2024年中考物理专题训练——浮力的综合计算

2024年中考物理专题训练——浮力的综合计算 1.在建设桥梁时,需将一重为3 104N正方体桥梁部件从运输船上转移至河水中。 (1)用吊车将该部件从运输船上匀速向上提升,如图甲所示。20s时间内,拉力F对部件做了6 104J的功,计算这个过程中: ①拉力F做功的功率;②部件上升的距离。 (2)如图乙所示,缓慢的将部件匀速投入水中。水对部件下表面的压力记作F1,水对部件上表面的压力记作F2,二者与部件下表面在水中的深度h的关系如图丙所示(忽略水的阻力)。求: 图丙所示过程中,部件浸没时受到的浮力。 2.排气阀是供暖设备中的重要部件,它能及时排出管内热水汽化产生的气体,使水正常流动,从而保证供暖效果。排气阀工作原理如图所示:水中气体在流动过程中,积聚于封闭的排气阀内,使阀内气压变大,浮筒随水面一起下降,此时阀内气体排出使气压变小,从而浮筒上升,堵杆重新堵住排气孔。 (1)水管内的水流速度至少达到0.25米/秒才能携带气泡流动。若水管总长为60米,要使水流能携带气泡流动,则水从水管起始端流到终端最多要多少时间? (2)排气阀中的浮筒和堵杆总质量为0.02千克,计算排气阀排气时浮筒浸在水中的体积。(水的密度取1.0 103千克/米3) 3.小亮为探究金属做成的轮船能浮在水面的原因。他找到一块实心立方体金属块,用测力计测出金属块的重力为27N,把它放入盛水的圆柱形容器中,金属块沉底,水面深度由15cm升高到20cm,容器底面积为200cm2,然后他把这个金属块加工成船型(加工过程中质量和体积不变),成功漂浮在水面上。()求: (1)水深20cm时,水对容器底的压强及金属块沉底静止时,金属块对容器底的压强; (2)沉底与漂浮两次排开水的体积差。 4.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,弹簧测力计示数下与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示。(已知水的密度 水=1.0 10 kg/m )求: (1)物块完全浸没在水中时受到的浮力; (2)物块的密度; (3)物块刚好浸没时,水对物块下表面的压强。 5.如图所示,圆柱形容器中盛有某种液体,该液体的密度为0.8 103kg/m3.一个体积为1000cm3、重力为6N的实心物体被细线系在容器底部,此时液体的深度为60cm。求: (1)液体对容器底部的压强; (2)细线对物体的拉力; (3)剪断细线后,物体最终露出液体表面的体积。 6.如图所示,一立方体物块静止在水平地面上,已知物块的边长L=0.1m,密度 =2.7 103kg/m3,水的密度 水=1.0 103kg/m3,g=10N/kg。 (1)求物块的质量; (2)求物块对水平地面的压强; (3)把物块放入足够多的水中,求物块静止时受到的浮力大小。 7.2021年4月25印度尼西亚的一艘排水量1390吨的潜艇在海下300m处断裂,通过水下搜索发现了海面下850m处的失事潜艇。应印方要求,我国派出排水量为7000吨的军舰协助施救。为了安全打捞一块排水体积为20m3的残骸,须进行相关的数据分析。假设残骸出水前以0.5m/s的速度向上做匀速直线运动,起重机的拉力1.5 106N。已知海水密度为1.03 103kg/m3。求: (1)此潜艇残骸在海底受到的浮力; (2)850m深处海水的压强; (3)残骸在海水中向上做匀速直线运动时起重机的功率。 8.在探究影响浮力大小因素的实验中,老师提供了横截面积为20cm2的金属圆柱体,如图甲所示,小明将圆柱体通过细线(体积和质量均不计)悬挂于弹簧测力计上,如图乙所示,静止时弹簧测力计的示数为2N。他将圆柱体慢慢放入水中,如图丙所示,当圆柱体有一半体积浸入水中时,弹簧测力计示数为1.2N。(g=10N/kg, 水=1 103kg/m3) (1)将圆柱体竖直放于水平地面上时,求水平地面受到的压强; (2)求圆柱体的体积; (3)求圆柱体的密度。 9.如图所示,将密度为0.6 103kg/m3,高度为8cm,底面积为20cm2的实心圆柱体竖直放在底面积为100cm2水平放置的容器中(水的密度为1.0 103kg/m3,g取10N/kg) (1)没加水时,圆柱体对容器底的压强; (2)向容器内加水,当水加到3cm深时,求容器底对圆柱体的支持力大小; (3)继续向容器中加水,当水深为6cm时,求圆柱体竖直静止时,圆柱体浸入水中的深度h。 10.3月23日因巨型货轮“长赐”号在苏伊士运河新航道搁浅,导致苏伊士运河“瘫痪”,引发广泛关注。“长赐”号长约400m,宽约59m,满载时总质量为2.2 105t,吃水深度16m(是指船舶浸入水下部分的最大深度),是目前营运的巨型船舶之一。标准集装箱的尺寸约