浮力计算题.docx

1、浮力计算题浮力-计算题-分流一解答题（共18小题）1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0.1m的正方体物块A，当容器中水的深度为20cm时，物块A有的体积露出水面，此时弹簧恰好处于自然伸长状态（已知水=1103 kg/m3，g取10N/kg）求：（1）物块A受到的浮力；（2）物块A的密度；（3）往容器缓慢加水，至物块A刚好浸没水中，立即停止加水，弹簧伸长了3cm，此时弹簧对木块A的作用力F2如图所示，放在水平桌面上的圆柱型容器重5N，底面积100cm2，细线上拉着重为3N的木块浸没水中，容器内水面由15cm上升到20cm求：（1）木块受到的浮力；（2）木块浸没水中后，容器

2、对桌面的压强（3）剪断绳子后，木块静止时液体对容器底的压强3将质量为0.8kg、体积为1103m3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4如图是常见的厕所自动冲水装置原理图，水箱内有质量m1=0.4kg，体积V=3103m3的浮筒P，另有一厚度不计，质量m2=0.2kg，面积S=8103m2的盖板Q盖在水箱底部的排水管上用细线将P、Q连接，当供水管流进水箱的水使浮筒刚好完全浸没时，盖板Q恰好被拉开，水

3、通过排水管流出冲洗厕所当盖板Q恰好被拉开的瞬间，求（g=10N/kg）（1）浮筒受到的浮力大小；（2）细线对浮筒P的拉力大小；（3）水箱中水的深度5如图甲所示，把边长为0.1m的正方体木块放入水中，静止时有的体积露出水面，然后在其上表面放一块底面积为2.0103m2的小柱体，如图乙所示，静止时方木块刚好全部浸入水中，（g=10N/Kg）（1）木块的密度（2）小柱体放在木块上面时对木块的压强6如图所示是很多公共厕所的自动冲水装置浮筒A是边长为0.2m的正方体，盖片B的面积为0.8102m2（盖片B质量、厚度不计），连接AB的是长为0.3m，体积和质量都不计的硬杆当供水管流进水箱的水刚好浸没浮筒A

4、时，盖片B被拉开，水通过排水管流出冲洗厕所（1）浮筒A的体积为多少m3？（2）浮筒A完全浸没时所受到的浮力是多少N？（3）当水箱的水刚好浸没浮筒A时，水对盖片B的压强是多少Pa？（4）当水箱的水刚好浸没浮筒A时，浮筒A的质量是多少？7如图所示，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8如图所示，甲、乙两长方体物块浸于烧杯水中，已知甲物块底面积20cm2，高10c

5、m，密度0.6103kg/m3，浸入水中部分深度8cm；甲通过一条细连接体积为100cm3的乙物块；烧杯底面积80cm2g=10N/kg，求：（1）甲物块受到的浮力；（2）乙物块的密度；（3）绳子剪断后，液面静止时比原来上升还是下降？高度变化多少？9某学校科技小组的同学们设计了一个自动冲刷厕所的水箱模型，这种水箱模型能把自来水管供给的较小流量的水储存到一定量后，自动开启放水阀门，冲刷便池中的污物如图是这种水箱模型的主要部件的截面示意图图中水箱A是一个底面积为200cm2的圆柱桶，桶的深度为60cm，上面敞口浮筒B是一个质量为m=0.2kg的空心密封圆柱体，其底面积S1为80cm2，高为30cm

6、；放水阀门C是一个质量可忽略的圆柱体，其底面积S2为40cm2，厚度d为1cm；放水阀门C能将排水管口恰好盖严，阀门上固定一根轻杆与浮筒相连，杆的长度为L当水箱中的水深达到H时，浮筒B刚好能将放水阀门C打开问（1）请求出水箱中的水深H与轻杆L的函数关系（2）当L为多长时，进水管不管进水多长时间也无法把阀门C打开10如图所示，用同种铝合金制成质量相等的金属盒和实心球各一个，把球放在盒内密封后它们恰好能悬浮在水中，如图甲所示；若把球用线吊在盒子下面放进水中，静止时，金属盒露出水面的部分为总体积的，此时的拉力为20N，如图乙所示（g取10N/kg）求：（1）铝合金的密度；（2）乙图中剪断线，金属盒静

