内容正文:
第七讲 浮力
第二节 浮力的综合计算
基础过关
一、填空题
1.[2024达州中考]如图所示,一重为20N的正方体木块静止在盛水的薄壁柱形容器中,已知容器底面积S=200cm2,则木块下底面受到水的压力为 20 N,木块放入容器前后水对容器底部的压强变化量为 1×103 Pa。
2.[2024广安中考]如图甲所示,足够高的圆柱形薄壁容器,装有适量的水放在水平桌面上。现将一个质量为2kg、底面积为100cm2的均匀长方体竖直放入容器中,其受到容器的支持力为4N,此时物体所受浮力为 16 N。若再加入适量的水使长方体刚好漂浮,如图乙所示,则此时水面的高度与图甲相比增加了 4 cm。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
3.[2024兰州中考]一轻质且不可拉伸的细线将一棱长为10cm的正方体物块拴接在容器底部,如图甲所示,当水深为30cm时,细线刚好伸直;如图乙所示,当水深为36cm时,物块上表面恰好与水面相平,已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,则此正方体物块的密度为 0.4×103 kg/m3,乙图中细线的拉力为 6 N。
4.[2024枣庄中考]如图甲所示,使圆柱体缓慢下降,直至其全部没入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如图乙所示。则圆柱体受到的重力是 2.0 N,圆柱体刚好浸没时,下表面受到水的压强是 1000 Pa,圆柱体受到的最大浮力是 0.5 N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,忽略圆柱体下降过程中液面高度的变化)
二、选择题
5.[2024新疆中考]人体密度跟水的密度差不多。质量为40kg的小明套着游泳圈(游泳圈重力不计)在游泳池中漂浮时,小明浸在水中的体积为他的体积的,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,则游泳圈浸在水中的体积约为(A)
A.10dm3 B.20dm3
C.30dm3 D.40dm3
6.[2024合肥包河区三模]如图所示,底面积为150cm2的圆柱形容器中装有适量的水,将质量为200g的实心长方体物块放入水中,最终物块静止时有五分之一的体积露出水面,此时容器中水的深度为30cm。则下列判断正确的是(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg) (D)
A.该物块所受的浮力大小为1N
B.该容器底部受到水的压力大小为50N
C.该物块的密度为0.75×103kg/m3
D.若要使物块浸没在水中,施加在其上表面的压力至少要0.5N
7.[2024福建中考]质量为m0的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲;接着把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙;然后用细针将草莓轻压入水中,如图丙;水均未溢出,电子秤示数依次为m1、m2、m3,不计细针体积。下列判断正确的是 (C)
A.甲图中,水对杯底的压力为(m1-m0)g
B.乙图中,草莓的质量为m2-m1-m0
C.丙图中,草莓排开水的体积为
D.丙图中,细针对草莓的压力为(m3-m2-m0)g
8.[2024合肥38中三模]创新实验小组用如图所示的实验装置测量木块的密度,拉力传感器的示数反映的是绳对木块的拉力大小,往容器中缓慢加水,当木块的一半体积浸入水中时,拉力传感器的示数为1N;继续往容器中加水,当木块浸没时,拉力传感器的示数为3N。水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg,则 (B)
A.木块浸没时受到的浮力为3N
B.木块的体积为4.0×10-4m3
C.木块受到的重力为1.5N
D.木块的密度为0.6×103kg/m3
能力提升
1.[2024芜湖统测]在寒冷的极地海域,巨大的冰山漂浮在水面上,成为海洋上一道独特的风景,蔚为壮观。著名作家海明威曾经说:“冰山运动之所以雄伟壮观,是因为它只有八分之一在水面上。”若冰山和海水的密度分别为0.9×103kg/m3、1.03×103kg/m3,已知水的密度是1.0×103kg/m3。(g取10N/kg)请通过计算说明:
(1)海明威关于冰山“只有八分之一在水面上”的说法基本正确。
(2)若全球变暖导致漂浮的冰山熔化,海平面将因此上升还是下降?
