第10章浮力 计算题分层专练(含解析)2024-2025学年人教版物理八年级下册

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第10章 浮力计算题分层专练-2024-2025学年人教版
物理八年级下册
基础练习
1.小明在学习了“浮力”之后,做了一个观察鸡蛋悬浮的实验。实验步骤如下:先在水平桌面上放置一个横截面积为的圆筒形容器(筒壁的厚度可忽略不计),向容器中注入10cm深的水;再取一个鸡蛋,称得其质量为55g,将它轻轻放入水中,发现鸡蛋沉至容器底部(如图甲所示),此时测得水面升高了0.5cm;然后逐渐向容器中加食盐并不停地搅动,直到鸡蛋恰好悬浮为止(如图乙所示)。取,通过计算回答:
(1)鸡蛋的体积是多少?
(2)鸡蛋的密度是多少?
(3)当鸡蛋悬浮时,鸡蛋受到的浮力是多少?
(4)当鸡蛋悬浮时,容器底部受到的盐水压强是多少?
2.某科技小组用空塑料瓶制作一个简易浮力秤。如图所示,当瓶中不放被测物体静止时,在瓶上与水面相平位置标记为零刻度线,再在瓶身上均匀标记其他刻度线,左侧标记的是长度值,右侧标记为质量值。将该浮力秤放入一底面积为200cm2的圆柱形容器中,容器中装有3kg水。已知零刻度线以上瓶身粗细均匀,其横截面积为50cm2,不放被测物体时(如图)浮力秤的总质量为170g,浮力秤上最大刻度为18cm,水的密度为1.0g/cm3。求:
(1)图中所示状态(液面与0刻度线相平)浮力秤受到的浮力;
(2)浮力秤上2cm刻度线对应的质量值;
(3)浮力秤满载时,液体对圆柱形容器底部的压强。
3.“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。
4.如图1所示,用弹簧测力计竖直拉着一长方体实心物体,将物块从盛水的烧杯上方缓慢下降直至完全浸没水中,物块下降过程中,弹簧测力计的示数F随物块下降高度h的变化关系如图2所示,(,水的密度为:)求:
(1)物块的重力;
(2)物块受到的最大浮力;
(3)物体的体积。
5.如右图所示,一个棱长为10cm的正方体浸没在水中,上表面受到水向下的压力F1=5N,下表面受到水向上的压F2=15N力。求:(g取10N/kg)
(1)该正方体所受浮力的大小;
(2)正方体下表面距离水面的深度。
6.如图所示是我国设计的“雪龙号”科考破冰船,它通过调节船首和船尾的压载水量,来调整破冰船的纵向倾斜姿态,该船满载时的总质量约,破冰时船头的一部分压在冰面上,利用巨大的压强使冰层破裂。,g取求:
(1)当“雪龙号”满载且在海水中正常航行时,受到的浮力;
(2)若“雪龙号”破冰时,船头压在冰面上的受力面积是,冰面所受压力为破冰船满载时总重力的倍,求破冰船对冰面的压强;
(3)结合所学知识,请你写出一条提高破冰船破冰效果的办法。

7.如图是一艘潜水艇,空艇质量为,水舱不注海水时漂浮在海面上;水位达到仓位时,正好悬浮;注满海水时,潜艇沉到海底,此时海底对潜水艇的支持力为。海水密度,取,求:
(1)潜水艇的水舱最多可以注入多少立方米的海水?
(2)潜水艇的总体积是多少?
(3)空仓漂浮时,潜水艇露出海面的体积是多少?
