第十章浮力（计算题30道）-【刷好题】2024-2025学年八年级物理下册热点题型专练（2024人教版）

第十章浮力（计算题30道） 1．将体积为2×10-4m3的物体浸入水中，求：物体所受到的浮力F浮。 2．木块浸在水中，排开水的体积为1×10-3米3。求木块所受浮力F浮的大小。 3．将重1.8N，体积为120cm3的一块固体浸在木桶的水中。g取10/kg，求 （1）分析说明固体为什么会在水中下沉； （2）固体静止时，对桶底压力。 4．如图所示，弹簧测力计下悬挂重为16N的物体，物体的体积为600cm3。拉着弹簧测力计把物体静止浸没在水中，水的密度为1×103kg/m3，取g＝10N/kg。求： （1）物体受到水的浮力； （2）当物体浸没在水中时，弹簧测力计的示数。 5．如图所示，一个重力为8N，密度为8×103kg/m3的合金块，悬挂在轻质杠杆的A点，O为支点，OA长0.1m，此时合金块浸没在某种液体中。杠杆右边B点吊着重为2N的物体，OB长0.34m，杠杆在水平位置平衡。不计绳重及转轴处摩擦，求： （1）合金块的体积； （2）A端受到绳子的拉力大小； （3）该液体密度为多少？ 6．如图所示，容器中水深为0.5m，木块的体积为4×10-3m3，水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg，求： （1）水对容器底部的压强； （2）木块受到的浮力。    7．一名学生游泳时排开水的体积为5×10-2m3，求此时该学生所受浮力F浮的大小。 8．一质量为0.2kg的苹果静止在图所示位置。求： (1)苹果受到的浮力F浮； (2)苹果排开水的体积V排。 9．体积为8×10-3米3的木块浮在水面静止，露出水面的体积是物体总体积的，求：木块受到的浮力？ 10．如图是某餐厅的送餐机器人，其自身质量为35kg，它与水平地面的接触面积为0.01m2，其外壳主要是由玻璃钢材料制成。当该送餐机器人托着质量为5kg的物体匀速前进送餐时。（g取10N/kg） （1）机器人身上的一块玻璃钢零件A的质量是90g，体积为60cm3，求玻璃钢的密度； （2）此次送餐过程中，送餐机器人对水平地面的压强； （3）若将零件A放入密度为0.8×103 kg/m3足够多的酒精中，求静止时受到的浮力。 11．如图所示，边长分别为0.1m的实心正方体A，质量为900g，（g取10N/kg）求： （1）物体A的密度； （2）若把它扔到水里静止时受到的浮力； （3）若把它扔到某液体中，静止时有露在液体外，则该液体的密度。 12．为了适应微重力环境，宇航员在地面用浮力水槽通过增减配重和漂浮器，使宇航员悬浮在水中，获得模拟失重的感觉和效应。质量为75kg的宇航员，若所带配重及所着模拟宇航服质量为25kg，求宇航员（含装备）： （1）在浮力水槽中训练时所受的浮力； （2）宇航员排开水的体积。 13．一架质量为2千克的无人机悬停在空中，求： (1)无人机螺旋桨产生的升力F的大小和方向； (2)若无人机出现故障（螺旋桨停止转动），在坠落过程中，它所受空气阻力大小为0.5牛，则无人机所受的重力和空气阻力的合力F的大小和方向？ 14．体积为2×10-4米3的金属块浸没在水中。求：金属块受到的浮力F浮。 15．“做中学，学中悟”是学好物理的方法。小安在观看了我国海洋深潜技术相关纪录片后，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： (1)乙物体所受到的浮力；（ρ水=1.0×103kg/m3） (2)细线对乙物体拉力的大小。 16．如图所示，盛有水的柱形平底薄壁容器放在水平桌面上，木块A放在水中后处于漂浮状态，此时A浸在水中的体积为1.5×10-4m3，A的下表面面积为30cm2（水的密度为1.0×103kg/m3）。求： （1）木块A受到的浮力； （2）木块下表面受到水的压力； （3）木块下表面处水的压强。 17．如图所示，是小鹰同学测量某种液体密度的过程，请你根据实验数据、求： (1)小石块的质量； (2)小石块浸没在水中时受到的浮力； (3)液体的密度。（g取10N/kg） 18．在青少年科技创新大赛中，某同学的发明作品《浮力秤》参加了展评，该作品可方便地称量物体的质量，其构造如图所示。已知小筒底面积为100cm2，总长为20cm，盘中不放物体时，小简浸入水中的长度为8cm（取g=10Nkg）。问： (1)小简和秤盘的总重力是多少？ (2)该秤能称出物体的最大质量是多少？ (3)该同学通过实验在小桶侧壁上标出了刻度，问刻度是否是均匀的？ （选填“是”或“否”）。 19．一弹簧测力计下挂一圆柱体，将圆柱体从盛水的烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降，然后将圆柱体逐渐浸入水中；如图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象；（忽略圆柱体下降过程中液面高度的变化）求： （1）当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强； （2）圆柱体受到的最大浮力； （3）圆柱体的密度。 20．一个质量为1kg且质地均匀的长方体物块，底面是边长为10cm的正方形。 （1）物块漂浮在水面上时，浸入在水中的体积占物块总体积的，此时物块所受到的浮力大小是多大？ （2）用手缓慢下压物块，如图所示，当物块下表面所处的深度为0.09m时，物块下表面受到水的压强是多少？ （3）继续用手缓慢下压物块，当物块上表面与液面刚好相平时，需要施加压力是多大？ 21．“福建舰”是我国第三艘航空母舰，如图所示，该航母满载时排开海水的质量约为8×104t，可搭载60架舰载机。舰载机采用先进的电磁弹射系统，舰载机滑行时受到竖直向上的升力与速度的关系式为F＝kv2，其中k＝100N·s2/m2。舰载机起飞时所受的重力和升力相等。（ρ海水取1.0×103kg/m3） (1)当它满载静止在海上时，排开海水的体积为多少？ (2)若某架舰载机因任务需要将质量增加至30.25t，则此架舰载机的重力为多少？起飞速度为多少？ 22．学了浮力知识后，科技小组的同学用筷子自制了一个木筏模型，如图所示。木筏的质量为100g，体积为。（）求： (1)木筏漂浮在水面上时，受到的浮力； (2)木筏漂浮在水面上时，露出水面的体积； (3)将10支签字笔放在木筏上面，木筏刚好完全浸没在水中，平均每支签字笔的质量是多少？ 23．一个边长为10cm的正方体物块，通过一根细线与容器底部相连，容器中水的深度为40cm，细线受到的拉力为4N。（g＝10N/kg），求： （1）此时容器底部受到水的压强； （2）此时物块受到的浮力和物块的质量； （3）剪断细线后，物块静止时露出水面的体积。 24．如图，有一种防溺水手环，将手环系在手臂上，紧急情况下打开手环，手环内气瓶的二氧化碳气体会迅速充满气囊，最终使人漂浮于水面。为确保安全，人体浸入水中的体积不能超过人体总体积的五分之四。已知某运动员质量，平均密度，水的密度，g取10N/kg，忽略手环体积和自重，求： (1)该运动员的重力和体积； (2)当人体浸入水中体积为人体总体积的五分之四时，该运动员在水中受到的浮力； (3)人漂浮时，气囊排开水的体积至少是多少，才能确保运动员的安全。 25．如图所示，一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中，上表面受到液体的压力F1为5N，下表面受到液体的压力F2为13N，两侧受到液体的压力相等。（g取10N/kg）。求： （1）正方体受到的浮力； （2）正方体上表面受到液体的压强； 26．如图所示，盛有水的圆柱形容器，底面积为80cm2，侧壁上固定了一块水平挡板，挡板的体积忽略不计。挡板下方有一个体积为100cm3、重力为0.6N的实心小球。求： (1)小球所受浮力； (2)挡板对小球的压力； (3)撤去挡板，小球静止后，水对容器底压强的变化量。 27．如图是一种打捞沉船或沉物用的浮筒，在某次打捞沉物时，先将体积为、质量为的浮筒中充入水，让浮筒沉入水面下，潜水员将浮筒与沉物固定到一起，然后将浮筒内的水全部排出，在浮力作用下浮筒和沉物就会匀速浮上水面。（忽略水的阻力，g取）求： (1)浮筒上表面距水面处所受水的压强； (2)浮筒浸没时所受的浮力； (3)当水面下浮筒内的水全部排出匀速上浮时，浮筒受到沉物的拉力。 28．如图是我国88式主战坦克，重40t，高2m，体积达到约30m3，每条履带与地面的接触面积为2m2，该坦克具有在水中潜渡的功能。 （1）该坦克在水平路面上行驶时，对地面的压强为多大？ （2）若坦克在深5m的河流中潜渡时，坦克顶部面积为0.8m2的舱门受到水的压力为多大？ （3）若坦克在深5m的河流中潜渡时，坦克对水平河床的压强为多大？ （g取 10N/kg，） 29．