内容正文:
第一部分 专题训练
微专题6 浮力的计算
1 (2023·山东泰安)某同学受“怀丙打捞铁
牛”故事的启发,设计了如下“打捞”过程:
图甲中,金属块A 部分陷入淤泥内,轻质小
船装有18N的沙石,细绳将金属块A 和小
船紧连,细绳对小船的拉力为2N,水面与
船的上沿相平;将小船内所有沙石清除后,
金属块A 被拉出淤泥静止在水中,如图乙
所示。已 知 金 属 块 A 的 体 积 为 2×
10-4m3,ρ水 =1.0×103 kg/m3,g 取
10N/kg,小船的质量忽略不计,细绳的质
量和体积忽略不计。
(1)甲图中,金属块 A 上表面距 离 水 面
50cm,求 金 属 块 A 上 表 面 受 到 的 水 的
压强;
(2)乙图中,小船有25
体积露出水面,求金
属块A 的密度。
2 (2023·山东聊城模拟)如图所示,水平地
面上有一底面积为1.5×10-2m2的圆柱形
容器,容 器 中 水 深 40cm,一 个 边 长 为
10cm的正方体物块通过一根细线与容器
底部相连,细线受到的拉力为4N。(g=
10N/kg)求:
(1)此时容器底受到水的压强和压力;
(2)此时物块受到的浮力和物块的质量;
(3)细线剪断后,物块静止时浸入水中的
体积。
3 (2023·重庆)桔槔是《天工开
物》中记载的一种原始的汲水
工具。如图所示,硬杆用细绳
悬挂在树上,杆可绕O点自由
旋转且与树之间无作用力,用
细绳将重力为20N、容积为2.8×10-2m3
的桶悬挂在B 端,在A 端重120N的拗石
辅助下,人可轻松将一桶水从井中提起,
OA∶OB=3∶2;悬挂桶的绳子始终保持
在竖直方向上,忽略杆和绳的重力。
(1)桶装满水时,求水的质量;
(2)空 桶 在 井 中 漂 浮 时,求 桶 排 开 水 的
体积;
049
5M5% M 2 / 物理
(3)一重力为480N的人用桔槔将装满水
的桶提出水面后(忽略桶外壁沾水),桔槔
处于平衡状态时,人与地面的受力面积为
500cm2,求人对地面的压强。
4 (2023·山东滨州)“且夫水之积也不厚,则
其负大舟也无力。覆杯水于坳堂之上,则
芥为之舟;置杯焉则胶,水浅而舟大也。”出
自战国庄子的《逍遥游》。从文中大舟与水
的关系,我们可以得到这样的启示:求大学
问,干大事业,必须打下坚实、深厚的基础。
但从物理的角度,“水之积也不厚,则其负
大舟也无力”是指水的深度还是水的质量
呢? 即物体能否在水中漂浮(所受浮力的
大小),究竟与水的深度有关还是与水的质
量有关呢? 为了探究这一问题,某兴趣小
组用烧杯、水、圆柱形木块、刻度尺等器材,
进行了如下探究,如图所示。
将两个完全相同的底面积为8cm2,高为
10cm的圆柱形木块,分别放入底面积为
10cm2和12cm2的甲、乙两个容器中,分别
向两个容器中加水,观察和记录每个容器
每次加水的深度和木块的状态,实验数据
及现象记录如下表所示。实验中,容器足
够高,无水溢出,不考虑木块吸水,ρ水 =
1.0×103kg/m3,g=10N/kg。根据实验
现象和实验数据,
实验
次数
容器中水深(h/cm)和木块的状态
甲容器
甲容器
中木块
乙容器
乙容器
中木块
1 4cm 不能浮起 4cm 不能浮起
2 5cm 不能浮起 5cm 不能浮起
3 6cm 刚好浮起 6cm 刚好浮起
4 7cm 浮起 7cm 浮起
(1)求甲容器中木块刚好浮起时,水对容器
底部的压强;
(2)求木块的密度;
(3)木块刚好浮起时,甲、乙容器分别加入
水的质量。由计算结果和实验现象判断:
木块能否浮起,取决于容器中水的深度还
是水的质量?
(4)求实验完成,把木块从甲容器拿出,甲
容器对桌面压强的变化量。