浮力综合计算.doc
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一、填空题
1、一个物体所受的重力为10N,将其全部浸没在水中时,排开的水受到的重力为20N,此时它所受的浮力为________N,浮力的方向 ,放手后物体将_________(选填“上浮”、“下沉“或“悬浮”)。
2、一个质量可以忽略不计的塑料瓶,装入A液体后密闭。
把它分别放在盛有甲、乙两种液体的容器中,如图所示,则ρ甲_______________ρA;ρ甲__________ρ乙。
(大于/等于/小于)
二、计算题
1、将实心正方体轻轻放入已侧放置且水已满的大烧杯中内,该木块的质地均
匀,边长为5cm,待木块静止时,从杯中溢出75g水,如图所示,求:
(1)木块受到的浮力
(2)木块的密度(3)木块下表面距水面的高度
(4)水对木块下表面的压强和压力(5)通过以上计算你有了什么发现?
(取g=10N/kg)。
2、将物重为5N的木块放进水里,木块有一半体积露出水面,求:
木块的体积及木块的密度;
3、如图15所示,容器中装有水,水中有一个木块被细线系着,已知水重200N,水深为0.5m,木块的体积为4dm3,木块的密度为0.6×103kg/m3,试求:
(1)水对容器底面的压强是多少?
木块受到的浮力是多大?
(2)若绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力为多大?
此时水对容器底的压强比第
(1)问中的大还是小?
4、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,然后将其逐渐浸入水中,如图乙是弹簧测力计示数随柱体逐渐浸入水中的深度变化情况,求:
(g取10N/kg)
(1)圆柱体受的最大浮力。
(2)圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强。
(3)圆柱体的密度。
5、学完“浮力”知识后,小芳同学进行了相关的实践活动。
(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,如图所示,求木块受到的浮力。
(2)取来规格相同质量为50g的钩码若干,将钩码逐个放置在漂浮的木块上。
放多少个钩码时,木块刚好浸没在水中?
6、用密度为3×103千克/米3的合金做成的可以密封的空心金属盒子,当把体积为50厘米3,密度为7×103千克/米3的金属块放在盒子内部时,密封盒子将悬浮在水中,如果将金属块用不计重力和体积的细绳悬挂在金属盒子下面时,盒子将有1/10的体积露出水面,求盒子的体积及空心部分的体积。
7、 有一空心铝球质量是500g,体积为600cm3,当把它放入足量水中静止时,所受浮力是多大?
如把它放入足量密度为0.8×103 的煤油中,静止时受到的浮力又是多大?
8、 如图所示,一圆柱形容器底面积为,重为10N,把它放在水平桌面上。
容器内放置一边长为,密度为的立方体木块,求:
(1)桌面受的压强;
(2)向容器内慢慢注水,恰好使木块对容器底的压力为零,此时木块下底面受到的压强多大?
容器内水深多少?
(。
)
9、将质量为0.8kg、体积为1×10﹣3m3的长方体木块放入盛有某种液体的容器中,木块漂浮在液面上.现用力缓慢向下压木块,当力的大小为2N时,木块刚好浸没在液体中,如图所示.g=10N/kg
求:
(1)求木块的密度;
(2)液体的密度;
(3)当压木块的力为1.6N时,木块露出液面的体积.
10、有一边长为2dm、密度为0.6×103kg/m3的正方体木块。
现用一细线把木块系在底面积为8dm2的圆柱形容器上,然后向容器中加水,使木块完全浸没于水中。
取g=10N/kg。
问:
(1)细线所受拉力为多大?
(2)若把细线剪断,当木块在水中稳定时水对容器底的压强减少了多少?
(a) (b)
11、底面积为400cm2的圆柱形容器内装有适量的水,将其竖直放在水平桌面上,把边长为10cm的正方体木块A放入水后,再在木块A的上方放一物体B,物体B恰好没入水中,如图(a)所示.已知物体B的密度为6×103kg/m3.质量为0.6kg.(取g=10N/kg)求:
(1)木块A的密度.
(2)若将B放入水中,如图(b)所示,求水对容器底部压强的变化.
12、一木块放在水中静止时,有13.5厘米3的体积露出水面,如图(甲)所示,现将一体积为5厘米3的金属块放在木块上面,木块刚好全部浸在水中,如图(乙)所示,求金属的密度?
13、高为20cm的柱形容器内盛有10cm深的水,如图3所示。
现将一密度为,高为15cm的柱形物块竖直放入水中,已知容器底面积为物块底面积的3倍,则物块静止在水中时(与容器底不密合)物块对容器底的压强与水对容器底的压强之比是多少?
14、放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重4N,底面积100cm2,弹簧测力计的挂钩上挂着重为10N的物块,现将物块浸没水中,容器内水面由16cm上升到20cm(g=10N/kg).求:
1.物块未放入水中时,容器底受到的水的压强;2.物块的密度;3.物块受到的浮力;
4.物块浸没水中后,容器对桌面的压强.
15、如图,水面上漂浮一个木块。
在木块上放一个M=4千克的物体,木块正好全部没入水中。
若在木块下挂一个密度为5×103千克/米3的合金块,木块悬浮在水中,求合金块的质量。
16、有一重为1.5N,底面积为20cm2的溢水杯放在水平桌面上,杯内盛有重2.5N的水,水面恰好到达溢水口,将一物块轻轻放入杯内,静止时如下图所示,溢出40cm3的水,当用一细铁丝将物块完全压入水中时,又排出10cm3的水。
(g=10N/kg)求:
(1)物块未放入之前杯对桌面的压强;
(2)物块的重力;(3)物块的密度。
17、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.