在底面积为S1的圆柱形容器中注入水，把一横截面积为S2、高为h、密度为ρ物的圆柱体放入水中，圆柱体静止后漂浮在水面上（图所示），此时容器中的水深为H。水的密度为ρ水。要求： （1）画出圆柱体漂浮在水中时竖直方向受力示意图； （2）求圆柱体在水中漂浮时受到的浮力； （3）求放入圆柱体前，水对容器底部的压力。 30．小雨用滑轮组提升重物。每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和液体的阻力。（） (1)物体A的质量为50kg，求物体A的重力是多少？ (2)如图甲所示，小雨对绳子自由端的拉力为150N时，地面对物体A的支持力是100N。为了提起物体A，他增加了滑轮个数，组装了如图乙所示的滑轮组，并利用它将物体A在空气中匀速提升了2m，求小雨做的功是多少？ (3)小雨用图乙所示的滑轮组，将另一密度为的物体B从某液体中匀速向上拉至空气中，拉力F随时间t变化的图像如图丙所示。已知与之差为50N，在空气中提升B时滑轮组的机械效率为75%。求液体密度是多少？ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十章浮力（计算题30道） 1．将体积为2×10-4m3的物体浸入水中，求：物体所受到的浮力F浮。 【答案】1.96N 【详解】物体浸没在水中，则排开水的体积 物体所受的浮力 2．木块浸在水中，排开水的体积为1×10-3米3。求木块所受浮力F浮的大小。 【答案】 【详解】由阿基米德原理公式可得，木块受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N 3．将重1.8N，体积为120cm3的一块固体浸在木桶的水中。g取10/kg，求 （1）分析说明固体为什么会在水中下沉； （2）固体静止时，对桶底压力。 【答案】（1）见详解；（2）0.6N 【详解】解：（1）若固体浸没在水中，则所受浮力 因为F浮＜G，所以固体放入水中要下沉。 （2）固体排开水的体积等于固体的体积V排=V，固体受到的浮力1.2N，桶底对固体的支持力 桶底对固体的压力 F压=F支=0.6N 答：（1）见详解； （2）固体静止时，对桶底压力0.6N。 4．如图所示，弹簧测力计下悬挂重为16N的物体，物体的体积为600cm3。拉着弹簧测力计把物体静止浸没在水中，水的密度为1×103kg/m3，取g＝10N/kg。求： （1）物体受到水的浮力； （2）当物体浸没在水中时，弹簧测力计的示数。 【答案】（1）6N；（2）10N 【详解】解：（1）由阿基米德原理，浮力 F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg×10N/kg×600×10-6m3＝6N （2）由力的平衡条件，弹簧测力计的示数 F＝G-F浮＝16N-6N＝10N 答：（1）物体受到水的浮力6N； （2）当物体浸没在水中时，弹簧测力计的示数10N。 5．如图所示，一个重力为8N，密度为8×103kg/m3的合金块，悬挂在轻质杠杆的A点，O为支点，OA长0.1m，此时合金块浸没在某种液体中。杠杆右边B点吊着重为2N的物体，OB长0.34m，杠杆在水平位置平衡。不计绳重及转轴处摩擦，求： （1）合金块的体积； （2）A端受到绳子的拉力大小； （3）该液体密度为多少？ 【答案】（1）1×10-4m3；（2）6.8N；（3）1.2×103kg/m3 【详解】解：（1）合金块的体积 （2）根据杠杆的平衡条件 GB×OB=F×OA 可知A端受到绳子的拉力大小 （3）合金物体所受浮力 F浮=G-F=8N-6.8N=1.2N 该液体密度为 答：（1）合金块的体积为1×10-4m3； （2）A端受到绳子的拉力大小为6.8N； （3）该液体密度为1.2×103kg/m3。 6．如图所示，容器中水深为0.5m，木块的体积为4×10-3m3，水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg，求： （1）水对容器底部的压强； （2）木块受到的浮力。    【答案】（1）5×103Pa；（2）40N 【详解】解：（1）由得，水对容器底部的压强为 （2）由题意知，木块此时完全浸没在水中，根据可得，木块受到的浮力为 答（1）水对容器底部的压强为5×103Pa。 （2）木块受到的浮力为40N。 7．一名学生游泳时排开水的体积为5×10-2m3，求此时该学生所受浮力F浮的大小。 