能力提升
8.因缺少测量液体体积的器材,小明想给底面积为S的薄壁玻璃杯标上刻度,利用砝码等器材将其改成一个量程为150mL的量杯。他将质量分布均匀的玻璃杯放在装有水的容器中,已知玻璃杯的质量为30g,如图所示。求:
(1)当玻璃杯静止,此时玻璃杯受到的浮力;
(2)当玻璃杯中放入砝码的质量为多大时,水面处对应玻璃杯的刻度为150mL;
(3)当放入砝码的质量为m码时,玻璃杯静止时仍未浸没,试推导出水对玻璃杯底部的压强为。

9.将一金属块悬挂在弹簧测力计下,当浸没在酒精中静止时,弹簧测力计的示数为2.8N,如图甲所示;当浸没在水中静止时,弹簧测力计的示数为2.4N,如图乙所示。(,)
(1)请在丙图中画出金属块浸没在酒精中的受力示意图(重心已画出);
(2)求金属块的密度;
(3)若将该装置放在盐水中,弹簧测力计的示数为2.3N,求该盐水的密度。
10.有一个质量为4kg,底面积为的足够高的薄壁柱形容器放在水平地面上,g取10N/kg。
(1)容器受到的重力是多大?
(2)容器对水平地面的压强是多大?
(3)科技小组利用这个容器来研究物体的浮沉,他们将同种材料制成的不吸水的正方体A和长方体B放在容器中,如图甲所示,向容器内缓慢加水,A、B始终保持竖直,水深h与加水体积V的关系如图乙所示。当水深为时,取出其中一个物体,水面下降2cm。当水深为时,水对容器底部的压强是多少帕?(不考虑取出物体的过程中带出的水,)
11.一个底面积为400cm2、足够深的圆柱形容器放在水平台面上,容器底部有一个可关闭的阀门,容器内原装有30cm深的水。再将一个质量为2.5kg、边长为10cm、质量分布均匀的正方体物块用上端固定的细绳吊着浸入水中,物块静止时有的体积露出水面,如示。求:
(1)此时物块受到的浮力;
(2)若细绳能承受的最大拉力是20N,打开阀门,水缓慢流出,当绳子断的瞬间,水面在放水过程中下降的高度;
(3)若细绳断的瞬间立即关闭阀门,当物块静止时水对容器底的压强。
12.如图甲,容器中盛有深度未知的水,水底有一块底面积为20cm2,高为20cm,重为24N的实心长方体合金块。现用一电动机以恒定不变的输出功率,把合金块提出水面并继续提升一段距离。已知合金块从水底到空气中上升速度与时间图像如图乙所示。(g取10N/kg,ρ水取1×103kg/m,合金块提升过程中受到的阻力、绳子自重和摩擦不计。)求:
(1)合金块的体积;
(2)合金块未露出水面前,绳子对合金块的拉力;
(3)合金块未露出水面前,水对容器底的压强。
13.如图所示,足够高的圆柱形容器A放在水平面上,内放个装满水的圆柱形容器B(B厚度不计,且与A底部未紧密贴合)。容器A底面积为300cm2,容器B质量为800g,底面积为200cm2,高度为20cm。正方体木块边长为10cm,密度为0.5g/cm3(每个木块放入容器B后会立即吸水100g),求:
(1)木块未放入水中时,容器B中的水对容器B底部的压强;
(2)把一个木块缓慢放入容器B中,当木块最终静止时,溢出的水的体积;
(3)把n个木块缓慢放入容器B中,然后全部取出,容器B能够在A中浮起时,n的最小值(不计取出木块时表面沾的水)。

14.如图所示,将一盛有水的薄壁圆柱形容器置于水平桌面上,容器的底面积为,容器的重力。用细线将一个小球固定在容器底部,当小球完全浸没在水中静止时,细线对小球的拉力为F。已知小球的重力,小球的体积为,此时容器内水深h=0.15m。水的密度,g取10N/kg。求:
(1)小球完全浸没在水中静止时,所受浮力的大小;
(2)细线对小球的拉力F的大小;
(3)水对容器底的压强p;
(4)剪断细线后,待物体静止后,容器对水平桌面的压力。
15.如图所示,是小军探究浮力大小与哪些因素有关的实验过程,已知物体重为,。求:
(1)物体完全浸没在水中时,排开水的重力是多少?
