物体由于惯性仍要向前运动，所以受到小车对其向后的摩擦力．在画力的示意图时，注意所受阻力的方向．
当小车遇物体B受阻停止后，物体A由于惯性在小车上仍向右运动，所以受到小车对其向左的摩擦力，且速度越来越慢．答案如图：
10．略
【解析】析：
画力的示意力要先分析力的大小、方向和作用点，再按照画图的要求画出这个力．
小车受到的水平向右的拉力大小为6N，小车受到的向右上方与水平面成30°
角的力大小是9N，两个力的作用点可选择在小车的重心位置（也可选择在边缘），标度确定为3N，如图所示：
°
11．略
（1）对A物体受力分析可知：
物体A受到竖直向下的重力、下边绳子物体向下的拉力F下、上边绳子对物体向上的拉力F上，这三个力的作用点都在物体的几何中心上；
（2）对A物体受力分析可知：
物体A受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力F，水平方向不受力，力的作用点在球心上．
（1）图物体A受到竖直向下的重力和下边绳子的拉力，及上边绳子竖直向上的拉力，所以A的受力示意图如图：
（2）物体A处于静止状态，所以受地面给它竖直向上的支持力和竖直向下的重力．而水平方向不受力，所以A的受力示意图如图：
12．
已知ρ酒精＜ρ水＜ρ盐水，酒精、水、盐水对容器底部压强相等，由p=ρgh可知，h盐水＜h水＜h酒精，水、酒精、盐水的高度如图所示：
考点：
液体压强计算公式的应用
13．
A为空管，水对橡皮膜有向上的压强；
B管内装有与水面相平的浓盐水，橡皮膜上面受到盐水的压强，下面受到水的压强，根据液体压强公式判断橡皮膜上下表面受到的压强大小关系，进而判断出橡皮膜的形状；
C管内装有与水面相平的酒精，橡皮膜上面受到酒精的压强，下面受到水的压强，根据液体压强公式判断橡皮膜上下表面受到的压强大小关系，进而判断出橡皮膜的形状．
其中A为空管，水对橡皮膜有向上的压强；
B管内，盐水对橡皮膜上表面的压强：
p盐水=ρ盐水gh盐水，
水对橡皮膜下表面的压强：
p水=ρ水gh水，
由题知，h盐水=h水，ρ盐水＞ρ水，
∴p盐水＞p水，
∴B管中的橡皮膜向下凸，如图所示；
C管内，酒精对橡皮膜上表面的压强：
p酒精=ρ酒精gh酒精，
由题知，h酒精=h水，ρ酒精＜ρ水，
∴p酒精＜p水，
∴C管中的橡皮膜向上凹，如图所示．
故：
A、B、C管下端橡皮膜的形状如图所示．
【点评】本题考查了学生对液体压强公式的掌握和运用，分析时同时考虑影响液体压强的多个因素（如深度、密度）．
14．
（1）浸没在水中的铁球受到重力和浮力，由于它在下沉，重力大于浮力，重力的线段应长于浮力的线段。
（2）同一液体内部的压强与深度有关，深度越大，压强越大，B点的深度大于A点的深度，液体在B点的压强大于A点的压强，水流喷的较远。
（3）物体对斜面的压力，受力物体是斜面，方向垂直于斜面向下。
物体静止在斜面上，相对于斜面有向下滑的趋势，受到斜面向上的摩擦力，摩擦力平行于斜面向上。
力的示意图液体压强
15．
（1）960Pa；
（2）1．2N；
（3）1040Pa
（1）放入小球前，溢水杯对水平地面的压力等于液体的重力为：
F=G=mg=0．96kg×
10N/kg=9．6N，所以溢水杯对水平地面的压强p=F/S=9．6N/0．01m2=960Pa；
（2）从溢水杯内溢出水的质量为m溢=960g+135g-1055g=40g，所以液体的密度为ρ液=m/V=40g/50cm3=0．8g/cm3，液体的密度小于小球的密度，所以小球是沉底的，排开液体的体积等于小球的体积V排=V球=135g/（0．9g/cm3）=150cm3，故小球在溢水杯的液体中静止时受到的浮力F浮=G排液=（0．8g/cm3×
150cm3）/1000×