【答案】490N 【详解】解：根据阿基米德原理可知，学生所受的浮力 F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×5×10-2m3=490N 答：学生所受浮力为490N。 8．一质量为0.2kg的苹果静止在图所示位置。求： (1)苹果受到的浮力F浮； (2)苹果排开水的体积V排。 【答案】(1)2N (2)2×10-4m3 【详解】（1）苹果受到的重力为 G=mg=0.2kg×10N/kg=2N因苹果漂浮，故苹果受到的浮力 F浮=G=2N （2）由F浮=ρ液V排g可得苹果排开水的体积 9．体积为8×10-3米3的木块浮在水面静止，露出水面的体积是物体总体积的，求：木块受到的浮力？ 【答案】60牛 【详解】由题可知，木块处于漂浮状态，排开水的体积为 根据阿基米德原理，木块受到的浮力为 10．如图是某餐厅的送餐机器人，其自身质量为35kg，它与水平地面的接触面积为0.01m2，其外壳主要是由玻璃钢材料制成。当该送餐机器人托着质量为5kg的物体匀速前进送餐时。（g取10N/kg） （1）机器人身上的一块玻璃钢零件A的质量是90g，体积为60cm3，求玻璃钢的密度； （2）此次送餐过程中，送餐机器人对水平地面的压强； （3）若将零件A放入密度为0.8×103 kg/m3足够多的酒精中，求静止时受到的浮力。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）玻璃钢的密度 （2）此次送餐过程中，机器人对水平地面的压力 此次送餐过程中，送餐机器人对水平地面的压强 （3）由于零件A的密度大于酒精的密度，所以零件A在酒精中静止时处于沉底状态， 则受到的浮力 答：（1）玻璃钢的密度为1.5g/m3； （2）送餐机器人对水平地面的压强4104Pa； （3）静止时受到的浮力为0.48N。 11．如图所示，边长分别为0.1m的实心正方体A，质量为900g，（g取10N/kg）求： （1）物体A的密度； （2）若把它扔到水里静止时受到的浮力； （3）若把它扔到某液体中，静止时有露在液体外，则该液体的密度。 【答案】（1）0.9×103kg/m3；（2）9N；（3）1.2×103kg/m3 【详解】解：（1）正方体的体积为 正方体的密度为 （2）物体的密度小于水的密度，扔到水中静止时漂浮在水面上，受到的浮力等于重力为 （3）把它扔到某液体中，静止时有露在液体外，说明物体漂浮，浮力等于重力为9N，此时物体排开液体的体积为 则液体的密度为 答：（1）物体A的密度为0.9×103kg/m3； （2）若把它扔到水里静止时受到的浮力为9N； （3）若把它扔到某液体中，静止时有露在液体外，则该液体的密度为1.2×103kg/m3。 12．为了适应微重力环境，宇航员在地面用浮力水槽通过增减配重和漂浮器，使宇航员悬浮在水中，获得模拟失重的感觉和效应。质量为75kg的宇航员，若所带配重及所着模拟宇航服质量为25kg，求宇航员（含装备）： （1）在浮力水槽中训练时所受的浮力； （2）宇航员排开水的体积。 【答案】（1）103N；（2）0.1m3 【详解】解：（1）航天员在水中悬浮，合力为零，有F浮=G总，所受的浮力为 （2）根据F浮=ρ水gV排可知，宇航员排开水的体积为 答：（1）在浮力水槽中训练时所受的浮力为103N； （2）宇航员排开水的体积为0.1m3。 13．一架质量为2千克的无人机悬停在空中，求： (1)无人机螺旋桨产生的升力F的大小和方向； (2)若无人机出现故障（螺旋桨停止转动），在坠落过程中，它所受空气阻力大小为0.5牛，则无人机所受的重力和空气阻力的合力F的大小和方向？ 【答案】(1)20N，竖直向上；(2)19.5N，竖直向下 【详解】解：(1)一架质量为2千克的无人机的重力为 G=mg=2kg×10N/kg=20N 无人机悬停在空中，受到的升力和重力是一对平衡力，大小相等方向相反，重力的方向竖直向下，则无人机螺旋桨产生的升力为 F=G=20N 方向竖直向上。 (2)无人机出现故障（螺旋桨停止转动），在坠落过程中，受到竖直向下的重力G和竖直向上的阻力f作用，故合力的大小为 F合=G-F=20N-0.5N=19.5N 方向竖直向下。 答：(1)无人机螺旋桨产生的升力F的大小为20N，方向竖直向上； (2)无人机出现故障（螺旋桨停止转动），在坠落过程中，它所受空气阻力大小为0.5牛，无人机所受的重力和空气阻力的合力F的大小为19.5N，方向竖直向下。 