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第十章 浮力有关的计算
1.一个圆柱形容器内装入一定量的水。现将一个体积为10dm3方木块放入容器中,木块漂浮在水面上,如图所示,木块浸入水中的体积是6dm3。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)木块受到的浮力是多大?
(2)木块的密度多大?
2.水平桌面上放置足够高、底面积为200cm2的柱形容器如图甲所示,容器底部放一个边长为10cm的均匀实心正方体A。现缓慢向容器中注入某液体,A对容器底部的压力随注入液体深度h的变化关系如图乙所示。求:
(1)A的密度是多少kg/m3?
(2)注入液体的密度是多少kg/m3?
(3)当h=5cm时,继续往容器中加入2kg的液体,待物块稳定后,液体对容器底部的压强增加了多少Pa?
3.如图所示,质量为100g的物体漂浮在水面上,物体浸入水中的深度为6cm.求:
(1)物体的重力;
(2)物体受到的浮力;
(3)物体底部受到水的压强.
4.在军事装备展览会上,我国亮相了各种新型武器和装备,展示了我国人民军队的高科技成果。其中某型号两栖步兵战车,质量为22t,履带着地总面积为4m2,
(1)该战车在路面上行驶时,对水平地面的压强为多少?(不计战车上人的质量)
(2)该战车具有水上运输的功能,战车排开水的体积为25m3,则战车受到水浮力为多大?
(3)在一次演习中,战车某处受到水的压强为1.5×104Pa,则该处水深为多少?
5.如图所示,将边长是0.1m的实心立方体木块轻轻地放入盛满水的大烧杯内。待木块静止时,从杯中溢出0.6kg水。g取10N/kg,求:
(1)溢出的水的重力。
(2)木块受到的浮力。
(3)木块下表面受到的水的压强。
6.如图甲所示,一块长方体A固定在一根体积和质量均不计的轻质杆下端,轻质杆上端固定不动,此时将A竖直悬挂装入一个水平放置的圆柱体容器内。现缓慢向容器内注入适量的水,水对容器底部的压强p与注水体积V的变化关系如图乙所示,ρ水=1×103kg/m3。求:
(1)当注水体积为V=150cm3时,水对容器底部的压强是多少帕斯卡?
(2)长方体A的高为多少厘米?
(3)若长方体A的密度为ρA=0.8×103kg/m3。当A刚好浸没在水中时,轻杆对长方体A的作用力大小是多少牛?
7.如图所示,放在水平面上装满水的一溢水杯,水深为20cm.弹簧测力计挂着重为10N的物块,现将物块浸没在装满水的溢水杯中,静止后溢出水的质量为0.4kg(g取10N/kg).求:
(1)物体受到的浮力
(2)弹簧测力计的示数
(3)物体的密度
8.如图所示,A、B两物体用细线相连浸没水中,两物体恰好悬浮,细线的质量、体积忽略不计。已知物体A的体积为1000cm3,物体B的体积为100cm3,物体B的质量为0.5 kg。求:(g取10 N/kg,水的密度为1.0×103 kg/m3)
(1)物体B受到的浮力;
(2)细线对物体B的拉力;
(3)物体A受到的重力;
(4)细线剪断后,物体A静止时,浸入水中的体积。
9.如图,弹簧测力计的上端固定在竖直支架上,下端悬挂一质量均匀的圆柱形物块;一水槽置于竖直升降台上,位于物块的正下方。整个装置放在水平桌面上。求:
(1)当物块没有浸入水中时,弹簧测力计的示数如图所示,则此物块的质量为多少 kg?
(2)调整升降台高度,物块慢慢浸入水中。当物块全部浸没到水中时,弹簧测力计示数为3N,此时物块受到的浮力为多少 N?
(3)该圆柱体物块的密度是多少?
10.2014年4月14日,为寻找失联的MH370航班,启用了“蓝鳍金枪鱼﹣21”(简称“金枪鱼”)自主水下航行器进行深海搜寻.其外形与潜艇相似(如图所示),相关标准参数为:体积1m3、质量750kg,最大潜水深度4500m,最大航速可达7.4km/h(不考虑海水密度变化,密度ρ取1.0×103kg/m3).
(1)它在最大深度所受的海水的压强是多少?
(2)假设“金枪鱼”上有面积为2×10﹣3m2的探测窗口,该探测窗口在最大深度处承受海水的压力是多少?
(3)“金枪鱼”搜寻任务完成后,变为自重时恰能静止漂浮在海面上,此时它所受的浮力是多少?
11.吉安新赣江大桥东起赣江大道,西至吉安南大道,横跨赣江,全长2211m,预计2021年11月建成通车。大桥在施工时,要向江中沉放大量的施工构件。如图甲所示,假设一正方体构件从江面被匀速吊入江水中,在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,构件所受浮力F1、钢绳拉力F2随h的变化如图乙所示(g取10N/kg)。求:
(1)该正方体构件的边长;
(2)当构件的下表面距离水面4米时,下表面所受水的压强;
(3)该构件所受的最大浮力;
(4)该构件的密度。
12.2023年6月11日,世界最长最宽钢壳混凝土沉管隧道——深中通