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必刷专题 浮力(有绳子)(一)
类型一、下方有绳子
1.水平放置的平底柱形容器A重3N,底面积是200cm2,内装有一些水,不吸水的正方体木块B重6N,边长为10cm,被一体积可以忽略的细线拉住固定在容器底部,如图所示,拉直的细线长为L=4cm,受到拉力为2N。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)木块B受到的浮力是多大;
(2)容器底部受到水的压强是多大;
(3)容器对桌面的压强是多大。
2.一质量为,密度为的正方体木块用细线系于底面积为容器的水中,如图所示,则:(,g取)
(1)木块的体积是多少?
(2)木块所受的浮力大小是多少?
(3)将细线剪断后,木块静止时,所受浮力大小是多少?
(4)将细线剪断后,木块静止时,容器底部受到水的压强变化了多少?
3.有一边长为10cm,密度为的正方体木块,用细线置于容器的水中,如图所示(),求:
(1)木块所受的浮力大小;
(2)细线剪断后,木块静止时,木块下方所受到水的压强是多大。
4.如图所示,将一个体积为、重6N的木块用细线系在底面积为的圆柱形容器的底部。当容器中倒入足够的水使木块被浸没时,求:
(1)木块浸没在水中受到的浮力
(2)细线的拉力。
类型二、中间有绳子
5.底面积为100cm2,重为3N的平底圆柱形容器内装有适量的水,放置于水平桌面上。现将体积为600cm3,重为2N的木块A轻放入容器内的水中,静止后水面的高度为10cm,如图甲所示,若将一重为6N的物体B用细绳系于A的下方,使A恰好浸没在水中,如图乙所示(水未溢出),不计绳重及其体积,g取10N/kg,求:
(1)图甲中木块A静止时浸入水中的体积;
(2)物体B的体积;
(3)图乙中水对容器底部的压强。
6.如图所示,用一根细线(质量和体积均不计)将A、B两个实心物体相连接并轻轻地放入水中,当两物体保持静止时,正方体A的上表面恰好与水面平齐。已知正方体A的边长为10cm、重量为8N;球形物体B的重量为7N(已知ρ水=1.0×103kg/m3)。求∶
(1)A物体下底面受到水的压力大小;
(2)细线对物体A的拉力;
(3)物体B的密度大小。
7.如图,用细线将正方体A和物体B相连放入水中,两物体静止后恰好悬浮。此时的上表面到水面的高度差为。已知A的体积为,所受重力为;B的体积为,水的密度取,求:
(1)A上表面所受水的压强;
(2)B受到的浮力;
(3)细线对B的拉力大小。
8.我国在海洋深潜技术方面的研究已达世界领先水平,小明在观看了相关纪录片后,自制模拟深潜器模拟深潜器在海中的运动。如图所示。甲、乙物体由一条细线连接且在水中处于静止状态,已知乙的质量为0.2kg,体积为2.5×10-5m3,求:(ρ海水取1.03×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)在10000m深处,海水对深潜器的压强大小;
(2)乙物体所受浮力的大小;
(3)细线对乙物体拉力的大小。
类型三、上方有绳子
9.一带阀门的圆柱形容器,底面积是200cm2,装有12cm深的水,当把边长为10cm,重为20N的正方体M用细绳悬挂放入水中时,有的体积露出水面,如图所示.求:
(1)正方体M受到的浮力;
(2)水对容器底部的压强;
(3)若从图示状态开始,通过阀门K缓慢放水,当容器中水面下降了3cm时,细绳刚好被拉断,则细绳能承受的最大拉力是多少?
10.如图甲所示,薄壁圆柱形容器放在水平台上,容器的底面积为,容器内装有30cm深的水。质量均匀且不吸水的正方体物块A,上表面中央与足够长的细杆相连,连接处按有力感应装置,用于记录物块A逐渐浸入水中直到下表刚好触到容器底过程中细杆上力的变化过程。细杆受到的力F与物体浸入深度的关系图像如图乙所示(忽略细杆重力、液体扰动等其它次要因素)。求:
(1)物块A未浸入水中时,水对容器底的压强;
(2)当细杆上拉力为0时,物块A受到的浮力;
(3)物块A浸没后,水对容器底增加的压强。
11.一个薄壁形容器至于水平桌面上,容器足够高且底面积为150cm2、盛有5cm深度的水,如图所示,将底面积为50cm2,质量为450g的不吸水圆柱体用轻质细线吊着,由图示位置缓慢向下浸入水中,直至细线对圆柱体的拉力为零。求:
(1)放入圆柱体前水对容器的压强;
(2)圆柱体下降过程中,当其浸入水中的深度为2cm时,细线对圆柱体的拉力;
(3)请通过计算说明,当细线对圆柱体的拉力为零时,圆柱体是漂浮还是与容器底接触。
12.如图所示,水平桌面上放有底面积为300cm2且足够高的薄壁圆柱形容器(重量不计),容器内装有20cm深的水。现用细线将实心长方体物块A与天花板相连,并使其五分之三的体积浸入水中,已知物块A的质量为2.1kg,底面积为100cm2,高为10cm(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)。求:
(1)物块A浸入水中前,容器底部受到的液体压强;
(2)物块A浸入水中后,水对容器底部的压力;
(3)现剪断细线,待物块A静止后,求剪断前后容器底部对桌面的压强变化量。
参考答案
1.(1)8N;(2)1.2×103Pa;(3)1250Pa
2.(1)
(2)12N
(3)6N
(4)150Pa
3.(1)10N;(2)600Pa
4.(1)10N;(2)4N
5.(1)2×10-4m3;(2)2×10-4m3;(3)1.6×103Pa
6.(1)10N;(2)2N;(3)1.4×103kg/m3
7.(1)1200Pa;(2)5N;(3)2N
8.(1)1.03×108Pa;(2)0.25N;(3)1.75N
9.(1)8N;(2)1600Pa;(3)15N
10.(2)3000Pa;(2)6N;(3)500Pa
11.(1)500Pa;(2)3.5N;(3)见解析
12.(1)2×103Pa;(2)66N;(3)500Pa
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