14．体积为2×10-4米3的金属块浸没在水中。求：金属块受到的浮力F浮。 【答案】1.96牛 【详解】金属块浸没在水中，排开水的体积等于金属块的体积，根据阿基米德原理可得，金属块受到的浮力为 15．“做中学，学中悟”是学好物理的方法。小安在观看了我国海洋深潜技术相关纪录片后，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： (1)乙物体所受到的浮力；（ρ水=1.0×103kg/m3） (2)细线对乙物体拉力的大小。 【答案】(1)0.25N (2)1.75N 【详解】（1）乙浸没在水中，排开水的体积与其自身体积相等，根据阿基米德原理可得，乙物体所受到的浮力为 （2）乙静止时，受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力以及细线对其向上的拉力，由力的平衡条件可得 细线对乙物体拉力的大小为 16．如图所示，盛有水的柱形平底薄壁容器放在水平桌面上，木块A放在水中后处于漂浮状态，此时A浸在水中的体积为1.5×10-4m3，A的下表面面积为30cm2（水的密度为1.0×103kg/m3）。求： （1）木块A受到的浮力； （2）木块下表面受到水的压力； （3）木块下表面处水的压强。 【答案】（1）1.5N；（2）1.5N；（3）500Pa 【详解】解：（1）木块A受到的浮力 F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5×10-4m3=1.5N （2）由浮力产生的原因F浮=F下-F上可得，木块上表面没有受到水的压力，木块下表面受到水的压力 F下=F浮+F上=F浮+0=1.5N （3）木块下表面处水的压强 答：（1）木块A受到的浮力为1.5N； （2）木块下表面受到水的压力为1.5N； （3）木块下表面处水的压强为500Pa。 17．如图所示，是小鹰同学测量某种液体密度的过程，请你根据实验数据、求： (1)小石块的质量； (2)小石块浸没在水中时受到的浮力； (3)液体的密度。（g取10N/kg） 【答案】(1)0.3kg (2)1N (3) 【详解】（1）由图可知，小石块的重力，根据重力公式得，小石块的质量 （2）由图可知，小石块浸没在水中时弹簧测力计的示数，根据称重法求浮力公式得，小石块受到的浮力 （3）由图可知，小石块浸没在液体中时弹簧测力计的示数，根据称重法求浮力公式拉得，小石块受到的浮力 小石块的体积 由得液体的密度为 18．在青少年科技创新大赛中，某同学的发明作品《浮力秤》参加了展评，该作品可方便地称量物体的质量，其构造如图所示。已知小筒底面积为100cm2，总长为20cm，盘中不放物体时，小简浸入水中的长度为8cm（取g=10Nkg）。问： (1)小简和秤盘的总重力是多少？ (2)该秤能称出物体的最大质量是多少？ (3)该同学通过实验在小桶侧壁上标出了刻度，问刻度是否是均匀的？ （选填“是”或“否”）。 【答案】(1)8N (2)1.2kg (3)是 【详解】（1）小筒底面积为100cm2，小筒浸入水中的长度为8cm，故小筒排开水的体积为 因小筒和秤盘是漂浮在水面上，小筒和秤盘的总重力与浮力大小相等为 （2）该秤测物体的最大质量时，是物体完全浸没时，此时排开液体的体积为 此时物体和小筒秤盘的总重力 故此时所能称的最大物体的重力为 此时物体的质量为 （3）该同学把秤的读数均匀地刻在小筒上，他的做法是正确的，根据以上分析可知物体质量 因液体密度ρ液、小筒底面积S、小筒质量m筒都是定值，故物体质量与小筒浸入的深度是一次函数关系，故小筒上的刻度(即代表了小筒的深度)是均匀的。 19．一弹簧测力计下挂一圆柱体，将圆柱体从盛水的烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降，然后将圆柱体逐渐浸入水中；如图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象；（忽略圆柱体下降过程中液面高度的变化）求： （1）当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强； （2）圆柱体受到的最大浮力； （3）圆柱体的密度。 