浙教版科学考前刷题必备系列压强浮力计算3.docx

1、浙教版科学考前刷题必备系列压强浮力计算32020浙教版科学考前刷题必备系列(十一)浮力与压强计算(3)1伟大的中华民族正在走向复兴，人民海军走向深蓝 .2019年4月23日，为庆祝中国人民海军成立七十周年，中国完全自主研制的 055大型驱逐舰首次在山东青岛公开亮相该舰是中国第一款排水量超过万吨的主力驱逐舰，舰长 183 m、宽23 m，满载时吃水深度为 8 m ,排水量可达12 500 t , (g取10 N/kg，海水密度取 p 海水=1.0 x 103 kg/m3)(1)求055驱逐舰满载时所受的浮力；(2)求055驱逐舰满载时，舰底受到的海水的压强.(3)若一架总质量为13 t的直升机为

2、了执行侦察任务飞离驱逐舰， 求055驱逐舰浸在水里的体积减少了多少.2.某容器放在水平桌面上，盛有足量的水.现将体积为 1.25 x 104 m3、质量为0.4 kg的实心正方体放入水中，正方体不断下沉，直到沉底，如图所示. (已知卩水=1.0x 103 kg/m3, g = 10 N/kg)求：(1)正方体受到的重力的大小；正方体浸没在水中受到的浮力的大小 F浮； (3)容器底部对正方体的支持力的大小和正方体对容器底部的压强.3.如图所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上端连有一边长为 0.1 m的正方体物块 A,当容器中水的3深度为30 cm时，物块A体积的5露出水面，此时弹簧恰好处于自然

3、伸长状态 (P水=1.0X 103 kg/m3 g取10N/kg)，求(1)物块A受到的浮力；物块A的密度；(3)往容器内缓慢加水，至物块 A刚好浸没水中，立即停止加水，此时弹簧对物块 A的作用力F.m2,内盛30 cm深的水.现将一个底 物体漂浮在水面.其浸入水中的 物体最终恰好浸没于水中静止，如图4.圆柱形容器置于水平地面(容器重忽略不计)，容器的底面积为 0.2 面积400 cm2、体积4 000 cm3的均匀实心圆柱体放入其中，如图甲所示, 深度为5 cm ;当再给物体施加一个竖直向下大小不变的压力 F以后,乙所示.(p 水=1.0x 103 kg/m3, g 取 10 N/kg)贝V

4、：(1)物体受到的重力是多少？(2)物体浸没水中静止时容器对地面的压强是多少？(3)从物体漂浮水面到浸没水中静止过程中压力 F做了多少功?5.用弹簧测力计悬挂一实心物块，物块下表面与水面刚好接触，如图甲所示由此处匀速下放物块，直至浸没于水中并继续匀速下放(物块始终未与容器接触)物块下放过程中，弹簧测力计示数F与物块下表面浸 入水中的深度h的关系如图乙所示求：(1)物块完全浸没在水中受到的浮力;物块的密度；Pa?(3)从物块刚好浸没水中到 h = 10 cm过程中，水对物块下表面的压强变化了多少6.如图甲，将一重为 8 N的物体A放在装有适量水的杯中，物体 A漂浮于水面，浸入水中的体积占总体积4

5、的，此时水面到杯底的距离为 20 cm，如果将一小球 B用体积和重力不计的细线系于 A下方后，再轻轻放5入该杯水中，静止时 A上表面与水面刚好相平，如图乙.已知 p = 1.8X 103 kg/m3, g = 10 N/kg.求：(1)在甲图中杯壁上距杯底 8 cm处0点受到水的压强；(2)甲图中物体A受到的浮力； 物体A的密度;(4)小球B的体积.7.为节约水资源，公厕用的定时定量冲水装置主要部件如图所示，浮筒底面积为 Si= 100 cm2且足够高，略大于出水口的圆形阀门(厚度不计)的表面积为S2= 20 cm2,浮筒与阀门用细杆相连，不计浮筒、阀门、轻 杆的重量通常情况下，水龙头以滴漏形

6、式向储水桶供水，当储水罐水位上升到 20 cm时，浮筒即将通过轻杆将阀门拉起冲水，问即将开始冲水时 (g= 10 N/kg ,卩水=1.0X 103 kg/m3)(1)阀门所受水的压强 p为多少？(2)浮筒对阀门的拉力 F为多大？(3)浮筒浸入水中部分的深度 H为多少？8.狗拉雪橇是因纽特人冬日常用的出行方式，阿拉斯加雪橇犬因为耐寒，耐力好而能够胜任这一工作现有一雪橇及货物总质量为 200 kg,设雪地能承受的最大压强为 5 000 Pa,地面对雪橇的摩擦力为重力的 0.1倍.(g= 10 N/kg)(1)试求雪橇面积最小应为多少？(2)如果每条阿拉斯加雪橇犬能提供 50 N的拉力，至少需要多

