浮力的计算及答案详解.docx

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浮力的计算及答案详解

浮力的计算

一．解答题（共30小题）

1．自钓鱼岛事件发生后，中国派出先进的海监船在钓鱼岛附近海域巡航，“中国海监50”是中国海监船建设项目二期工程中吨位最大、科技含量最高的一艘船，型长98米，型宽米，型深米，排水量4000吨．该船在其姐妹船“中国海监83”的基础上对一些重要设备进行了升级改造，对舱室布置作了优化调整，采用了当今世界先进的ABB电力全回转推进系统，最大航速18节，续航力大于8000海里，自持力60天．（海水的密度为×103kg/m3，g取10N/kg）

（1）满载时，“中国海监50”船受到的浮力有多大？

（2）若船底某处距海面的深度为6m，则该处受到海水的压强是多少？

（3）从某一时刻开始，“中国海监50”受到水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如图甲所示，“中国海监50”的运动速度v与时间t的关系如图乙所示．第50s钟到100s钟内牵引力的功率为多少？

2．如图甲所示，正方体石料在钢丝绳拉力作用下，从水面上方以恒定不变的速度缓慢下降，直至没入水中．图乙是钢丝绳拉力F随时间t变化的图象．（g取10N/kg，ρ水=×103kg/m3）．求：

（1）石料全部没入水中时受到的浮力．

（2）石料的体积．（3）石料浸没后钢丝绳拉力的功率．

3．如图甲所示，水平桌面上放置底面积为100cm2、质量为500g的圆筒，筒内装有20cm深的某液体．弹簧测力计下悬挂底面积60cm2、高为10cm的圆柱体，从液面逐渐浸入直至完全浸没，弹簧测力计示数F随圆柱体浸入液体的深度h的变化关系如图乙所示：

（可以忽略圆筒的厚度，过程中液体始终没有从筒中溢出），g取10N/kg，求：

（1）圆柱体完全浸没时受到液体的浮力是多少？

（2）筒内液体密度是多少？

（3）当圆柱体完全浸没时，圆筒对桌面的压强是多少？

4．某同学想测量某种液体的密度，设计了如图所示的实验，已知木块的重力为，体积为200cm3，当木块静止时弹簧测力计的示数为2N，g=10N/kg，求：

（1）木块受到的浮力是多少？

（2）液体的密度是多少？

（3）剪断细绳，木块稳定时处于什么状态，所受浮力又是多大？

5．如图甲所示，水平面上有一底面积为×10﹣3m2的圆柱形薄壁容器，容器中装有质量为的水．现将一个质量分布均匀、体积为×10﹣5m3的物块（不吸水）放入容器中，物块漂浮在水面上，物块浸入水中的体积为×10﹣5m3．（g取10N/kg，水的密度ρ水=×103kg/m3）

（1）求物块受到的浮力大小；

（2）求物块的密度；

（3）用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中（水未溢出）如图乙，求此时水对容器底的压强．

6．如图所示，用细绳系住体积为3×10﹣4m3的物体A，使它竖直下垂且全部浸入水中静止，此时绳子的拉力是，容器和水的总质量是，容器与水平桌面的接触面积是100cm2．（ρ水=×103kg/m3，g=10N/kg）求：

