内容正文:
浮力计算专题
副标题
一、称重法与阿基米德原理综合
1.一个奖牌挂在弹簧测力计下,示数为。当奖牌浸没在水中时,弹簧测力计的示数为。已知,取。求:
奖牌受到的浮力。
奖牌的体积。
【答案】奖牌受到的浮力为 奖牌的体积为
【解析】解:奖牌浸没在水中时受到的浮力为:
;
奖牌的体积为:
。
答:奖牌受到的浮力为。
奖牌的体积为。
奖牌的重力和奖牌浸没在水中时弹簧测力计的示数之差即为;
根据求出奖牌的体积。
此题考查了称重法计算浮力及浮力公式的应用,难度不大,属基础题。
2.如图甲所示,用弹簧测力计将长方体物块以的速度从装有水的杯底中匀速直线拉出,拉力随时间的变化关系如图乙所示。求:取
物体所受重力。
物体浸没在水中受到的浮力。
物体的密度。
【答案】物体所受重力为 物体浸没在水中受到的浮力为 物体的密度为
【解析】解:由图乙可知,露出水面后物体受到的拉力即物体的重力为,
未露出水面时,物体受到的拉力为,根据称重法知,则物体浸没在水中受到的浮力:;
由阿基米德原理可得:;
物体的重力为,根据可得:;
浸没时,解得。
答:物体所受重力为;
物体浸没在水中受到的浮力为;
物体的密度为;
根据图乙可知露出水面后物体受到的拉力即物体的重力和未露出水面时物体受到的拉力,利用称重法求出物体浸没在水中受到的浮力;
根据和列方程求出物体的密度。
本题考查了称重法测浮力公式和阿基米德原理、重力公式、密度公式、速度公式的应用。
3.在弹簧测力计下挂一均匀的实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的容器正上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中,如图甲所示,记录下整个过程中弹簧测力计示数与圆柱体下降高度的变化关系,绘制出了图像如图乙所示。已知水的密度为,取,求:
圆柱体完全浸入水中时受到的浮力。
圆柱体的底面积。
圆柱体的密度。
【答案】由图乙知,下降过程中,弹簧测力计示数不变,说明圆柱体还未接触水面,则圆柱体的重力;下降之后,弹簧测力计示数不变,说明圆柱体已浸没在水中,此时弹簧测力计的示数,根据称重法可知,圆柱体完全浸入水中时受到的浮力:。
从圆柱体刚浸入水中到浸没,下降了,即圆柱体的高度,利用阿基米德原理得,圆柱体的体积:,则圆柱体的底面积:。
根据可知,圆柱体的质量:, 圆柱体的密度:。
【解析】略
4.如图所示,放在水平面上装满水的一溢水杯,水深为。弹簧测力计挂着重为的物块。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取。求:
物体所受的浮力是多少?
排开水的体积是多少?
【答案】物块受到的浮力为 排开水的体积为
【解析】物块受到浮力:
;
可得;
排开水的体积:
。
答:物块受到的浮力为;
排开水的体积为。
已知物块排开水的质量,可以得到物块受到的浮力;
根据浮力公式可以得到物块排开水的体积。
此题考查的是阿基米德原理的应用,属于力学综合题,要仔细解答。
二、压力差法与阿基米德原理综合
5.如图所示,水平桌面上有一个薄壁溢水杯,底面积是,装满水后水深,总质量是。把一个木块不吸水轻轻放入水中,待木块静止时,从杯中溢出水的质量是。求:水的密度,取
水对溢水杯底的压强和压力。
木块受到的浮力。
木块浸入水的体积。
【答案】水对溢水杯底的压强和压力 木块受到的浮力 木块浸入水的体积
【解析】解:水对溢水杯底的压强为:
;
根据可得水对溢水杯底的压力为:
;
木块受到的浮力为:
;
根据可得木块浸入水的体积为:
;
三、阿基米德原理实际应用
6.如图,福建舰是我国首艘自主研制的采用电磁弹射技术的航母,年月日福建舰完成为期天的首次航行试验任务,其满载排水量约为。海水的密度取求:
福建舰满载时吃水深度达到,该深度处海水的压强大小是多少?
福建舰满载时受到的浮力大小是多少?