10N/kg=1．2N；
（3）放入小球后液体上升的体积为100cm3，液面上升的高度为1cm=0．01m，所以液体对容器底部压强的增加量为800kg/m3×
10N/kg×
0．01m=80Pa，所以放入小球后，液体对溢水杯底部的压强为960Pa+80Pa=1040Pa。
【考点定位】压强和浮力
16．
（1）3．7×
104Pa；
（2）3．6×
103Pa；
（3）1．5×
10-3m3
（1）F=G=mg=（120kg+28kg）×
10N/kg=1．48×
103N，
p=F/S=1．48×
103N/0．01m2×
4=3．7×
（2）液体压强p=ρgh=1．0×
103kg/m3×
0．36m=3．6×
（3）∵塑胶鱼恰能悬浮在鱼缸里的水中，∴受到的浮力：
F浮=G鱼=15N，
∵物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，
∴V鱼=V排=F浮/ρ水g=15N/1．0×
103kg/m3×
10N/kg=1．5×
10-3m3。
压强的大小及其计算；
液体的压强的计算；
阿基米德原理
17．
（1）10N；
（2）4N；
（3）600Pa
（1）∵木块完全浸没，
，木块所受的浮力大小为：
；
（2）木块的重力为：
，当木块处于静止状态时
，∴绳子对木块的拉力：
（3）木块漂浮在水面上：
浮力是液体对物体上下表面的压力差，所以下表面的压力
＝6N，下表面的压强
。
浮力和压强
18．
（1）大气压；
（2）6×
105Pa，7．2×
105N
（1）乡镇饮用水是利用大气压把水从低处抽到高处的；
（2）根据公式p=ρgh可得：
水对水库底部的压强是p=1×
60m=6×
105Pa，排沙口要承受的压力大小为F=ps=6×
105Pa×
1．2m2=7．2×
105N。
大气压强；
液体的压强
19．
（1）水库中的水刚好浸没物体A时，水库底部受到水的压强是2×
105Pa；
（2）A物体浸没在水后所受浮力的大小为300N；
（3）水库中的水刚好浸没物体A时，电子秤受到B物体对它的压力是10N
（1）由题知，水面到水库底部的距离h=20m，所以水库底部受到的水的压强：
p=ρgh=1.0×
20m=2×
（2）由题知，水位与A的上表面相平，即物体A浸没在水中，所以V排=VA=0.03m3；
由阿基米德原理可得A所受浮力：
F浮=ρ水V排g=1.0×
0.03m3×
10N/kg=300N；
（3）杠杆始终在水平位置平衡，水库中的水刚好浸没物体A时，A受到力是平衡力，
根据相互作用力大小相等可知，A对C端拉力与C对A物体拉力大小相等，
所以作用在杠杆C端的力：
FC=GA﹣F浮=600N﹣300N=300N，
由杠杆平衡条件知：
FC×
OC=FD×
OD，
所以D端受到的拉力：
FD=
=
=150N，
B物体受力平衡，所以电子秤受到B物体对它的压力：
F=GB﹣FD=160N﹣150N=10N．
答：
（1）水库中的水刚好浸没物体A时，水库底部受到水的压强是2×
（3）水库中的水刚好浸没物体A时，电子秤受到B物体对它的压力是10N．
20．
（1）水对容器底部的压强为500Pa、压力为5N；
（2）容器对桌面的压力为10N、压强为1000Pa
（1）水对容器底部的压强：
p=ρ水gh=1.0×
0.05m=500Pa．
根据p=
得，水对容器底部的压力：
F=pS=500Pa×
0.01m2=5N．
（2）容器对桌面的压力：
F′=G水+G容器=8N+2N=10N．
容器对桌面的压强：
p′=
=1000pa．
（1）水对容器底部的压强为500Pa、压力为5N；
（2）容器对桌面的压力为10N、压强为1000Pa．
21．
（1）鱼缸内所装水的重力是270N；