(2)物体的体积是多少?
16.如图所示,将一个盛有水的圆柱形容器置于水平桌面上,用细杆(体积和质量均可忽略)将一个小球按压在水面下,使小球完全浸没在水中。小球静止时,细杆对小球的压力为F。已知小球的质量kg,小球的体积m3,圆柱形容器的横截面积为100cm2,求:g取10N/kg)
(1)此时小球在水中受到的浮力;
(2)细杆对小球的压力F;
(3)撤去细杆,当小球再次静止时,容器底部所受压强的变化量。
17.如图甲是某团队设计的“智能浸泡上漆器”结构简图。上漆器为圆筒容器,装配有电动牵引设备力传感器等器件。上漆器内部底面积为,内有0.9kg油漆,柱体A通过细杆与牵引设备相连,静止时力传感器示数为。现启动牵引设备使柱体A下降,浸没于油漆并静止,力传感器示数随物体下降高度变化的关系如图乙所示。静止时容器内液面上升了8cm,柱体A的上表面距离液面2cm,力传感器示数为,与之差为10N。(g取10N/kg,忽略因上漆导致油漆量的减少)。
(1)求初始状态时油漆对容器底的压强为多少?
(2)油漆的密度是多少?
(3)再次启动牵引设备,将柱体A向上移动3cm,此时力传感器示数为,且,求柱体A的密度。
18.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。
19.“李白乘舟将欲行,忽闻岸上踏歌声。”如图所示,是李白诗歌《赠汪伦》中的情景。此时船停在水面,假设李白重600N,双脚与船接触面积为0.04m2,船和船上的人总重5200N,试求:
(1)李白双脚对船的压强为多少Pa?
(2)此时船漂浮在水中受到的浮力是多少N?
(3)此时船浸在水中的体积为多少m3?
拓展练习
20.如图所示,“昆明舰”是我国自行研制的新一代导弹驱逐舰首舰,其满载时排开水的质量为7500t,舰底所处深度为6.5m。设海水密度约为1.0×103kg/m3,取g=10N/kg,通过计算回答:
(1)满载时该驱逐舰底部受到海水产生的压强是多少?
(2)满载时该驱逐舰所受浮力的大小是多少?

21.如图所示,用一细线将木块系于容器的底部,木块完全浸没在水中处于静止状态,已知木块的重力为6N,体积为1×10-3 m3,求:
(1)木块受到的浮力;
(2)绳子的拉力;
(3)将细绳剪断,木块静止后露出水面的体积。

22.如图甲所示,薄壁圆柱形容器放在水平台上,将质量均匀、高为20cm的圆柱体竖直放入容器中,向容器中缓慢注水。从开始注水到注水结束,整个过程,水的深度与水的体积的关系图像如图乙所示。g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3
(1)注水结束时,求水对圆柱体底面的压力;
(2)将圆柱体竖直向上提升6cm时,求水对容器底部的压强;
(3)注水结束后,把圆柱体取出,若将圆柱体水平切去高度为h的部分,并将剩余部分竖直缓慢放入容器中。整个操作过程,假设容器中水的体积不变,求容器底部所受液体压强p与切去高度h的函数关系式。
23.如图甲所示,静止在水平地面的容器装有适量水,底面积为100cm2,上端开口面积为60cm2。用细线吊着底面积为50cm2的长方体,使其缓慢浸没于水中,直至物体静止在容器底部。松开细线,物体上表面距水面4cm,容器对地面的压强相比未放入物体时增大了4000Pa(容器外壁不会附着水)。图乙是水对容器底部的压强p与物体下表面浸入水中深度H的图像。求:
(1)未放入物体时,容器中水的深度;
(2)当水对容器底部的压强为1500Pa时,物体受到的浮力;
(3)求长方体的高度;
(4)求物体的密度。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
第10章 浮力 计算题分层专练-2024-2025学年人教版物理八年级下册 参考答案
1.(1);(2);(3)0.55N;(4)1155Pa
【知识点】液体压强公式的简单应用、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】解:(1)鸡蛋的体积
