内容正文:
第十章 浮力
专题 密度、压强、浮力的综合计算
1. [2024·合肥期中]如图所示,装有液体的容器静止放在水平桌面上,在力F的作用下底面积为500 cm2的长方体物块静止在液体中,物块两个相对的侧面所受液体压力是一对__________(填“平衡力”或“相
互作用力”)。若液体对物块下表面的
压强为800 Pa,则此时物块受到的浮
力是________N。
平衡力
40
专题
2. [2024·重庆期末]如图甲所示,弹簧测力计一端固定,另一端挂一合金块A,A浸没在装有水的容器内。现打开阀门B缓慢放水,弹簧测力计示数随放水时间变化的规律如图乙所示(A始终不
与容器底接触)。
专题
关于A的一半体积露出水面时所受浮力F浮、A的密度ρ,(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)下列说法正确的是( )
A.F浮=2 N;ρ=4.0×103 kg/m3
B.F浮=2 N;ρ=5.0×103 kg/m3
C.F浮=4 N;ρ=4.0×103 kg/m3
D.F浮=4 N;ρ=5.0×103 kg/m3
B
专题
3.如图甲所示,质量为270 g的铝块悬挂在弹簧测力计的挂钩上,铝块的下表面刚好接触某未知液体的液面。现将铝块缓慢浸入液体中,弹簧测力计的示数随浸入深度的变化规律如图乙所示,已知ρ铝=
2.7×103 kg/m3,g取10 N/kg,求:
专题
(1)铝块的体积V铝。
专题
(2)铝块浸没时所受浮力F浮。
解:铝块所受重力G=mg=270×10-3 kg×10 N/kg=
2.7 N,铝块浸没后弹簧测力计示数为1.5 N,则铝块浸没时所受浮力F浮=G-F=2.7 N-1.5 N=1.2 N。
专题
(3)液体的密度ρ液。
专题
4. [2024·南阳期末]如图所示,将一个体积为1.0×10-3 m3、重为6 N的木块用细线系在底面积为400 cm2的圆柱形容器底部,向容器中倒入水使木块被浸没。木块浸没在水中时细线对木块的拉力为________N;剪断细线后,当木块静止时,露出水面的体积为_______m3,
此时容器底部受到水的压强减小了______
Pa。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
4
4×10-4
100
专题
5.[2024·邯郸二模]如图所示,水平桌面上放着一个底面积为400 cm2的柱形容器,容器的重力为2 N,容器内装有重力为28 N的水;静止在容器底部、不吸水的正方体物块的棱长为10 cm,容器对物块的支持力
为4 N。求:(g取10 N/kg,ρ水=1.0×
103 kg/m3)
专题
(1)物块受到的浮力。
专题
(2)此时容器对水平桌面的压强。
专题
(3)将正方体物块从水中拿出来后,水对容器底部的压强变化了多少?
专题
6.[2024·成都期末]如图,将实心均匀圆柱体A和圆柱形容器B置于水平桌面上,圆柱体A的质量为360 g,底面积为30 cm2,高为20 cm;圆柱形容器B的底面积为40 cm2,高为13 cm,容器内装有质量为
108 g的油,已知ρ油=0.9 g/cm3,
g取10 N/kg。求:
专题
(1)圆柱体A的密度。
专题
(2)油对容器B底部的压强。
专题
(3)将圆柱体A竖直缓慢放入容器B内,释放后静止时油面上升的高度。
专题
专题
7. 物体漂浮在水面,有一半体积露出水面,则物体的密度为(ρ水=1.0×103 kg/m3)( )
A.1.0×103 kg/m3 B.0.5×103 kg/m3
C.2.0×103 kg/m3 D.0.25×103 kg/m3
B
专题
8. 我国第三艘航空母舰“福建舰”满载时的排水量为8万余吨(按8万吨计算),当“福建舰”满载时,受到的浮力大小为______N;“福建舰”静止在海面时,距水面15 m的舰底受海水的压强为______Pa;当一架质量为17 t的舰载机飞离舰后,停在海面上的“福建舰”排开海水的体积将减少____m3。(ρ海水取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
8×108
1.5×105
17
专题
9.质量相同的两个实心物体甲和乙,体积之比V甲∶V乙=2∶3,将它们轻轻放入水中,静止时所受的浮力之比