【答案】（1）400Pa；（2）8N；（3）1.5×103kg/m3 【详解】解：（1）由图象可知，圆柱体在刚浸没时，下表面所处的深度 h=7cm-3cm=4cm=0.04m 则下表面受到的液体压强 p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa （2）由图象可知，当h=0时，弹簧测力计示数为12N，则物体的重力 G=F拉=12N 由图象可知，弹簧测力计的示数最小为 F′=4N 则圆柱体受到的最大浮力 F浮=G-F′=12N-4N=8N （3）由G=mg可得，圆柱体的质量 因圆柱体完全浸没时浮力最大，所以，由F浮＝ρgV排可得，圆柱体的体积 则圆柱体密度 答：（1）当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强为400Pa； （2）圆柱体受到的最大浮力为8N； （3）圆柱体的密度为1.5×103kg/m3。 20．一个质量为1kg且质地均匀的长方体物块，底面是边长为10cm的正方形。 （1）物块漂浮在水面上时，浸入在水中的体积占物块总体积的，此时物块所受到的浮力大小是多大？ （2）用手缓慢下压物块，如图所示，当物块下表面所处的深度为0.09m时，物块下表面受到水的压强是多少？ （3）继续用手缓慢下压物块，当物块上表面与液面刚好相平时，需要施加压力是多大？ 【答案】（1）10N；（2）900Pa；（3）2.5N 【详解】解：（1）物块漂浮在水面上时，受到的浮力为等于物块的重力，即 F浮=G=mg=1kg×10N/kg=10N （2）当物块下表面所处的深度为0.09m时，物块下表面受到水的压强为 p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.09m=900Pa （3）物块漂浮在水面上时，排开水的体积为 物块的体积为 当物块上表面与液面刚好相平时，受到的浮力为 F浮'=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.25×10-3m3=12.5N 当物块上表面与液面刚好相平时需要施加压力为 F=F浮'-G=12.5N-10N=2.5N 答：（1）物块漂浮在水面上时，受到的浮力为10N； （2）当物块下表面所处的深度为0.09m时，物块下表面受到水的压强为900Pa； （3）当物块上表面与液面刚好相平时，需要施加压力为2.5N。 21．“福建舰”是我国第三艘航空母舰，如图所示，该航母满载时排开海水的质量约为8×104t，可搭载60架舰载机。舰载机采用先进的电磁弹射系统，舰载机滑行时受到竖直向上的升力与速度的关系式为F＝kv2，其中k＝100N·s2/m2。舰载机起飞时所受的重力和升力相等。（ρ海水取1.0×103kg/m3） (1)当它满载静止在海上时，排开海水的体积为多少？ (2)若某架舰载机因任务需要将质量增加至30.25t，则此架舰载机的重力为多少？起飞速度为多少？ 【答案】(1)4×104m3 (2)3.025×105N，55m/s 【详解】（1）航母满载时排开海水的质量约为m=8×104t＝8×107kg 根据密度公式知，排开海水的体积为 （2）舰载机受到的重力为G=mg=30.25×103kg×10N/kg=3.025×105N 根据题意可知，舰载机起飞时所受的重力和升力相等，即升力为F＝G＝3.025×105N 根据F＝kv2可得，舰载机起飞速度为 22．学了浮力知识后，科技小组的同学用筷子自制了一个木筏模型，如图所示。木筏的质量为100g，体积为。（）求： (1)木筏漂浮在水面上时，受到的浮力； (2)木筏漂浮在水面上时，露出水面的体积； (3)将10支签字笔放在木筏上面，木筏刚好完全浸没在水中，平均每支签字笔的质量是多少？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）木筏漂浮在水面上时，根据漂浮条件，木筏所受浮力等于其重力，即 （2）木筏漂浮在水面上时，排开液体的体积 露出水面的体积 （3）因木筏刚好完全浸没在水中，所以此时所受总浮力 所以10支签字笔和木筏的总重力 则10支签字笔和木筏的总质量 则10支签字笔的总质量 则1支签字笔的质量 23．一个边长为10cm的正方体物块，通过一根细线与容器底部相连，容器中水的深度为40cm，细线受到的拉力为4N。（g＝10N/kg），求： （1）此时容器底部受到水的压强； （2）此时物块受到的浮力和物块的质量； （3）剪断细线后，物块静止时露出水面的体积。 