福建舰满载时,排开海水的体积是多少?
【答案】福建舰满载时吃水深度达到处海水产生的压强大小是 福建舰满载时受到的浮力大小是 福建舰满载时,排开海水的体积是
【解析】福建舰满载时吃水深度达到处海水产生的压强:;
根据阿基米德原理可知,福建舰满载时受到的浮力:;
由可知,福建舰满载时,排开海水的体积:。
答:福建舰满载时吃水深度达到处海水产生的压强大小是;
福建舰满载时受到的浮力大小是;
福建舰满载时,排开海水的体积是。
根据求出福建舰满载时吃水深度达到处海水产生的压强;
根据阿基米德原理求出福建舰满载时受到的浮力;
根据密度公式求出福建舰满载时,排开海水的体积。
本题考查液体压强公式、阿基米德原理以及密度公式的应用,难度不大。
7.潜水艇为增强国防力量,维护祖国安定发挥了重要作用。潜水艇截面如图所示,通过向水舱中充水或从水舱向外排水来改变潜水艇的自重,从而使其下沉或上浮。我国某型号潜水艇的总体积为,水舱未充海水时潜水艇总重为,最大下潜深度可达。海水密度取,取。求:
最大下潜深度处的海水压强;
潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力;
潜水艇悬浮在海水中时,水舱中充入海水的质量。
【答案】解:最大下潜深度处的海水压强为:
;
潜水艇完全潜入海水中,潜水艇受到的浮力为:
;
潜水艇悬浮在海水中时,受力平衡,浮力等于潜水艇重力和充入海水的重力之和,即:;
水舱至少充水重力为:,
充水质量为:。
答:最大下潜深度处的海水压强为。
潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力为。
潜水艇悬浮在海水中时,水舱中充入海水的质量为。
【解析】知道海水深度、密度,根据液体压强公式求出液体压强。
知道潜水艇的体积、水的密度,根据阿基米德原理求出完全潜入海水时受到的浮力。
潜水艇完全潜入海水中悬浮时,潜水艇受到的浮力等于总重,知道水舱未充水的重力,可以求出至少增加水的重力,求出增加水的质量。
本题主要考查了液体压强、漂浮和悬浮条件、阿基米德原理等知识;当物体漂浮和悬浮时,首先要考虑浮力等于重力,一般情况下,这个条件都是非常重要的。
四、利用三力平衡解浮力综合计算
8.如图所示,一个底面积为的圆柱状容器,装有适量的水现将一个体积为的物体放入其中,物体漂浮于水面上当再给物体施加一个竖直向下的力,使物体恰好浸没于水中此时力的大小为,此时容器底部受到水的压强增大了取,求:
物体浸没在水中静止时容器底部所受到的压力增大了多少;
物体浸没于水中时受到的浮力;
物体的密度.
【答案】解:物体浸没在水中静止时容器底部所受到的压力增大了
物体浸没于水中时受到的浮力
分析可知,,所以物体受到的重力
物体的密度
【解析】略
9.一棱长为的正方体物块放在盛有水的薄壁圆柱形容器中,容器重为,底面积为。现用竖直向下大小为的力作用在物体上,物体刚好浸没于水中静止,如图所示取。求:
物块下表面受到水的压强;
物块受到的浮力;
容器底部对水平地面的压强。
【答案】解:根据题意可知,水对物块下表面的压强为
;
物块排开水的体积,
物块受到的浮力为;
水的体积,
水的质量,
水的重力为,
物块处于平衡状态,竖直方向上三力平衡,即有
所以,
容器底部对水平地面的压力为,
容器底部对水平地面的压强。
答:物块下表面受到水的压强为;
物块受到的浮力为;
容器底部对水平地面的压强为。
【解析】略
10.如图所示,将质量为,底面积为,高的长方体木块放入一薄壁容器中,向容器内慢慢加水,当长方体一半浸入水中时停止加水。求:
长方体木块此时受到的浮力;
木块此时对容器底部的压强。
【答案】解:当长方体一半浸入水中时,木块浸没在水中的高度:
,
排开水的体积:,
木块受到的浮力:。
木块的重力:,
木块对容器底部压力:,
木块此时对容器底部的压强:。
【解析】略
11.如图,水平地面上有不计质量的薄壁盛水柱形容器,内有质量为,边长为,质量分布均匀的正方体物块,通过一根长的细线与容器底部相连。取求:
物体受到的浮力大小;
绳子对的拉力有多大;