7、止时，露出水面的体积与总体积之比11甲是一个足够高的圆柱形容器，内有一边长为10cm、密度为0.8103kg/m3的正方体物块物块底部中央连有一根长为20cm的细线，细线的另一端系于容器底部中央（图甲中看不出，可参见图乙）向容器内缓慢地倒入某种液体，在物块离开容器底后，物块的浮出液面（1）当液面高度升至何值时；细线中的拉力最大？（2）求细线的最大拉力（取g=10N/kg）12（1）有一个木块，把它浸在盛满水的溢水杯中时，从杯中溢出100g水，若把它浸在盛满酒精的溢水杯中，会从杯中溢出多少克酒精？（2）有一个铁块，把它浸在盛满水的溢水杯中时，从杯中溢出100g水，若把它浸在盛满酒精的溢水杯中，会

8、从杯中溢出多少克酒精？（酒精密度0.8103千克/米3，水的密度1.0103kg/s2，木块的密度0.5103kg/s2，铁的密度7.9103kg/s2）13如图所示，放在水平面上的圆柱形容器B高为20cm，底面积为0.03m2，容器中放一质量为0.8kg的正方体木块A，A的边长为10cm（g取10N/kg）问：（1）把水沿容器壁慢慢倒入容器中，当木块A对容器B的压强刚为零时，容器B中水的高度是多少？（2）继续向容器B中倒水，直至水刚好倒满容器，这时共倒入水体积是多少？14某同学学习了浮力的有关知识后，制作了一台浮力秤，可方便地称量物体的质量，其构造如甲所示已知小筒底面积为0.002m2，高度

9、为0.2m，小筒和秤盘总重为1.0N（1）如图甲当秤盘上不放物体时，小筒受到的浮力是多少？（2）如图乙，在秤盘上放一物体后，小筒浸入水深度h为0.1m，小筒受到的浮力是多少？该物体的质量为多少？（3）这台浮力秤最多能称量的物体质量为多少？15用细线拴着一个质量为0.2kg的实心小球，小球的密度为2.5103kg/m3把小球挂在弹簧秤上，弹簧秤挂在支架上，并将小球放到烧杯内，且与烧杯底部紧密接触调节支架的高度使弹簧秤的示数为1N，如图所示（g=10N/kg）求：（l）若往烧杯内注水，且把小球浸没，求此时的弹簧秤的示数F1（2）若把烧杯内的水换成另一种液体，且仍把小球浸没，此时弹簧秤的示数F2为0

10、.8N，求这种液体的密度16如图所示，把质量为40g的小木块放入底面积为100cm2的盛有水的小圆筒内，小木块浮于水面上整个装置质量为500g，再把小圆筒放入 盛有水的大圆筒中，能浮于水面上，此时大圆筒内水深为h1，小圆筒底离大圆筒底距离为h2，如图所示（1）木块受到的浮力多大？（2）大圆筒中的水对小圆筒底部的压强多大？（3）若把小木块从小圆筒中取出后放入大圆筒内，请分析当液面稳定后，h1和h2的大小变化情况g=10N/kg17如图所示为自动冲水装置，装置中的柱形供水箱的截面积为2000cm2，箱内有一个底面积为200cm2的圆柱形浮筒P，出水管口有一厚度不计、质量为0.5kg、面积为50cm

11、2的盖片Q盖住出水口，P（质量不计）和Q用细线相连，在图中所示位置时，连线恰好被拉直，箱中水面到供水箱底部的距离是20cm，若进水管每分钟进入9dm3的水，问：经过多长时间出水管被打开放水？18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，水=1.0103kg/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

12、时，上表面受到水的压强是多少Pa？浮力-计算题-分流参考答案与试题解析一解答题（共18小题）1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0.1m的正方体物块A，当容器中水的深度为20cm时，物块A有的体积露出水面，此时弹簧恰好处于自然伸长状态（已知水=1103 kg/m3，g取10N/kg）求：（1）物块A受到的浮力；（2）物块A的密度；（3）往容器缓慢加水，至物块A刚好浸没水中，立即停止加水，弹簧伸长了3cm，此时弹簧对木块A的作用力F【解答】解：（1）物块A体积V=（0.1m）3=1103m3，则V排=VV露=VV=V=1103m3=4104m3，则物块A受到的浮力F浮=水g

