内蒙古包头市中考物理总复习专项训练03压强浮力的相关计算Word文档下载推荐.docx

1、水上2250 t,水下3000 t最大潜水深度300 m最大航速水上30 km/h,水下36 km/h最大输出功率（水下）3000 kW（1）潜艇在水上航行时受到的浮力是多少?在水下行驶时排开水的体积是多少?（2）潜艇由水下某位置下潜到最大潜水深度处,潜艇上一个面积是400 cm2的观察口受到海水的压力增大了4104 N,则潜艇原来位置的深度是多少?（3）潜艇在水下以最大输出功率匀速行驶1 h,发动机输出的能量是多少?若发动机以最大输出功率工作时螺旋桨推进器效率为80%,潜艇以最大航速匀速行驶时受到水的平均阻力f是多少?|强化训练|1.如图ZX3-3所示,用细线将正方体A和物体B相连放入水中,

2、两物体静止后恰好悬浮,此时A上表面到水面的距离为0.12 m。已知A的体积为1.010-3 m3,所受的重力为8 N;B的体积为0.510-3 m3。求:图ZX3-3（1）A上表面所受水的压强。（2）B所受重力的大小。（3）细线对B的拉力的大小。2.2018襄阳 一个圆柱形杯身的杯子,装12 cm高的水（杯子厚度忽略不计）密封后放在水平桌面上,如图ZX3-4甲所示。再将杯子分别倒置在盛有水和某种液体的容器中,静止后杯子内外液面高度差如图乙、丙所示。（1）图甲中杯底受到水的压强。（2）图丙中液体的密度。（3）如果杯子自身质量为80 g,则杯内水的质量是多少。图ZX3-43.2017宜昌 2017

3、年4月2日上午,中国第二艘航空母舰001A在大连船厂举行下水仪式,据外界猜测,001A的排水量可达6万吨,“标准排水量”是指人员武装齐备,但不包含燃油、滑油、备用锅炉水在内的排水量。第（1）（2）小问计算中g取10 N/kg,海水=1103 kg/m3（1）若该航空母舰标准排水量为6万吨,则此状态下航空母舰受到海水的浮力是多少?（2）若装载燃油、滑油、备用锅炉水的质量共1.8万吨到达满载,则航空母舰受到的浮力比标准排水量时增大了多少?满载后排开水的体积为多少?（3）已知印度洋的海水密度小于太平洋的海水密度,当这艘航空母舰满载时从太平洋行驶到印度洋时（不考虑燃油、食物、淡水等物质的消耗,舰体浸水

4、部分当作长方体）。舰身会（选填“上浮一些”“下沉一些”或“保持不变”）。其排水量将（选填“变大”“不变”或“变小”）。舰底受到海水的压强将（选填“变大”“不变”或“变小”）。4.2018咸宁 小宇给家里楼顶的水箱制作了一个自动加水装置,初步设计如图ZX3-5所示,将两个完全相同的实心圆柱体A、B通过细线与一压力传感开关相连,吊在水平放置的圆柱形水箱中,已知每个圆柱体重为6 N,底面积为50 cm2。当水箱储水深度降到10 cm,圆柱体B一半浸在水中时,压力传感开关所受拉力达到10 N,其闭合开始加水。（细线质量与体积均忽略不计,g取10 N/kg）（1）求刚开始加水时,水箱底部所受水的压强。（

5、2）求圆柱体的密度。（3）当水箱储水深度达到1.5 m 时,压力传感开关所受拉力为5 N,其断开停止加水,求应设计A、B间细线的长度。图ZX3-5参考答案真题回顾1.解:（1）圆筒形容器B所受的重力G筒=m筒g=0.110 N=1 N,根据浮力的产生原因,装有体积为V的液体A后容器B放入水中后受到的浮力F浮=F向上=pS=2.8103 Pa2.510-3 m2=7 N,则体积为V液体A受到的重力GA=F浮-G筒=7 N-1 N=6 N,液体A的密度A=1.8103 kg/m3。（2）因为容器B悬浮,故有 F浮=G筒+AgVA=水gV,得VA=510-4 m3。2.解:（1）甲图中,水的深度h1

6、=9 cm=0.09 m,水对容器底部产生的压强p=水gh1=1.0103 kg/m310 N/kg0.09 m=900 Pa。（2）已知容器底面积为物块底面积的4倍,假设物块底面积为S,则容器底面积为4S,水的体积为V水=4Sh1,乙图中,把高为15 cm的柱形物块放入容器内9 cm的水中静止时,水的深度h水=12 cm=0.12 m;因h水=0.12 mh物=0.15 m,所以物块不会浸没在水中,则物块排开水的体积V排=S物h水=Sh水,物块受到的浮力F浮=水V排g=水Sh水g,物块受到的重力G物=物V物g=物S物h物g=物Sh物g,则物块对容器底的压力F=G物-F浮=物Sh物g-水Sh水