剪断绳子静止后,露出水面的体积是多少。
【答案】解:物体浸没在水中,则,
物体受到的浮力:。
物块的重力:,
则细线的拉力为:。
因为物块浸没时的浮力大于自身的重力,
所以剪断细线后,物块上浮,静止后漂浮,
此时物块受到的浮力:,
由可得,木块漂浮时排开水的体积:
,
则露出水面的体积:。
【解析】略
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浮力计算专题
副标题
一、称重法与阿基米德原理综合
1.一个奖牌挂在弹簧测力计下,示数为。当奖牌浸没在水中时,弹簧测力计的示数为。已知,取。求:
奖牌受到的浮力。
奖牌的体积。
2.如图甲所示,用弹簧测力计将长方体物块以的速度从装有水的杯底中匀速直线拉出,拉力随时间的变化关系如图乙所示。求:取
物体所受重力。
物体浸没在水中受到的浮力。
物体的密度。
3.在弹簧测力计下挂一均匀的实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的容器正上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中,如图甲所示,记录下整个过程中弹簧测力计示数与圆柱体下降高度的变化关系,绘制出了图像如图乙所示。已知水的密度为,取,求:
圆柱体完全浸入水中时受到的浮力。
圆柱体的底面积。
圆柱体的密度。
4.如图所示,放在水平面上装满水的一溢水杯,水深为。弹簧测力计挂着重为的物块。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取。求:
物体所受的浮力是多少?
排开水的体积是多少?
二、压力差法与阿基米德原理综合
5.如图所示,水平桌面上有一个薄壁溢水杯,底面积是,装满水后水深,总质量是。把一个木块不吸水轻轻放入水中,待木块静止时,从杯中溢出水的质量是。求:水的密度,取
水对溢水杯底的压强和压力。
木块受到的浮力。
木块浸入水的体积。
三、阿基米德原理实际应用
6.如图,福建舰是我国首艘自主研制的采用电磁弹射技术的航母,年月日福建舰完成为期天的首次航行试验任务,其满载排水量约为。海水的密度取求:
福建舰满载时吃水深度达到,该深度处海水的压强大小是多少?
福建舰满载时受到的浮力大小是多少?
福建舰满载时,排开海水的体积是多少?
7.潜水艇为增强国防力量,维护祖国安定发挥了重要作用。潜水艇截面如图所示,通过向水舱中充水或从水舱向外排水来改变潜水艇的自重,从而使其下沉或上浮。我国某型号潜水艇的总体积为,水舱未充海水时潜水艇总重为,最大下潜深度可达。海水密度取,取。求:
最大下潜深度处的海水压强;
潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力;
潜水艇悬浮在海水中时,水舱中充入海水的质量。
四、利用三力平衡解浮力综合计算
8.如图所示,一个底面积为的圆柱状容器,装有适量的水现将一个体积为的物体放入其中,物体漂浮于水面上当再给物体施加一个竖直向下的力,使物体恰好浸没于水中此时力的大小为,此时容器底部受到水的压强增大了取,求:
物体浸没在水中静止时容器底部所受到的压力增大了多少;
物体浸没于水中时受到的浮力;
物体的密度.
9.一棱长为的正方体物块放在盛有水的薄壁圆柱形容器中,容器重为,底面积为。现用竖直向下大小为的力作用在物体上,物体刚好浸没于水中静止,如图所示取。求:
物块下表面受到水的压强;
物块受到的浮力;
容器底部对水平地面的压强。
10.如图所示,将质量为,底面积为,高的长方体木块放入一薄壁容器中,向容器内慢慢加水,当长方体一半浸入水中时停止加水。求:
长方体木块此时受到的浮力;
木块此时对容器底部的压强。
11.如图,水平地面上有不计质量的薄壁盛水柱形容器,内有质量为,边长为,质量分布均匀的正方体物块,通过一根长的细线与容器底部相连。取求:
物体受到的浮力大小;
绳子对的拉力有多大;
剪断绳子静止后,露出水面的体积是多少。
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