13、V排=1103kg/m310N/kg4104m3=4N；（2）弹簧恰好处于自然伸长状态时没有发生形变，F浮=G，即水gV排=物gV，则物体A的密度物=水=1103 kg/m3=0.4103kg/m3（3）物块A刚好完全浸没水中时，弹簧的弹力F=F浮G=水gV物gV=1103kg/m310N/kg1103m30.4103kg/m310N/kg1103m3=6N答：（1）物块A受到的浮力为4N；（2）物块A的密度为0.4103kg/m3；（3）此时弹簧对木块A的作用力F为6N2如图所示，放在水平桌面上的圆柱型容器重5N，底面积100cm2，细线上拉着重为3N的木块浸没水中，容器内水面由15cm上升

14、到20cm求：（1）木块受到的浮力；（2）木块浸没水中后，容器对桌面的压强（3）剪断绳子后，木块静止时液体对容器底的压强【解答】解：（1）木块受到的浮力：F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg（0.2m0.15m）1102m2=5N；（2）根据G=mg、和V=Sh可得，水的重力：G水=水V水g=1.0103kg/m30.15m1102m210N/kg=15N，木块浸没水中后，容器对桌面的压力：F=G水+G木+G容=15N+5N+3N=23N，木块浸没水中后，容器对桌面的压强p=2300Pa；（3）静止时，木块漂浮，则浮力等于木块的重力，即G木=水gV排1，木块排开水的体积：V排1=

15、3104m3；水面上升的高度：h=0.03m，剪断绳子后，木块静止时水面的总高度：h1=0.15m+0.03m=0.18m剪断绳子后，木块静止时液体对容器底的压强：p1=水gh1=1.0103kg/m310N/kg0.18m=1800Pa答：（1）木块受到的浮力为5N；（2）木块浸没水中后，容器对桌面的压强为2300Pa；（3）剪断绳子后，木块静止时液体对容器底的压强为1800Pa3将质量为0.8kg、体积为1103m3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

16、的密度；（3）当压木块的力为1.6N时，木块露出液面的体积【解答】已知：m木=0.8kg，V木=1103m3，F=2N，g=10N/kg，求：（1）木；（2）液；（3）当压木块的力为1.6N时，V露解：（1）由题意可知，m木=0.8 kg，V木=1.0103m3；木块的密度木=0.8103kg/m3；（2）当F=2N的力使木块浸没水中时，对木块进行受力分析如图所示：木块的重力G木=m木g=0.8kg10N/kg=8N；木块刚好浸没在液体中处于静止状态，F浮=F+G木=2N+8N=10N；根据F浮=G排，G排=液gV排，所以液=1.0103kg/m3（3）当F=1.6N时，则：F浮=F+G木=1

17、.6N+8N=9.6N；F浮=液gV排，V排=9.6104m3；V露=V木V排=1.0103m39.6104m3=4105m3；答：（1）木块的密度是0.8103kg/m3；（2）液体的密度是1.0103kg/m3；（3）当压木块的力为1.6N时，木块露出液面的体积为4105m34如图是常见的厕所自动冲水装置原理图，水箱内有质量m1=0.4kg，体积V=3103m3的浮筒P，另有一厚度不计，质量m2=0.2kg，面积S=8103m2的盖板Q盖在水箱底部的排水管上用细线将P、Q连接，当供水管流进水箱的水使浮筒刚好完全浸没时，盖板Q恰好被拉开，水通过排水管流出冲洗厕所当盖板Q恰好被拉开的瞬间，求（

18、g=10N/kg）（1）浮筒受到的浮力大小；（2）细线对浮筒P的拉力大小；（3）水箱中水的深度【解答】解：（1）浮筒P排开水的体积：V排=V=3103m3，浮筒P所受的浮力：F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg3103m3=30N；（2）F浮=GP+F拉F拉=F浮GP=30N0.4kg10N/kg=26N；（3）盖板Q恰好被拉开，水对盖板的压力F压加上盖板的重力G盖等于细线的拉力F拉，G盖+F压=F拉=26N，F压=F拉G盖=26N0.2kg10N/kg=24N，F压=pS=ghS，h=0.3m答：（1）浮筒受到的浮力大小为30N；（2）细线对浮筒P的拉力大小为26N；（3）水箱