18、小宁为了研究浸在液体中的物体所受浮力的规律,设计了如图所示的实验,他将弹簧测力计一端固定,另一端挂一合金块A,开始他将合金块A浸没在装有水的容器中,容器侧面的底部有一由阀门B控制的出水口,实验时,打开阀门B缓慢放水,放到弹簧测力计的读数不再变化时,立即关闭阀门B,在此过程中金属块始终不与容器底部接触,读出弹簧测力计示数的最小值和最大值分别为22N和32N,g取10N/kg.求:
(1)在原图上作出关闭阀门B后水面的大致位置.
(2)合金块A受到的重力.(3)合金块A受到的最大浮力.(4)合金块A的密度
19、高度为16厘米的圆柱体A用细线系住后浸入水槽的水中,当圆柱体A有7/8的体积露出水面时,细线施加的拉力恰好为1N。
如图乙所示,用细线将圆柱体A拉入水槽中,当细线施加的拉力为A重的3/4时,圆柱体A有7/8的体积浸在水中,已知圆柱形水槽的底面积是圆柱体A底面积的6倍。
(g取10N/kg)
求:
(1)先后两次水对容器底部的压强差。
(2)圆柱体A所受的重力。
20、一质量0.09kg的石蜡块,体积为10-4m3.将它分别投入足够深的酒精与水中静止,求:
(已知:
酒精=0.8×103kg/m3,水=1.0×103kg/m3,本题g取10N/kg)
(1)石蜡块的密度;
(2)石蜡块在酒精中的浮力;
(3)石蜡块在水中的浮力.
21、一个不规则的实心物体,质量为55g,放入装满水的烧杯中,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,取g=10N/kg,求:
(1)物体在水中所受的浮力。
(2)物体的体积。
(3)物体悬浮食盐水的密度。
22、体积为1.0×10-3m3的正方体木块,投入如图所示装有水的容器中,静止后露出水面的高度为5×10-2米,容器的底面积为0.04m2(g取10N/kg)。
求:
①木块受到的浮力;②木块的重力;
③投入木块后,容器底增加的压强
④若将此木块投入某液体中,露出液面高度为4厘米,求这种液体的密度。
参考答案
一、填空题
1、 20 竖直向上 上浮
2、 小于;小于。
二、计算题
1、
2、0.001m3,500kg\m3
3、
(1)水对容器底部的压强是:
p=ρ水gh=1×103×10×0.5=5×103Pa………………(2分)
木块受的浮力是:
F=ρ水gV木=1×103×10×4×10-3=40N………………(2分)
(2)最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力时:
F′=G木=ρ水gV木=0.6×103×10×4×10-3=24N………(2分)
因为木块浮出水面的过程中,水面下降,所以此时水对容器底的压强比第
(1)问中的小…………(1分)
4、
(1)由题意可知F浮=G-F‘=2.0N-1.4N=0.6N
(2)由图可知,圆柱体刚浸没时下表面距水面距离为
h=12cm=0.12m
∵P=gh∴P=1×103kg/m3×10N/g×0.12m=1.2×103Pa
(3)∵F浮=液V排g
∴V排=F浮/水g=0.6/1×103×10=0.6×10-4m3
圆柱体浸没V物=V排
又G=mg=物V物g
∴=G/V物g=2.0/0.6×10-4×10=3.3×103kg/m3
5、
(1)m=750g=0.75kg
因为木块漂浮,根据浮沉条件可得
F浮=G=mg=0.75kg×10N/kg=7.5N ……………………………………………3分
(2)V=1250cm3=1.25×10-3m3
若木块全部浸没,则所受浮力为
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.25×10-3m3=12.5N ……………3分
浮力增加了12.5N-7.5N=5N,这多出来的浮力由钩码的重力来平衡,故钩码的重力
G=5N,则m=G/g=5N/(10N/kg)=0.5kg=500g …………………………2分
500g/50g=10,所以需要10个钩码。
6、
7、
8、分析:
注水前,桌面受到的压强,应等于桌面受到的压力除以容器的底面积。
即。
当慢慢向容器中注水,恰使木块对容器底压力为零时,说明木块此时只受二个力:
重力和浮力。
物体处于漂浮状态。
。
而浮力又等于木块底部所受水的压力,进而根据可求出木块底部受到的压强,然后再根据求出此时水的深度。
解:
(1)
。
(2)当时,木块对容器底压力为0,此时,即:
,所以
∴
9、【考点】阿基米德原理;密度公式的应用.
【分析】
(1)知道木块的质量和体积,直接利用ρ=求密度;
(2)利用重力公式求木块重;因为木块刚好浸没在液体中处于静止状态,可根据木块的受力情况求木块受到的浮力,再根据阿基米德原理求液体的密度;
(3)当压木块的力为1.6N时,根据木块重力可以求这时木块受到的浮力,再根据阿基米德原理求木块排开水的体积;最后可求木块露出液面的体积.
【解答】已知:
m木=0.8kg,V木=1×10﹣3m3,F=2N,g=10N/kg,
求:
(1)ρ木;
(2)ρ液;
(3)当压木块的力为1.6N时,V露.
解:
(1)∵由题意可知,m木=0.8kg,V木=1.0×10﹣3m3;
∴木块的密度ρ木==