(2)鸡蛋的密度
(3)鸡蛋的重力
鸡蛋在液体中悬浮,由浮沉条件可知,鸡蛋受到的浮力
(4)鸡蛋悬浮时,盐水的密度为
容器中盐水的深度为
容器底部受到盐水的压强
答:(1)鸡蛋的体积是;
(2)鸡蛋的密度是;
(3)当鸡蛋悬浮时,鸡蛋受到的浮力0.55N;
(4)当鸡蛋悬浮时,容器底部受到的盐水的压强是1155Pa。
2.(1)1.7N;(2)100 g;(3)
【知识点】液体压强公式的简单应用、阿基米德原理的应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】解:(1)由题意知,不放被测物体时浮力秤的总质量为170g,因此简易浮力秤的重力
G=mg=170×10-3kg×10N/kg=1.7N
如图浮力秤处于漂浮,依据平衡条件可知,浮力秤受到的浮力
F浮=G=1.7N
(2)浮力秤浸到2cm刻度线漂浮时,秤内被测物的质量为m测,依据平衡条件不放入被测物时
F浮=G排=G秤
放入被测物时
F浮1=G秤+m测g
可知
m测g = F浮1- F浮
依据阿基米德原理
F浮=ρ水V0g
F浮1=ρ水V0g+ρ水ΔV排g
可知
m测=ρ水ΔV排=ρ水SΔh=1.0g/cm3×50cm2×2cm=100g
(3)不放被测物体时排水的体积为
水上升的高度为
浮力秤满载时,浮力秤上最大刻度为18cm,则排开水的体积为
水上升的高度为
容器中水的高度为
水总的高度为
水对圆柱形容器底部的压强为
(3)答:(1)图中所示状态浮力秤受到的浮力为1.7N;
(2)浮力秤上2cm刻度线对应的质量值为100g;
(3)浮力秤满载时,液体对圆柱形容器底部的压强。
3.(1)0.25N
(2)1.75N
【知识点】二力或多力平衡问题、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【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
4.【答案】(1)10N;(2)6N;(3)
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、浮力大小的计算、称重法测浮力的大小、阿基米德原理的应用
【详解】解:(1)由图像可知,当h=0时,弹簧测力计示数为10N,此时物块处于空气中,根据二力平衡条件可知,物块的重力为
G=F拉=10N
(2)图像中CD段是物块完全浸入水中的情况,此时物块受到的拉力F=4N,则物块受到的浮力为
(3)根据可知物体的体积为
答:(1)物块的重力为10N;
(2)物块受到的最大浮力为6N;
(3)物体的体积为。
5.【答案】(1)10N
(2)15cm
【知识点】液体压强公式的简单应用、根据浮力产生的原因计算浮力的大小
【详解】(1)由浮力产生的原因可得,正方体受到的浮力为
(2)由题意得,正方体下表面的面积为
水对正方体下表面的压强为
由可得,正方体下表面到水面的距离为
6.(1);(2);(3)可以通过减小船头的面积来提高破冰效果
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、阿基米德原理的应用、压强公式的简单应用
【详解】解:(1)当“雪龙号”满载且在海水中正常航行时,受到的浮力
当“雪龙号”满载且在海水中正常航行时,处于漂浮状态,自身的重力
破冰船对冰面的压力

船对冰面的压强
要提高破冰船破冰效果,即增大对冰面的压强,在压力一定时,可以通过减小船头的面积来提高破冰效果。
答:(1)当“雪龙号”满载且在海水中正常航行时,受到的浮力为;
(2)破冰船对冰面的压强为;
(3)可以通过减小船头的面积来提高破冰效果。
7.(1);(2);(3)
【知识点】物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、阿基米德原理的应用
【详解】解:(1)水舱未充海水时,因潜艇漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,所以,可得