7、少只雪橇犬才能拉动雪橇？(3)因纽特人乘雪橇行过的雪地上会形成一层薄冰，请解释其形成的过程.9.2019年，我国航天事业取得了世界瞩目的又一项成就 一一“玉兔二号”月球车成功登陆月球背面图示为科技馆展厅内“玉兔二号”月球车的模型，质量为 36 kg.(g取10 N/kg)(1)模型车静止在水平地面上时，它对地面的压力为多少？16将该模型车静止在月球表面时，车若车轮与地面的总接触面积为 400 cm2，则车对地面的压强为多少？月球对它表面附近的物体的引力为地球对地面附近同一物体引力的 对月面的压强为多少?10.如图所示，夏天的街道上洒水车经常出现，降低了街道的温度，为市民提供更舒适的生活环境某洒

8、水车自重5 t,满载时可装5 m3的水，每个轮子与地面的接触面积为 50 cm2.求(g取10 N/kg):当洒水车满载并以 2 m/s的速度做匀速直线运动时，牵引力为 1X 105 N，则此时洒水车受到的摩擦力是多少？(2)洒水车以2 m/s的速度匀速行驶 5 min通过的路程是多少?(3)洒水车满载时对地面的压强是多少?(4)请用物理知识简要分析洒水车洒水时在水平路面匀速行驶一段时间后机械能的变化情况.参考答案1.解：(1)驱逐舰满载时所受的浮力为 F浮=G排=m排g= 12 500 x 103 kg x 10 N/kg = 1.25x 108 N直升飞机飞离驱逐舰，055驱逐舰所受的浮力

9、减少了 卩浮=G机=m机g= 13x 103 kg x 10 N/kg = 1.3x 105 N ,F 浮 13 x 105 n由阿基米德原理 F浮=p gV菲可知，055驱逐舰浸在水中的体积减小了 V排= x 3 k /m3x 10 N/kg =卩海g . g m g13 m32.解：(1)G= mg= 0.4 kg x 10 N/kg = 4 N F 浮=p水 gV 排=1.0 x 103 kg/m3x 10 N/kg x 1.25x 104 m3= 1.25 N正方体沉底，有 G = F支+ F浮，可得F支=G F浮=4 N 1.25 N = 2.75 N = F 压=F 支=2.75

10、NF压2.75 Np= E =1 100 Pa(3 1.25 x 104) 2 m23. 解:(1)物块 A体积为 V = (0.1 m)3= 103 m33 2 2 根据题意可得，物块A排开水的体积为V排=V- V 露= V-5V= 5V = 5x 0.001 m3= 4x 10 4 m3 物体 A 受到的浮力为 F 浮=p水gV 排=1x 103 kg/m3x 10 N/kg x 4x 10 4 m3= 4 NGa mA由于弹簧处于自然伸长的状态，重力等于浮力，故 Ga= F浮=4 N , mA=gA= 0.4 kg，所以密度p=p =y v物块A浸没时受到的浮力为 F浮=p水gV = 1

11、x 103 kg/m3x 10 N/kg x 103 m3= 10 N 由于Ga= 4 N，所以弹簧对物体 A的作用力F = F浮一Ga= 10 N 4 N = 6 N4.解：(1)物体漂浮时排开液体的体积为 2排=0.04 m2x 0.05 m = 2x 103 m3物体受到的浮力为 F 浮=p水 gV 排=1.0 x 103 kg/m3x 10 N/kg x 2x 10 3 m3= 20 N 物体受到的重力为 G物=F浮=20 N当物体浸没时，排开液体的体积为 V排=4x 103m3,物体受到的浮力为 F浮=p水gV排=1.0x 103 kg/m3x 10 N/kg x 4x 10 3 m

12、3= 40 N，压力 F 为 F = F 浮一G 物=40 N 20 N = 20 N，容器内水的体积 V 水=0.2 m2x 0.3 m =0.06 m3,容器内水受到的重力为 G水=p水gV水=1.0x 103 kg/m3x 10 N/kg x 0.06 m3 = 600 N，容器对地面的压力为F压=G水+ G物+ F= 600 N + 20 N + 20 N = 640 N，容器对地面的压强为 p =与=640 N2= 3 200 PaS 0.2 m23由题意得，物体露出水面的高度为 h露=V 5 cm = 一 5 cm = 0.05 m，施加压力F后，水面上升V- V排 2X 10一3