F甲∶F乙=8∶9,ρ水=1.0×103 kg/m3,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两物体都漂浮在水面上
B.甲物体漂浮在水面上,乙物体浸没于水中
C.乙物体的密度ρ乙为0.85×103 kg/m3
D.乙物体的密度ρ乙为0.75×103 kg/m3
D
专题
10.[2024·重庆期末]如图甲所示,水平桌面上的圆柱形容器重2 N、底面积为300 cm2,质量分布均匀的正方体木块重6 N、棱长为10 cm,用细线(质量、体积均忽略不计)将木块底部与容器底部相连,
细线长10 cm。现向容器中缓慢
注水,求:(ρ水=1.0×103 kg/m3,
g取10 N/kg)
专题
(1)当木块对容器底部的压力刚好为0时,水对容器底的压强p水。
专题
专题
(2)如图乙,当细线对木块的拉力为2 N时,容器中水的质量m水。
解:当细线对木块的拉力为
2 N时,木块所受到的浮力
F浮1=G+F=6 N+2 N=8 N,
专题
专题
则容器中水的深度h水=h线+h1=10×10-2 m+0.08 m=0.18 m,容器中水的体积V水=S容h水-V排1=300×10-4 m2×0.18 m-8×10-4 m3=4.6×10-3 m3,
容器中水的质量m水=ρ水V水=1.0×103 kg/m3×4.6×
10-3 m3=4.6 kg。
专题
(3)如图乙,当细线对木块的拉力为2 N时,容器对桌面的压强p。
专题
专题
解:铝块的体积V铝===100 cm3。
解:铝块浸没后,排开液体体积与自身体积相等,则液体密度ρ液===1.2×103 kg/m3。
解:物块浸没在水中,则V排=V物=3=1 000 cm3=1×10-3 m3,物块受到的浮力F浮=ρ水V排g=1.0×
103 kg/m3×1×10-3 m3×10 N/kg=10 N。
解:物块受竖直向上的浮力、竖直向上的支持力和竖直向下的重力,处于静止状态,受力平衡,根据力的平衡条件可得,物块的重力G物=F浮+F支=10 N+4 N=14 N,容器对桌面的压力F=G容器+G水+G物=2 N+28 N+
14 N=44 N,容器对桌面的压强p===
1 100 Pa。
解:将正方体物块从水中拿出来后,液面下降的深度
Δh===0.025 m,
水对容器底的压强变化量Δp=ρ水gΔh=
1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.025 m=250 Pa。
解:圆柱体A的体积VA=SAhA=30 cm2×20 cm=600 cm3,
圆柱体A的密度ρA===0.6 g/cm3。
解:油对容器B底部的压力F=G油=m油g=
108×10-3 kg×10 N/kg=1.08 N,
油对容器B底部的压强p===270 Pa。
解:容器B中油的体积V油===120 cm3,
圆柱体放入之前,油面的高度hB===3 cm,
由于A的密度小于油的密度,假设将A竖直缓慢放入B内释放后静止时沉底,
则油面的高度hB′===12 cm,A所受的浮力F浮=ρ油V排g=ρ油SAhB′g=0.9×103 kg/m3×30×10-4 m2×12×10-2 m×10 N/kg=3.24 N,而A的重力GA=mAg=360×10-3 kg×10 N/kg=3.6 N,浮力小于重力,故A沉底的条件成立,将圆柱体A竖直缓慢放入容器B内,释放后静止时油面上升的高度Δh=hB′-hB=
12 cm-3 cm=9 cm。
解:当木块对容器底部的压力刚好为0时,此时木块受到的浮力与木块的重力相等,木块所受浮力F浮=G=6 N,木块排开水的体积V排===
6×10-4 m3,
此时水的深度h===0.06 m。
水对容器底的压强p水=ρ水gh=
1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.06 m=600 Pa。
木块排开水的体积V排1===8×10-4 m3,木块浸在水中的深度h1===0.08 m,
解:容器中水的重力G水=m水g=4.6 kg×10 N/kg=46 N,根据题意得容器对桌面的压力F压=G水+G容+G=
46 N+2 N+6 N=54 N,容器对桌面的压强p===1 800 Pa。
$$