19、中水的深度为0.3m5如图甲所示，把边长为0.1m的正方体木块放入水中，静止时有的体积露出水面，然后在其上表面放一块底面积为2.0103m2的小柱体，如图乙所示，静止时方木块刚好全部浸入水中，（g=10N/Kg）（1）木块的密度（2）小柱体放在木块上面时对木块的压强【解答】解：（1）甲图中木块受到的浮力F浮甲=水gV木=1000kg/m310N/kg（0.1m）3=6N木块漂浮时浮力等于自身的重力，F浮甲=G木=m木g，所以m木=0.6kg，木块的密度=0.6103kg/m3答：木块的密度为0.6103kg/m3（2）小柱体的重力等于木块的体积产生的浮力，G=F浮=水gV木=1000kg/m3

20、10N/kg（0.1m）3=4N，小柱体对木块的压力等于自身的重力，F=G=4N，对木块的压强P=2000Pa答：小柱体放在木块上面时对木块的压强为2000Pa6如图所示是很多公共厕所的自动冲水装置浮筒A是边长为0.2m的正方体，盖片B的面积为0.8102m2（盖片B质量、厚度不计），连接AB的是长为0.3m，体积和质量都不计的硬杆当供水管流进水箱的水刚好浸没浮筒A时，盖片B被拉开，水通过排水管流出冲洗厕所（1）浮筒A的体积为多少m3？（2）浮筒A完全浸没时所受到的浮力是多少N？（3）当水箱的水刚好浸没浮筒A时，水对盖片B的压强是多少Pa？（4）当水箱的水刚好浸没浮筒A时，浮筒A的质量是多少？

21、【解答】解：（1）浮筒A的体积为VA=a3=（0.2m）3=8103m3；（2）浮筒A所受的浮力为FA=水gVA=1.0103kg/m39.8N/kg8103m3=78.4N（3）当浮筒刚好浸没时，盖片处水的深度为h=0.2m+0.3m=0.5m盖片B受到水的压强为P=gh=1.0103kg/m39.8N/kg0.5m=4.9103Pa（4）盖片B对A的拉力F拉=PS=4.9103Pa0.8102m2=39.2N，由题知，浮筒A受到的浮力FA=GA+F拉，GA=FAF拉=78.4N39.2N=39.2N浮筒A的质量为mA=4kg答：（1）浮筒A的体积为8103m3；（2）浮筒A所受的浮力为78

22、.4N；（3）当浮筒刚好浸没时盖片B受到水的压强为4.9103Pa；（4）浮筒A的质量为4kg7如图所示，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【解答】解：（1）石块所受浮力F浮=液gV排=1103kg/m310N/kg100106m3=1N答：石块所受浮力为1N（2）容器底面积S=50cm2，水的体积V水=Sh=50cm210cm=5102cm3，水的重力G

23、水=m水g=水gV水=1103kg/m310N/kg5102106m3=5N答：容器中水的重力为5N（3）容器对水平地面压强为P=1.6103Pa答：容器对水平地面的压强为1.6103Pa8如图所示，甲、乙两长方体物块浸于烧杯水中，已知甲物块底面积20cm2，高10cm，密度0.6103kg/m3，浸入水中部分深度8cm；甲通过一条细连接体积为100cm3的乙物块；烧杯底面积80cm2g=10N/kg，求：（1）甲物块受到的浮力；（2）乙物块的密度；（3）绳子剪断后，液面静止时比原来上升还是下降？高度变化多少？【解答】解：（1）甲物体排开水的体积：V排甲=S甲h甲浸=20cm28cm=160c

24、m3=1.6104m3，甲物块受到的浮力：F浮甲=水gV排甲=1.0103kg/m310N/kg1.6104m3=1.6N；（2）甲的体积：V甲=S甲h甲=20cm210cm=200cm3=2104m3，甲的重力：G甲=m甲g=甲V甲g=0.6103kg/m32104m310N/kg=1.2N，物体乙受到的浮力：F浮乙=水gV排乙=水gV乙=1.0103kg/m310N/kg100106m3=1N，因甲乙整体漂浮，受到的浮力和重力相等，所以，G甲+G乙=F浮甲+F浮乙，即1.2N+G乙=1.6N+1N，解得：G乙=1.4N，乙物体的密度：乙=1.4103kg/m3；（3）绳子剪断后，乙排开水的