潜水艇的水舱最多注入海水的重力,则潜水艇悬浮时,有
潜水艇沉底时,有
潜水艇悬浮和沉底时的浮力相同,即
所以
潜水艇的水舱最多可以注的海水质量为
潜水艇的水舱最多可以注的海水的体积为
(2)根据题意可知,潜水艇悬浮时,有
由得潜水艇的总体积为
(3)根据题意可知,空仓漂浮时,潜水艇排开海水的体积为
潜水艇露出海面的体积为
答:(1)潜水艇的水舱最多可以注入的海水;
(2)潜水艇的总体积是;
(3)空仓漂浮时,潜水艇露出海面的体积是。
8.(1)0.3N;(2)120g;(3)见解析
【知识点】浮力与压强的综合问题、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、阿基米德原理的应用、浮力综合问题、液体压强公式的简单应用
【详解】解:(1)当玻璃杯静止,玻璃板漂浮在水面上,根据物体的浮沉条件可知,玻璃板受到的浮力
F浮=G杯=m杯g=30×10-3kg×10N/kg=0.3N
(2)当水面处对应玻璃杯的刻度为150mL时,玻璃杯排开水的体积
V排=150mL=150cm3=1.5×10-4m3
此时玻璃杯受到的浮力
F'浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5×10﹣4m3=1.5N
根据物体的浮沉条件可知,玻璃杯和砝码的总重力
G=F'浮=1.5N
由G=mg可知,玻璃杯和砝码的总质量
则砝码的质量
m砝=m﹣m杯=150g﹣30g=120g
(3)当放入砝码的质量为m砝时,玻璃杯和砝码的总质量为m砝+m杯,玻璃杯静止时仍未浸没,根据物体的浮沉条件可知,玻璃杯受到的浮力
F''浮=G总=(m砝+m杯)g
根据阿基米德原理可知,玻璃杯受到的浮力
F''浮=ρ水V排g=ρ水gSh
联立以上两式解得:玻璃杯底部所处的深度
水对玻璃杯底部的压强
答:(1)当玻璃杯静止,此时玻璃杯受到的浮力为0.3N;
(2)当玻璃杯中放入砝码的质量为120g时,水面处对应玻璃杯的刻度为150mL;
(3)推导过程见解答。
9.(1);(2)2.2×103kg/m3;(3)1.05×103kg/m3
【知识点】密度公式的简单应用、力的示意图、浮力大小的计算、阿基米德原理的应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、称重法测浮力的大小
【详解】解:(1)金属块浸没在酒精中处于静止状态,受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和拉力,如图所示:
(2)当金属块浸没在酒精中静止时,由平衡状态得

当金属块浸没在水中静止时,由平衡状态得

由①②联立求解得
,G=4.4N
金属块的质量
金属块的体积
金属块的密度
(3)若将该装置放在盐水中,弹簧测力计的示数为F=2.3N,由

答:(1);
(2)金属块的密度为2.2×103kg/m3;
(3)若将该装置放在盐水中,弹簧测力计的示数为2.3N,该盐水的密度为1.05×103kg/m3。
10.(1)40N;(2)800Pa;(3)①若,3000 Pa,②若,1500Pa
【知识点】液体压强公式的简单应用、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】解:(1)容器的重力
(2)容器对水平地面的压力
容器对水平地面的压强
(3)由题意及图像可知,A、B浸没或漂浮时均有
注水体积由的过程中
……①
注水体积由的过程中
……②
注水体积由的过程中
……③
联立①②③解得
由此可知正方体A边长,取出其中一个物体时
①若,则A、B浸没,由可知取出的物体为A,为A的高度,,水对容器底部的压强
②若,则A、B漂浮,由可知取出的物体为B由图可知A浸入水中的深度为,B浸入水中的深度为,由于
解得
水对容器底部的压强
答:(1)容器受到的重力是40N;
(2)容器对水平地面的压强是800Pa;