（2）鱼缸底部受到的水的压力为240N；
（3）鱼缸对桌面产生的压强是2.5×
103Pa
（1）水的重力：
G=mg=27kg×
10N/kg=270N；
（2）鱼缸底部受到的水的压强：
0.2m=2×
103Pa；
由p=
可得，鱼缸底部受到的水的压力：
F=pS=2×
103Pa×
0.12m2=240N；
（3）鱼缸对桌面的压力：
F′=G+G缸=270N+30N=300N，受力面积S=1200cm2=0.12m2；
鱼缸对桌面的压强：
=2.5×
103Pa．
（1）鱼缸内所装水的重力是270N；
22．
（1）木块所受到的浮力为10N；
（2）木块下表面受到水的压强为2000Pa；
（3）要将木块全部浸没水中，需要施加的压力为2.5N
（1）因为木块漂浮在水面上，
所以木块受到的浮力：
F浮=G木=10N；
（2）木块下表面所处的深度为0.2米，
则木块下表面受到水的压强：
0.2m=2000Pa．
（3）根据F浮=ρ水gV排可得，排开液体的体积：
V排=
=1×
10﹣3m3；
因为V排=
V木；
所以V木=
×
1×
10﹣3m3=1.25×
木块全部浸没时受到水的浮力：
F′浮=ρ水gV木=1×
1.25×
10﹣3m3=12.5N；
木块浸没时，根据力的平衡条件有：
F浮′=G木+F，
则压力F=F浮′﹣G木=12.5N﹣10N=2.5N．
23．
（1）此时容器底部受到的水的压强为2×
（2）木块A的密度为0.4×
103kg/m3；
（3）此时弹簧对木块A的作用力F1是6N；
容器底部受到水的压强变化了900Pa
（1）容器底部受到水的压强
p=ρ水gh=1×
（2）弹簧恰好处于自然状态时没有发生形变
F浮=G
ρ水gV排=ρ木gV木
ρ木=
ρ水=0.4×
（3）木块A刚好完全浸没水中
F1=F浮﹣G=ρ水gV﹣ρ木gV=1×
10﹣3m3﹣0.4×
10﹣3m3=6N；
假设水面不动（即不加水），弹簧伸长3cm，木块向上运动3cm，木块底面距水面距离为10×
cm﹣3cm=1cm．
木块不动（已经运动了3cm），将水加至木块A刚好完全浸没水中，水面升高的高度△h=10cm﹣1cm=9cm=0.09m．
△p=ρ水g△h=1×
0.09m=900Pa．
24．见解析
【解析】解：
（1）已知h=50cm=0.5m，V=103cm3=1×
10﹣3m3，m=500g=0.5kg，
则由p=ρ液gh得，ρ液=
=0.8×
103kg/m3．
容器中液体的密度为0.8×
（2）因为此时小球全部浸没在液体中，所以V排=V物，
F浮=ρ液gV排=0.8×
10﹣3m3=8N，
G=mg=0.5kg×
10N/kg=5N，
∵F浮＞G，
∴小球要上浮，
∴F浮=G+F压，
F压=F浮﹣G=8N﹣5N=3N．
挡板对小球的压力为3N．
（3）当撤去挡板后，小球要上浮，最后漂浮在液面上，所以F浮=G，
即ρ液gV排=mg，即0.8×
V排=0.5kg，
解得V排=0.625×
10﹣3m3，
则小球最终露出液体表面的体积V露=V﹣V排=1×
10﹣3m3﹣0.625×
10﹣3m3=0.375×
10﹣3m3．
小球最终露出液体表面的体积为0.375×
【点评】此题涉及到液体压强的计算，阿基米德原理，物体的浮沉条件，力的合成与应用等知识点，综合性较强，而且有一定的拔高难度，在计算时还要注意统一使用国际单位制的单位．
25．
（1）木块静止后受到的浮力6N；
（2）要使木块恰好浸没在水中，至少要在木块上放0.4千克的钩码；
（3）木块从静止在水面到恰好浸没的过程中，木块下降的高度为0.02
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