（1）物体A受到的浮力；

（2）物体A的密度；（3）容器对桌面的压强．

7．如图所示，将质量为2kg的正方形物块，放入盛有水的水槽内，待物块静止时，其下表面距水面6cm，求：

（1）物块受到水的浮力大小．

（2）水对物体下表面的压强大小．

8．在弹簧测力计下悬挂一个小球，示数为．当把小球的一半体积浸没在水中时，弹簧测力计的示数为．已知水=×103kg/m3，g取10N/kg．问：

（1）小球所受的浮力为多大？

（2）小球的总体积为多大？

（3）把小球从弹簧测力计取下，浸没在水中后放手，请通过计算判断小球为什么不能悬浮在水中．

9．如图甲所示，用吊车将棱长为1m的正方体花岗岩石从距水面1m高的A处沿竖直方向匀速放入水中．在整个过程中，钢缆拉力大小与下落高度的关系如图乙所示．求：

（1）花岗岩石浸没在水中时受到的浮力；

（2）花岗岩石下落到图甲B处（h0=2m）时下表面受到水的压强；（3）花岗岩石的密度．

10．如图所示，用弹簧秤悬挂一物体，在空气中弹簧秤示数为6N，当物体浸没在水中弹簧秤的示数是4N，g=10N/kg．求：

（1）物体的重力G；

（2）物体浸没在水中受到的浮力F浮；（3）物体浸没时排开水的体积V和物体的密度ρ．

11．将一边长是的实心正方体，缓慢放入盛满水的烧杯内，待它静止时，从杯中溢出的水．（g取10N/kg，ρ水=×103kg/m3）．

（1）求正方体受到的浮力；

（2）求正方体排开水的体积；（3）判断正方体在水中静止时处于漂浮、悬浮、还是沉底，并写出判断依据；（4）求正方体的密度．

12破冰船是赴极地考察的重要工具．我国“雪龙”号破冰船满载时的总质量是2×104t，求：

（1）破冰船在海上满载航行时，受到的浮力是多大？

（2）某次破冰时，破冰船与冰面的接触面积是10m2，冰面受到压力为破冰船满载时总重力的倍，破冰船对冰面的压强是多大？

13．如图所示，边长为10cm的实心正方体木块，密度为×103kg/m3，静止在装有足量水的容器中，且上下底面与水面平行，求：

（1）木块静止在水中时所受浮力的大小；

（2）木块浸在水中的体积；（3）水对木块下底面的压强．

14．一边长为10cm，密度为cm3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，木块下方所受到水的压强是多大？

15．如图甲所示，一个边长为1m的正方体静止在湖底，上表面离水面深度为h．现用一根粗细和重力不计的绳子，将该物体从水底竖直向上拉，直至完全拉出水面，在整个拉动过程中物体始终保持匀速运动，拉力的大小随时间变化的关系如图乙所示．（g=10N/kg，ρ水=×103kg/m3）求：

（1）物体在露出水面前受到水的浮力是多少N？

（2）物体在露出水面前受到绳子的拉力是多少N？

（3）物体的密度是多少kg/m3？

（4）物体在水底时，上表面受到水的压强是多少Pa？

16．在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数是，当把零件浸没在密度为×103kg/m3的油中时，弹簧测力计的示数是，g=10N/kg，求：

（1）金属零件所受浮力为多少？

（2）金属零件的体积为多少？

（3）金属零件的密度为多少？

17．如图所示，一个半径为r的实心球体处于某种液体中，球体最上端距离液面的距离为h，求液体对球体向下的压力．（已知液体的密度为ρ，球体的体积为

π?

r3）

18．一个金属块在空气中重，将它浸没在盛满水的溢水杯中时有50mL的水从溢水杯流入到量筒中，求．

（1）金属块的体积．

（2）金属块在水中受到的浮力．（取g=kg）（3）金属块在水中时，弹簧测力计的示数．（4）金属块的密度．

19．为安全起见，初学游泳者常使用一块泡沫浮板，用双臂把浮板压入水中，借助浮板所受的浮力来辅助游泳．已知泡沫浮板的密度是×103kg/m3，体积为3000cm3．（水的密度×103kg/m3，g=10N/kg）求：

（1）当浮板自由漂浮在水面上时，浮板受到的浮力的大小．

（2）浮板被压没入水中静止时，浮板受到双臂的压力的大小．

20．水平桌面上放置底面积为80cm2，质量为400g圆筒，筒内装有16cm深的某液体，弹簧测力计悬挂底面积为40cm2、高为8cm的圆柱体，从液面逐渐浸入直到浸没，弹簧测力计示数F与圆柱体浸入液体深度h的关系如图所示．（圆筒的厚度忽略不计，筒内液体没有溢出）求：

（1）圆柱体浸没在液体中所受浮力是多少？

（2）筒内液体的密度是多少？

（3）圆柱体浸没时，圆筒对桌面的压强是多少？

21．中国第一艘航母﹣﹣辽宁舰于2012年9月正式服役．该舰长304m、宽，满载时排水量67500t，最高航速60km/h．已知海水的密度为×103kg/m3，g取10N/kg．求：

