内容正文:
第10章 浮力
专题七 压强、浮力综合计算
关于压强与浮力的综合计算,解题时主要是根据题目的问题和所提供的的条件确定所应用的公式。
2.p=ρgh是液体和各种水平面上的直柱体压强的专用公式。
3.计算浮力的方法
(1)称重法F浮=G-F;(2)压力差法F浮=F向上-F向下;(3)阿基米德原理法F浮=G排或F浮=ρ液gV排;(4)漂浮或悬浮条件:F浮=G物,适用于漂浮或悬浮的自由状态的物体.注意:同一物体漂浮在不同液体里,所受浮力相同;同一物体漂浮在不同液体里,在密度大的液体里浸入的体积小;漂浮物浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几;将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力.
一、压强计算
1.(2022春·新会区校级期中)如图所示,一平底圆柱状杯子放在水平桌面上,杯子的底面积是50 cm2。杯子装上8 cm高的水后,杯子和水的总质量是0.6 kg,求:
(1)杯子对桌面的压力和压强。
解:杯子对桌面的压力:F=G总=m总g=0.6 kg×10 N/kg=6 N,
1.(2022春·新会区校级期中)如图所示,一平底圆柱状杯子放在水平桌面上,杯子的底面积是50 cm2。杯子装上8 cm高的水后,杯子和水的总质量是0.6 kg,求:
(2)水对杯底的压力和压强。(杯壁的厚度忽略不计,水的密度是1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
解:水对杯底产生的压强:p2=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.08 m=800 Pa,
水对杯底的压力为:F′=p2S=800 Pa×50×10-4 m2=4 N。
2.(2022春·顺德区校级月考)我国2019年装备了新型号的两栖坦克,该坦克静止在地面时质量m=2 000 kg,最高处的顶舱门离地h=2.5 m,顶舱门面积为S1=2 500 cm2,每条履带与地面接触面积S2=2.0 m2。当坦克停在地面上时,求:
(1)坦克对地面的压力是多大?
解:因物体对水平面的压力和自身的重力相等,
所以,坦克对地面的压力:F=G=mg=2 000 kg×10N/kg=2×104 N;
2.(2022春·顺德区校级月考)我国2019年装备了新型号的两栖坦克,该坦克静止在地面时质量m=2 000 kg,最高处的顶舱门离地h=2.5 m,顶舱门面积为S1=2 500 cm2,每条履带与地面接触面积S2=2.0 m2。当坦克停在地面上时,求:
(2)坦克对地面的压强是多大?
(3)当该坦克进入水深为3 m的河中行驶时(不考虑在淤泥中下陷的深度),求此时坦克顶舱门受到水的压力是多少N?
解:当该坦克进入水深为H=3 m的河中行驶时,
坦克顶部所处的深度:h水=H-h=3 m-2.5m=0.5 m,
坦克顶部受到水的压强:p水=ρ水gh水=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.5 m=5×103 Pa,
此时坦克顶舱门受到水的压力:F水=p水S1=5×103 Pa×2 500×10-4 m2=1.25×103 N。
二、浮力计算
3.(2022春·紫金县期末)用弹簧测力计悬挂一圆柱体,将该圆柱体从液面开始缓慢浸入水中,如图甲所示。弹簧测力计的示数F与圆柱体下表面到水面距离h的变化关系如图乙所示。求:(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)圆柱体的质量;
3.(2022春·紫金县期末)用弹簧测力计悬挂一圆柱体,将该圆柱体从液面开始缓慢浸入水中,如图甲所示。弹簧测力计的示数F与圆柱体下表面到水面距离h的变化关系如图乙所示。求:(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(2)圆柱体的体积;
3.(2022春·紫金县期末)用弹簧测力计悬挂一圆柱体,将该圆柱体从液面开始缓慢浸入水中,如图甲所示。弹簧测力计的示数F与圆柱体下表面到水面距离h的变化关系如图乙所示。求:(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(3)圆柱体的密度。
4.(2022春·中山市期末)我国第二艘075型两栖攻击舰在上海某造船厂下水,该舰舰长250 m,宽30 m,具有4个直升机起降点,满载排水量40 000 t。(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10 N/kg)
(1)当075型两栖攻击舰行驶到某海域时,舰底受到的海水压强为7.2×104Pa,此时舰底所处的深度为多少?
4.(2022春·中山市期末)我国第二艘075型两栖攻击舰在上海某造船厂下水,该舰舰长250 m,宽30 m,具有4个直升机起降点,满载排水量40 000 t。(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10 N/kg)
(2)当075型两栖攻击舰满载行驶在海面上时,其所受的浮力为多少?
解:当075型两栖攻击舰满载行驶在海面上