解:(1)冰山处于漂浮状态,故F浮=G冰,即ρ海V排g=ρ冰V冰g
所以===
解得V排=V冰
冰山水面上的体积V水上=V冰-V排=(1-)V冰≈V冰
所以冰山“只有八分之一在水面上”的说法基本正确
(2)冰山全部熔化成水后质量不变,m水=m冰,即ρ水V水=ρ冰V冰
V水==V冰=V冰
V冰<V冰,即V排<V水
所以,若冰山熔化,海平面会上升
2.[2024常州中考]为实施流花11-1油田二次开发,我国工程师需要将导管架从陆地工厂运至海洋指定位置。①工程师将导管架装载在驳船上,静止时驳船排开海水的体积为8×104m3,如图甲所示;②驳船将导管架运至海洋指定位置后,导管架被推入海中,如图乙所示;③驳船和导管架完全分离后,静止时空驳船排开海水的体积为5×104m3,如图丙所示。已知导管架的体积为3.3×104m3,ρ海水=1.1×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)导管架受到的重力大小;
(2)导管架和驳船完全分离后,导管架最终静止时受到的浮力大小。
解:(1)由甲图可知导管架和驳船整体漂浮,其总重力G总=F浮甲=ρ海水gV排=1.1×103kg/m3×10N/kg×8×104m3=8.8×108N
由丙图可知空驳船仍漂浮,其重力G船=F浮丙=ρ海水gV'排=1.1×103kg/m3×10N/kg×5×104m3=5.5×108N
则导管架受到的重力大小G架=G总-G船=8.8×108N-5.5×108N=3.3×108N
(2)导管架和驳船完全分离后,假设导管架静止时浸没在海水中,此时其受到的浮力F浮架=ρ海水gV″排=1.1×103kg/m3×10N/kg×3.3×104m3=3.63×108N>3.3×108N
假设不成立,因此导管架静止时漂浮在海水中,导管架和驳船完全分离后,导管架最终静止时受到的浮力大小等于其自身重力,为3.3×108N。
学科网(北京)股份有限公司
$$
第七讲 浮力
第二节 浮力的综合计算
基础过关
一、填空题
1.[2024达州中考]如图所示,一重为20N的正方体木块静止在盛水的薄壁柱形容器中,已知容器底面积S=200cm2,则木块下底面受到水的压力为 N,木块放入容器前后水对容器底部的压强变化量为 Pa。
2.[2024广安中考]如图甲所示,足够高的圆柱形薄壁容器,装有适量的水放在水平桌面上。现将一个质量为2kg、底面积为100cm2的均匀长方体竖直放入容器中,其受到容器的支持力为4N,此时物体所受浮力为 N。若再加入适量的水使长方体刚好漂浮,如图乙所示,则此时水面的高度与图甲相比增加了 cm。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
3.[2024兰州中考]一轻质且不可拉伸的细线将一棱长为10cm的正方体物块拴接在容器底部,如图甲所示,当水深为30cm时,细线刚好伸直;如图乙所示,当水深为36cm时,物块上表面恰好与水面相平,已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,则此正方体物块的密度为 kg/m3,乙图中细线的拉力为 N。
4.[2024枣庄中考]如图甲所示,使圆柱体缓慢下降,直至其全部没入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如图乙所示。则圆柱体受到的重力是 N,圆柱体刚好浸没时,下表面受到水的压强是 Pa,圆柱体受到的最大浮力是 N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,忽略圆柱体下降过程中液面高度的变化)
二、选择题
5.[2024新疆中考]人体密度跟水的密度差不多。质量为40kg的小明套着游泳圈(游泳圈重力不计)在游泳池中漂浮时,小明浸在水中的体积为他的体积的,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,则游泳圈浸在水中的体积约为( )
A.10dm3 B.20dm3
C.30dm3 D.40dm3
6.[2024合肥包河区三模]如图所示,底面积为150cm2的圆柱形容器中装有适量的水,将质量为200g的实心长方体物块放入水中,最终物块静止时有五分之一的体积露出水面,此时容器中水的深度为30cm。则下列判断正确的是(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg) ( )
A.该物块所受的浮力大小为1N
B.该容器底部受到水的压力大小为50N
C.该物块的密度为0.75×103kg/m3
D.若要使物块浸没在水中,施加在其上表面的压力至少要0.5N
7.[2024福建中考]质量为m0的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲;接着把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙;然后用细针将草莓轻压入水中,如图丙;水均未溢出,电子秤示数依次为m1、m2、m3,不计细针体积。下列判断正确的是 ( )
A.甲图中,水对杯底的压力为(m1-m0)g
B.乙图中,草莓的质量为m2-m1-m0
C.丙图中,草莓排开水的体积为
D.丙图中,细针对草莓的压力为(m3-m2-m0)g
8.[2024合肥38中三模]创新实验小组用如图所示的实验装置测量木块的密度,拉力传感器的示数反映的是绳对木块的拉力大小,往容器中缓慢加水,当木块的一半体积浸入水中时,拉力传感器的示数为1N;继续往容器中加水,当木块浸没时,拉力传感器的示数为3N。水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg,则 ( )
A.木块浸没时受到的浮力为3N
B.木块的体积为4.0×10-4m3
C.木块受到的重力为1.5N
D.木块的密度为0.6×103kg/m3
能力提升
1.[2024芜湖统测]在寒冷的极地海域,巨大的冰山漂浮在水面上,成为海洋上一道独特的风景,蔚为壮观。著名作家海明威曾经说:“冰山运动之所以雄伟壮观,是因为它只有八分之一在水面上。”若冰山和海水的密度分别为0.9×103kg/m3、1.03×103kg/m3,已知水的密度是1.0×103kg/m3。(g取10N/kg)请通过计算说明:
(1)海明威关于冰山“只有八分之一在水面上”的说法基本正确。
(2)若全球变暖导致漂浮的冰山熔化,海平面将因此上升还是下降?
2.[2024常州中考]为实施流花11-1油田二次开发,我国工程师需要将导管架从陆地工厂运至海洋指定位置。①工程师将导管架装载在驳船上,静止时驳船排开海水的体积为8×104m3,如图甲所示;②驳船将导管架运至海洋指定位置后,导管架被推入海中,如图乙所示;③驳船和导管架完全分离后,静止时空驳船排开海水的体积为5×104m3,如图丙所示。已知导管架的体积为3.3×104m3,ρ海水=1.1×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)导管架受到的重力大小;
(2)导管架和驳船完全分离后,导管架最终静止时受到的浮力大小。
学科网(北京)股份有限公司
$$