25、体积不变，甲物体仍然漂浮，此时甲排开水的体积：V排甲=1.2104m3=120cm3，液面静止时减少的体积：V=V排甲V排甲=160cm3120cm3=40cm3，液面下降的高度：h=0.5cm答：（1）甲物块受到的浮力为1.6N；（2）乙物块的密度为1.4103kg/m3；（3）绳子剪断后，液面静止时比原来下降，高度变化0.5cm9某学校科技小组的同学们设计了一个自动冲刷厕所的水箱模型，这种水箱模型能把自来水管供给的较小流量的水储存到一定量后，自动开启放水阀门，冲刷便池中的污物如图是这种水箱模型的主要部件的截面示意图图中水箱A是一个底面积为200cm2的圆柱桶，桶的深度为60cm，上面敞口浮

26、筒B是一个质量为m=0.2kg的空心密封圆柱体，其底面积S1为80cm2，高为30cm；放水阀门C是一个质量可忽略的圆柱体，其底面积S2为40cm2，厚度d为1cm；放水阀门C能将排水管口恰好盖严，阀门上固定一根轻杆与浮筒相连，杆的长度为L当水箱中的水深达到H时，浮筒B刚好能将放水阀门C打开问（1）请求出水箱中的水深H与轻杆L的函数关系（2）当L为多长时，进水管不管进水多长时间也无法把阀门C打开【解答】解：由题知：H=60cm；mB=0.2kg；S1=80cm2；hB=30cm；S2=40cm2；d=1cm；（1）设浮筒B浸入水中的深度至少为h时阀门C刚好被打开；方法一：以B为研究对象，受力分

27、析如图甲所示：F浮=GB+F拉以C为研究对象，受力分析如图乙所示：F拉=F压因为F拉=F拉，所以F浮=GB+F压即：水gS1h=mBg+水gS2（h+L）代入数据解得：h=5+L则水深为：H=h+L+d即：H=2L+6cm方法二：以B和C整体作为研究对象g（HLd）S1g（Hd）S2=mg解得：代入数据得：H=2L+6cm（2）根据题意可知：H30cm+L+dH60cmH=2L+6cm由以上3式的L25cm答：（1）水箱中的水深H与轻杆L的函数关系是：H=2L+6cm（2）当L25cm时，进水管不管进水多长时间也无法把阀门C打开10如图所示，用同种铝合金制成质量相等的金属盒和实心球各一个，把球

28、放在盒内密封后它们恰好能悬浮在水中，如图甲所示；若把球用线吊在盒子下面放进水中，静止时，金属盒露出水面的部分为总体积的，此时的拉力为20N，如图乙所示（g取10N/kg）求：（1）铝合金的密度；（2）乙图中剪断线，金属盒静止时，露出水面的体积与总体积之比【解答】解：（1）设金属盒的体积为V盒，金属球的体积为V球，二者的质量为：m（二者质量相等），甲乙两种情况，一次悬浮，一次漂浮，均有F浮=水gV排，即两次排开水的体积相同，可得：V盒=（1）V盒+V球，所以V球=V盒；而F浮=G，即：水gV排=2mg，则水gV盒=2铝gV球，所以有：铝=3水=3103kg/m3；（2）对甲乙两种情况，进行受力分

29、析：金属盒悬浮时有：2mg=水gV排，（V盒=V排），金属球悬在金属盒下面时：对金属盒进行受力分析有mg+20N=水g（1）V盒；对金属球进行受力分析有：mg=20N+水gV球解之：V盒=6103m3，m=3kg，V球=1103m3；当绳子剪断后，金属盒处于漂浮，G=F浮，即：mg=水gV排1所以，V排1=3103m3；所以，露出液面的体积：V露=V盒V排1=6103m33103m3=3103m3；由于V露=V排1，所以盒静止时有一半体积露出水面，V总=V盒+V球=6103m3+1103m3=7103m3，则金属盒静止时，露出水面的体积与总体积之比：=答：（1）铝合金的密度为3103kg/m3；（2）乙图中剪断线，金属盒静止时，露出水面的体积与总体积之比为3：711甲是一个足够高的圆柱形容器，内有一边长为10cm、密度为0.8103kg/m3的正方体物块物块底