（1）满载时该舰受到的浮力；

（2）海面下7m处的舰体受到海水的压强；（3）辽宁舰在执行任务时，以40km/h的速度匀速航行5h，若航行时的阻力为×107N，则这一过程中动力所做的功是多少？

22．如图

（1）溢水杯中装满水（水的密度用表示），将一正方体木块（棱长为a）轻轻放入溢水杯中，木块静止时浸入水的深度为

，现在用一根轻细钢针对着木块上表面中心竖直向下施加压力F，F从0慢慢增加，直到木块恰好完全浸没水中．解题时用ρ、a、g表示相关量

（1）求木块恰好完全浸没水中时压力Fm

（2）在F从O增至Fm过程中，木块浸没在水中的深度x从

增到a，推导出F与x间的函数关系式

（3）将F、x的函数关系图象画在相应的坐标系中，并标出两端点的横、纵坐标．

23．将一体积是1000cm3的实心立方体木块轻轻地放人盛满水的大烧杯内，待木块静止时，从杯中溢出600g水，如图所示．求：

（1）木块受到的浮力．

（2）木块排开水的体积．

24．一块质量为1kg的木块浮在水面上，它的密度是×103kg/m3，木块漂浮在水面上时，受到的浮力是多大？

要把木块全部浸入水中，至少需要加多大竖直向下的压力？

25．某同学用圆柱形容器制作了一个测量物体质量的装置．它的底部较重，可以竖直漂浮在水面，总质量为，底面积为3×10﹣3m2，不放物体时，在与水面所对应位置处标为质量的“0”刻度线，如图．请解答下列问题（g取10N/kg）

（1）不放物体时．该装置所受的浮力是多大？

（2）如图所示，在该装置中放入一个体积为×10﹣5m3的物块A，它的底部在水面下的深度h=．此时，该装置受到的浮力是多大？

与水面所对应位置处的刻度线应标为多少克？

（3）物块A的密度是多少？

26.你了解水陆两用坦克吗？

水陆两用坦克的车体比普通坦克要大，呈船形，所以能在水中浮动．有的利用特制的履带划水前进；有的用螺旋桨推进；有的用推进器喷水前进，两用坦克在水上航速不超过15km/h的，车辆的全部重力主要是依靠浮力来支持．在水上航速超过15km/h时，浮力有所减少，这时的水动力作用不可忽视，即两种力量共同支撑着坦克，使其不会下沉．

如图所示，水陆两用坦克，总质量22t．水上最大速度14km/h，最大航程超过90km．陆地最大速度55km/h，最大行程超过385km．履带着地的面积约4m2，可越过壕沟，这种坦克配备的是450kW的柴油机．

请你根据短文中信息，结合所学的知识回答问题：

（g=10N/kg）

（1）如图所示的水陆两用坦克，在水上航行时，所受的浮力约为　　　　N，排开水的体积约为　　　　m3．

（2）如图所示的水陆两用坦克，在陆地行驶时，对地面的压强约为　　　Pa．以最大速度行驶385km的时间为　　　h

（3）使水陆两用坦克前进的三种方式中，涉及到“物体间力的作用是相互的”这一重要知识是（　　　　　　）

A．只有履带的划水前进B．只有螺旋桨推进C．只有推进器喷水前进D．三种方式都涉及

（4）柴油机的效率（30%一45%），柴油的热值×107J/kg．这种水陆两用坦克的油箱所装柴油的质量一定超过多少千克．

27．某桥梁施工队的工人用如图所示的滑轮组匀速打捞沉在水中的工件．已知工件的质量为100kg工人的质量为70kg．工件打捞出水面前与工件完全被打捞出水后工人对地面的压力之比为15：

2，工件在水中时，滑轮组的机械效率为60%．若不计摩擦、绳重及水的阻力，g取10N/kg．求：

（1）工件浸没在水中时所受的浮力F浮；

（2）工件完全打捞出水面后，滑轮组的机械效率η2；（结果保留两位有效数字）

（3）工件完全打捞出水面后，以s的速度被匀速提升，工人拉绳的功率P2．

28．小明同学注意到新闻节目中经常报道国际原油价格涨至多少美元一桶，又报道我国进口原油价格每吨提高多少元．他想知道原油的单位“桶”和质量常用单位“吨”之间有什么关系．经过努力，小明设法获得“胜利原油”样品若干，并将密度为×103kg/m3．体积为200cm3的立方体木块放入原油中，木块漂浮在油面上，经测量木块有

的体积露出油面（g=10N/kg）．求：

（1）木块受到的浮力．

（2）原油的密度．（3）若每桶原油的体积为

m3，1t原油等于多少桶？

29．有质量为24kg、体