【答案】（1）4×103Pa；（2）10N， 0.6kg；（3）4×10﹣4m3 【详解】解：（1）容器中水的深度 h＝40cm＝0.4m 此时容器底部受到水的压强 p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m＝4×103Pa （2）正方体物块排开水的体积 V排＝V＝（0.1m）3＝1×10﹣3m3 此时物块受到的浮力 F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝10N 因物块受到竖直向下的重力、绳子的拉力和竖直向上的浮力作用处于平衡状态，根据力的平衡可得 G+F拉＝F浮 则物体的重力 G＝F浮﹣F拉＝10N﹣4N＝6N 由G＝mg可得物块的质量 （3）由F浮＞G可知，剪断细线后，物块上浮，静止时处于漂浮状态，此时受到的浮力 F浮′＝G＝6N 由F浮＝ρ液gV排得，物块排开水的体积 则露出水面的体积： V露＝V﹣V排′＝1×10﹣3m3﹣6×10﹣4m3＝4×10﹣4m3 答：（1）此时容器底部受到水的压强为4×103Pa； （2）此时物块受到的浮力为10N，物块的质量为0.6kg； （3）剪断细线后，物块静止时露出水面的体积为4×10﹣4m3。 24．如图，有一种防溺水手环，将手环系在手臂上，紧急情况下打开手环，手环内气瓶的二氧化碳气体会迅速充满气囊，最终使人漂浮于水面。为确保安全，人体浸入水中的体积不能超过人体总体积的五分之四。已知某运动员质量，平均密度，水的密度，g取10N/kg，忽略手环体积和自重，求： (1)该运动员的重力和体积； (2)当人体浸入水中体积为人体总体积的五分之四时，该运动员在水中受到的浮力； (3)人漂浮时，气囊排开水的体积至少是多少，才能确保运动员的安全。 【答案】(1)0.051m3 (2)408N (3)0.0102m3 【详解】（1）该运动员的重力为 由得人的体积为 （2）当人体浸入水中体积为人体总体积的五分之四时，该运动员在水中受到的浮力为 （3）人漂浮时，受到的浮力为 由得此时排开水的体积为 气囊体积为 25．如图所示，一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中，上表面受到液体的压力F1为5N，下表面受到液体的压力F2为13N，两侧受到液体的压力相等。（g取10N/kg）。求： （1）正方体受到的浮力； （2）正方体上表面受到液体的压强； 【答案】（1）8N；（2）500Pa 【详解】解：（1）由浮力产生的原因知道，正方体受到的浮力 F浮=F2-F1=13N-5N=8N （2）正方体上表面积 S=L2=（10cm）2=100cm2=1×10-2m2 正方体上表面受到液体的压强 答：（1）正方体受到的浮力8N； （2）正方体上表面受到液体的压强500Pa。 26．如图所示，盛有水的圆柱形容器，底面积为80cm2，侧壁上固定了一块水平挡板，挡板的体积忽略不计。挡板下方有一个体积为100cm3、重力为0.6N的实心小球。求： (1)小球所受浮力； (2)挡板对小球的压力； (3)撤去挡板，小球静止后，水对容器底压强的变化量。 【答案】(1)1N (2)0.4N (3)50Pa 【详解】（1）小球浸没在水中，则小球受到的浮力为 （2）根据平衡力，可得挡板对小球的压力为 （3）撤去挡板，小球会漂浮，浮力等于小球的重力，由于力的作用是相互的，小球对水压力的减小量，即水对容器底部压力的减小量等于小球受到浮力的减小量，则水对容器底部压力的减小量为 水对容器底压强的变化量为 27．如图是一种打捞沉船或沉物用的浮筒，在某次打捞沉物时，先将体积为、质量为的浮筒中充入水，让浮筒沉入水面下，潜水员将浮筒与沉物固定到一起，然后将浮筒内的水全部排出，在浮力作用下浮筒和沉物就会匀速浮上水面。（忽略水的阻力，g取）求： (1)浮筒上表面距水面处所受水的压强； (2)浮筒浸没时所受的浮力； (3)当水面下浮筒内的水全部排出匀速上浮时，浮筒受到沉物的拉力。 【答案】(1)5×105Pa (2)1.2×107N (3)7×106N 【详解】（1）浮筒上表面距水面处所受水的压强为 （2）浮筒浸没时所受的浮力为 （3）浮筒内的水全部排出匀速上浮时，处于平衡状态，受到的重力、浮力、拉力构成平衡力，即 带入数据为 解得。 28．如图是我国88式主战坦克，重40t，高2m，体积达到约30m3，每条履带与地面的接触面积为2m2，该坦克具有在水中潜渡的功能。 （1）该坦克在水平路面上行驶时，对地面的压强为多大？ （2）若坦克在深5m的河流中潜渡时，坦克顶部面积为0.8m2的舱门受到水的压力为多大？ （3）若坦克在深5m的河流中潜渡时，坦克对水平河床的压强为多大？ （g取 10N/kg，） 【答案】(1)；(2)2.4×104N；(3)2.5×104Pa 【详解】解：(1)在水平路面上，坦克对地面的压力等于坦克自身的重力 与地面的接触面积 坦克对地面的压强 (2)坦克顶部所处的深度 坦克顶部受到水的压强 舱门受到水的压力 (3)假若坦克在深为5m的河流中潜渡时，坦克受到的浮力 河底对它的支持力为 坦克对水平河床的压力等于河底对它的支持力，所以坦克对水平河床的压强为 答：(1)该坦克在水平路面上行驶时，对地面的压强为； (2)坦克顶部的舱门受到水的压力为2.4×104N； (3)假若坦克在深为5m的河流中潜渡时，坦克对水平河床的压强为2.5×104Pa。 29．在底面积为S1的圆柱形容器中注入水，把一横截面积为S2、高为h、密度为ρ物的圆柱体放入水中，圆柱体静止后漂浮在水面上（图所示），此时容器中的水深为H。水的密度为ρ水。要求： （1）画出圆柱体漂浮在水中时竖直方向受力示意图； （2）求圆柱体在水中漂浮时受到的浮力； （3）求放入圆柱体前，水对容器底部的压力。 【答案】（1） （2）ρ物S2hg；（3）ρ水S1Hg-ρ物S2hg 【详解】解：（1）圆柱体漂浮在水面上，受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力的作用，处于平衡状态，这两个力是一对平衡力，大小相等，作用点在圆柱体的重心。作图如下：    （2）圆柱体的重力 G=mg=ρ物S2hg 圆柱体漂浮时，所受的浮力等于本身的重力，所以 F浮 = G=ρ物S2hg （3）圆柱体漂浮时，排开水的体积 容器中水的深度为H时，水及浸入水中的圆柱体的总体积 V水总=S1H 放入圆柱体前，水的体积 容器是圆柱形，此时，水对容器底部的压力 答：（1）略； （2）圆柱体在水中漂浮时受到的浮力为ρ物S2hg； （3）放入圆柱体前，水对容器底部的压力为ρ水S1Hg-ρ物S2hg。 30．小雨用滑轮组提升重物。每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和液体的阻力。（） (1)物体A的质量为50kg，求物体A的重力是多少？ (2)如图甲所示，小雨对绳子自由端的拉力为150N时，地面对物体A的支持力是100N。为了提起物体A，他增加了滑轮个数，组装了如图乙所示的滑轮组，并利用它将物体A在空气中匀速提升了2m，求小雨做的功是多少？ (3)小雨用图乙所示的滑轮组，将另一密度为的物体B从某液体中匀速向上拉至空气中，拉力F随时间t变化的图像如图丙所示。已知与之差为50N，在空气中提升B时滑轮组的机械效率为75%。求液体密度是多少？ 【答案】(1)500N (2)1200J (3)1×103kg/m3 【详解】（1）物体A的重力 G=mg=50kg×10N/kg=500N （2）如图甲，由题意可知，小雨没有把重物A提起来，对A进行受力分析如下图1，由力的平衡条件可得 G=F拉+F支 滑轮组对A的拉力 F拉=G-F支=500N-100N=400N 根据力的作用是相互的，A对滑轮组的拉力等于滑轮组对A的拉力，由图甲可知，n=3，对甲滑轮组的动滑轮进行受力分析，如图2所示，由力的平衡条件可得 3F=F拉+G动 所以动滑轮的重力 G动=3F-F拉=3×150N-400N=50N 为了提起物体A，他增加了滑轮个数，组装了如图乙所示的滑轮组，对乙图的动滑轮和A物体进行受力分析，如图3： 此时绳端的拉力 由图乙可知，n′=4，绳子移动的距离 s=4h=4×2m=8m 小雨做的功 W=F′s=150N×8m=1200J （3）不计绳重、摩擦，在空气中提升B时滑轮组的机械效率 代入数据可得 GB=300N B的体积 在空气中，绳端的拉力 已知 F2-F1=50N 则在水中绳端的拉力 F1=F2-50N=100N-50N=50N B物体浸没在水中时，以B物体和2个动滑轮为研究对象，其受力情况如图4，由力的平衡条件可得 4F1+F浮B=GB+2G动 则B在水中受到的浮力 F浮B=GB+2G动-4F1=300N+2×50N-4×50N=200N 液体的密度 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$