7、g,物块对容器底部产生的压强p=物h物g-水h水g=1.50.15 m 10 N/kg-1.00.12 m10 N/kg=1050 Pa。3.解:（1）潜艇在水上航行时漂浮在水面上,则其受到的浮力F浮1=G排上=m排上g=2250103 kg10 N/kg=2.25107 N,由题意可知,水下航行时排开水的体积为V排下=3000 m3。（2）由题意可知,潜艇观察口受到海水的压强的变化量p=1106 Pa,在最大深度受到水的压强p2=gh2=1.0300 m=3则在原来的位置受到水的压强p1=p2-p=3106 Pa-1106 Pa=2潜艇原来位置的深度h1=200 m。（3）发动机输出的能量W

8、=Pt=3106 W3600 s=1.081010 J,发动机的有用功率P有=P=80%3106 W=2.4106 W,由已知,最大航速v=36 km/h=10 m/s,则最大航速匀速行驶时的牵引力的大小F牵=2.4105 N,潜艇匀速行驶,受到平衡力的作用,则最大航速匀速行驶时受到水的平均阻力f=F牵=2.4105 N。强化训练（1）由题意可知,A上表面所受水的压强为p=水gh=10.12 m=1.2（2）由题意可知, A和B受到的总浮力为F浮=水g（VA+VB）=1（1.010-3 m3+0.510-3 m3）=15 N,由于 A和B一起悬浮在水中,则有F浮=GA+GB,故B受到的重力大小

9、为GB=F浮-GA=15 N-8 N=7 N。（3）由题意可知,B受到的浮力的大小为F浮B=水gVB=1.00.510-3 m3=5 N,此时B在竖直向下的重力GB、竖直向上的浮力F浮B和竖直向上的拉力F的作用下处于静止状态,所以细线对B的拉力大小为F=GB-F浮B=7 N-5 N=2 N。（1）图甲中杯底受到水的压强p=水gh=1.00.12 m=1200 Pa。（2）设杯子的底面积为S,由图乙、丙可知,杯子在水中漂浮,在液体中悬浮,受的浮力均等于杯子和水的总重力,F浮水=F浮液,令h1=0.12 m,h2=0.04 m,h3=0.08 m,则水gS（h1+h2）=液gS（h1+h3）,解得

10、液=0.8（3）G杯=m杯g=0.08 kg10 N/kg=0.8 N,由（2）可知,图乙中F浮水=G杯+G水,即水gS（h1+h2）=G杯+水gSh1,则杯子底面积S=210-3 m2,杯内水的质量m水=水V水=水Sh1=1.0210-3 m20.12 m=0.24 kg。（1）若航空母舰标准排水量为6万吨,根据阿基米德原理,该航空母舰在此状态下受到的浮力F浮=G排=m排g=610410 N/kg=6108 N。（2）因航空母舰漂浮,故满载时受到的浮力F浮=G排=m排g=（m排+m）g=（6103 kg+1.8103 kg）10 N/kg=7.8108 N;航空母舰满载时受到的浮力比标准排水

11、量时的增大了F浮=F浮-F浮=7.8108 N-6108 N=1.8由F浮=液gV排可得,满载后排开水的体积V排=7.8104 m3。（3）下沉一些不变不变4.解:（1）刚开始加水时,水的深度h1=10 cm=0.1 m,水箱底部所受水的压强p=水gh1=10.1 m=1（2）由题知,圆柱体B一半浸在水中时,压力传感开关所受拉力达到10 N,把两个圆柱体看作一个整体,受向上的浮力、向上的拉力和向下的总重力,由力的平衡条件可得:F浮+F拉=G总,此时圆柱体B受到的浮力F浮=G总-F拉=26 N-10 N=2 N,圆柱体B浸在水中的体积V排=10-4 m3,则圆柱体B的体积V=2V排=210-4

12、m3=4圆柱体密度=1.5（3）当水箱储水深度达到h2=1.5 m 时,压力传感开关所受拉力为5 N,此时A、B受到的总浮力F浮=G总-F拉6 N-5 N=7 N,A、B浸入水中的总体积V排=7由（2）可知A、B的总体积V总=2V=2410-4 m3=810-4 m3,因此VV排V总,所以此时B会浸没在水中,而A不会全部浸在水中,A浸入水中部分的体积为VA排=V排-V=710-4 m3-410-4 m3=310-4 m3,A浸入水中的高度hA排=0.06 m。当水深为h1=10 cm时,B浸入水中的深度hB排=0.04 m,圆柱体B的高hB=2hB排=20.04 m=0.08 m。A、B间细线的长度h=h2-h1-（hB-hB排）-hA排=1.5 m-0.1 m-（0.08 m-0.04 m）-0.06 m=1.3 m。