13、 m3咼度为h水= = 2 = 0.01 m,则物体下降的咼度为 h= h露一h水=0.05 m 0.01 m= 0.04 m，压S 0.2 m2力 F 做的功为 W= Fh = 20 N X 0.04 m= 0.8 J5.解：由图乙可知：G = 8 N，在浸没水中时 F拉=4 NF 浮=G F 拉=8 N 4 N = 4 N (2)由F浮=p水gV排得F 浮 4 N 一物体的体积V = V排= 3. , 3 = 4X 10 4 m3pKg 1 X 103 kg/m3 X 10 N/kgm G 8_N 3 3卩物=V = Vg = 4X 104 m3x 10 N/kg = 2 10 kg/m由

14、图乙可知，h= 4 cm时物块刚好浸没水中，因此从物块刚好浸没水中到 h = 10 cm过程中，水对物块下表面的压强变化为 p= p水g Zh= 1 X 103 kg/m3 X 10 N/kg X (10 4) X 102 m= 600 Pa6.解：(1)p 水=p水 gh= 1.0 X 103 kg/m3X 10 N/kg X (0.20 m 0.08 m) = 1 200 Pa因为A漂浮在水中，所以 F浮=Ga= 8 N当 A 漂浮在水中时，Ga= F 浮，即卩 pgV = p?水 gV 浸，所以 p= p；水 = 4X 1.0 X 103 kg/m3 = 0.8X 103 kg/m3V

15、51 14 11当A与B浸没水中时，小球 B对A的拉力F = 5p水gV = 4 p水g(V) = 4F浮=4X 8 N = 2 N，小球B受到的 2 N(1.8 X 103 kg/m3 1X 103 kg/m3)X 10 N/kg=2.5 X 104 m37.解：(1)当储水罐水位上升到 20 cm时，阀门所受水的压强为:p= p g=1.0X 103 kg/m3X 10 N/kg X 0.2 m = 2X 103 Pa开始冲水时，阀门受到水的压力为：F 阀=pS2= 2.0X 103 PaX 2.0X 10一3 m2= 4 N 由于浮筒、阀门、轻杆的重量不计，开始冲水时，浮筒对阀门的拉力刚

16、好等于水对阀门的压力F = F 阀=4 NF浮=F = 4 N，由阿基米德原理可得， 浮筒阀门拉起冲水时，浮筒对阀门的拉力等于浮筒受到的浮力，则浮筒底面积为$= 100 cm2= 102 m2，所以浮筒浸入水中部分的深度 H为8.解：当压强最大时，受力面积最小，根据 p = F得S= F = G =哑=200 5g0PN/kg = 0.4 m2S ppp 5 000 Pa雪橇所受的摩擦力 f= 0.1G= 0.1 x 200 kg x 10 N/kg = 200 N当拉力大于或等于地面对雪橇的摩擦力时，雪橇能被拉动，每条阿拉斯加雪橇犬可以提供 50 N的拉力，则拉动雪橇需要阿拉斯加雪橇犬约 2

17、00N = 4只50 N(3)雪橇行驶的雪面上的雪先熔化成为水，然后水放热凝固成冰.9.解：(1)模型车静止时对地面的压力 F = G= mg= 36 kg x 10 N/kg = 360 N车轮与地面的接触面积 S= 400 cm2= 4x 10_ 2 m2车对地面的压强 p= F = 360一N 2= 9x 103 PaS 4 x 10 2 m21 1在月球上“玉兔二号”受到的重力 G = 6G= 6 x 360 N = 60 N匚 C GC ki车对月面的压强p= W= 十=60 : 2= 1.5x 103 PaS S 4x 10 2 m210.解：(1)洒水车在做匀速直线运动时，受到的牵引力与摩擦力是一对平衡力，则受到的摩擦力 f= F =1x 105 N洒水车通过的路程 s= vt = 2 m/sx 5 x 60 s= 600 m酒水车装满水时水的质量 m水=p水V = 1.0x 103 kg/m3x 5 m3= 5 x 103 kgF G 总 mm、g (5x 103 kg + 5x 103 kg)x 10 N/kg 6洒水车满载时对地面的压强 p= =W= 刁2 = 5x 106 PaS S S 4x 50 x 10 4 m2(4)洒水车匀速行驶时，速度保持不变，行驶过程中向路面洒水，总质量减小，高度不变，故行驶一段时间 后的机械能减小