内容正文:
专题特训 浮力问题的分析、判断与计算
类型一 浮力产生原因的运用
1. (2023·绵阳涪城期末)如图所示,Q为一铜制零件,其上部为棱长L=0.4 m的立方体,下部为棱长l=0.1 m的立方体,Q的下表面与容器底面完全黏合,且水面正好与Q的上表面相平,则零件受到的浮力为(g取10 N/kg)( C )
A. 0 N B. 200 N C. 600 N D. 800 N
(第1题)
C
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类型二 阿基米德原理的运用
2. (2023·合肥蜀山校级期中)在弹簧测力计下挂一个圆柱体M,让M从盛有水的容器上方逐渐竖直浸入水中,弹簧测力计的示数F随圆柱体下表面在水中的深度h的变化关系如图所示,圆柱体刚好浸没时,下表面所受液体压强为 2.5×103 Pa,圆柱体M的底面积为 2.4×10-3 m2。
(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
2.5×103
2.4×10-
3
(第2题)
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3. 一正方体塑料块A的棱长lA=0.2m,密度ρA=0.5×103kg/m3;另一正方体B的棱长lB=0.1m,密度未知。求:(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1) 塑料块A所受的重力。
解:(1) 40N
(第3题)
(2) A、B分别放在水平地面时,B对地面的压强是A对地面压强的4.5倍,B的密度。
解:(2) 4.5×103kg/m3
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解:(3) 正方体B的体积VB=(0.1m)3=10-3m3,根据ρ=可知正方体B的质量mB=ρBVB=4.5×103kg/m3×10-3m3=4.5kg,正方体B所受的重力GB=mBg=4.5kg×10N/kg=45N,两个物体受到的总重力G=GA+GB=40N+45N=85N。
(第3题)
(3) 如图所示,将B置于A上表面后放入一个水平放置、底面是正方形(边长l=0.3m)的水槽,向水槽缓慢注入14kg的水后,A对容器底的压力。
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根据密度公式得出14kg水的体积V水===0.014m3,
A刚好浸没时,需要注入水的体积V1=0.2m×(0.3m)2-
0.2m×(0.2m)2=0.01m3<V水,则A物体已浸没,B刚好浸没时,
需要注入水的体积V2=V1+0.1m×(0.3m)2-0.1m×(0.1m)2=0.01m3+0.008m3=0.018m3>V水,故B没有浸没,设B浸入水中的深度为h,
则V水+VA+(0.1m)2×h=(0.3m)2×(0.2m+h),
即0.014m3+8×10-3m3+(0.1m)2×h=(0.3m)2×(0.2m+h),
解得h=0.05m,此时A、B排开水的体积V排=VA+VB'=8×+(0.1m)2×0.05m=0.0085m3,此时A、B所受的浮力之和F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.0085m3=85N,此时A、B受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力和浮力,A对容器底的压力等于容器底对A的支持力,即F压=F支=G-F浮=85N-85N=0
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类型三 物体浮沉条件的运用
4. (2023·乌鲁木齐天山期末)如图所示,某同学利用平底试管、螺母和细线制成一个简易密度计来测量液体的密度。已知简易密度计分别在植物油(ρ油=0.9×103 kg/m3)和水(ρ水=1.0×103 kg/m3)中静止时露出液面的高度分别为2 cm和3 cm;实验测得简易密度计在硫酸铜溶液中静止时露出液面的高度为4.5 cm,则此硫酸铜溶液的密度为(螺母和细线的体积不计)( C )
C
A. 1.10×103 kg/m3 B. 1.15×103 kg/m3
C. 1.20×103 kg/m3 D. 1.25×103 kg/m3
(第4题)
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5. ★质量相等的两个实心小球甲和乙,已知它们的密度之比ρ甲∶ρ乙=1∶3,现将甲、乙两球放入盛有足够多水的烧杯中,当甲、乙两球处于静止状态时,水对两球的浮力之比F甲∶F乙=3∶2,下列结论中,错误的是( C )
A. 甲球受到的浮力与它受到的重力相等
B. 甲球漂浮,乙球沉底
C. 甲、乙两球都漂浮
D. 甲球的密度为0.5×103kg/m3
C
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6. (2023·通辽霍林郭勒二模)水平桌面上放置一底面积为S的薄壁圆筒形容器,内盛某种液体,将质量分别为mA、mB、mC,密度分别为ρA、ρB、ρC的均匀实心小球 A、B、C放入液体中,A球漂浮,B球悬浮,C球下沉,如图所示,它们所受的浮力分别为FA、FB、FC。下列说法中,错误的是( B )
B