(3)若,水对容器底部的压强为3000Pa,若,水对容器底部的压强为1500Pa。
11.(1)8N;(2);(3)3025Pa
【知识点】浮力综合问题、阿基米德原理的应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、浮力与压强的综合问题
【详解】解:(1)物块的体积为
物体排开液体的体积为
物块受到的浮力为
(2)物块的重力为
当绳子断的瞬间,物块受到的浮力最小,为
放水前后,物块受到的浮力的变化量为
物块排开水的变化量为
液面下降的距离等于物块浸在液体中的深度的变化量,为
(3)物块的密度为
从物块未放入水中至物体放入水中静止时有的体积露出水面,液面上升,则
则绳断后,物体沉底且浸没,从物块有的体积露出水面至绳断的过程中,放出水的体积为
容器中剩余水的体积为
水的深度为
物块静止时水对容器底的压强为
答:(1)此时物块受到的浮力8N;
(2)若细绳能承受的最大拉力是20N,打开阀门,水缓慢流出,当绳子断的瞬间,水面在放水过程中下降的高度3×10-2m;
(3)若细绳断的瞬间立即关闭阀门,当物块静止时水对容器底的压强为3025Pa。
12.(1)4×10-4m3;(2)20N;(3)1.4×104Pa
【知识点】液体压强公式的简单应用、浮力综合问题、浮力大小的计算、称重法测浮力的大小、阿基米德原理的应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、浮力与压强的综合问题
【详解】解:(1)由题意可知,合金块的体积
(2)合金块浸没在水中时,排开水的体积
由可知,合金块受到的浮力为
根据称重法可知,合金块在水中所受拉力
(3)从图中可知2s时合金块刚要露出水面,合金块上升的高度
合金块的高度为20cm,即0.2m,则水的深度
合金块未露出水面时,水对容器底的压强
答:(1)合金块的体积为4×10-4m3;
(2)合金块未露出水面前,绳子对合金块的拉力为20N;
(3)合金块未露出水面时,水对容器底的压强为1.4×104Pa
13.(1)2000Pa;(2)5×10-4m3;(3)3
【知识点】浮力综合问题、浮力与压强的综合问题
【详解】解:(1)木块未放入水中时,容器B中水对容器B底部的压强
pB=ρ水ghB=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×0.01m=2000Pa
(2)木块的体积
V木=(10cm)3=1000cm3
木块的质量
m木=ρ木V木=0.5g/cm3×1000cm3=500g=0.5kg
木块的重力
G木=m木g=0.5kg×10N/kg=5N
因为木块的密度小于水的密度,因此木块在水中最终静止,由物体的漂浮条件可知,此时木块受到的浮力
F浮=G木=5N
溢出的水的体积为
(3)容器B中装满水时水的体积
VB=SBhB=200cm2×20cm=4000cm3
容器B中装满水时水的质量为
m水=ρ水VB=ρ水SBhB=1.0g/cm3×200cm2×20cm=4000g=4kg
B容器中水和容器的总质量为
mB总=m水+mB=4000g+800g=4800g=4.8kg
从容器B中溢出质量为m的水至容器A中,则此时容器B的总质量为
mB总=4.8kg﹣m
当容器B刚好漂浮时,此时B所受浮力等于B容器的总重力,即
F浮B=mB总g=(4.8kg﹣m)g
容器A中水的质量为m,结合密度公式可知在容器A中水的体积为
当容器B刚好漂浮时,B容器排开水的体积
V排′=SBhA
此时B容器受到的浮力
F浮B=ρ水gV排′
整理后得
所以有
4.8kg﹣m=2m
解得m=1.6kg,由物体的漂浮条件可知,需要木块的总重力
G总=F浮=G排=mg=1.6kg×10N/kg=16N
每个木块放入容器B后会立即吸水100g,所以需要木块的个数
答:(1)木块未放入水中时,容器B中的水对容器B底部的压强为2000Pa;
(2)把一个木块缓慢放入容器B中,当木块最终静止时,溢出的水的体积为5×10﹣4m3;
(3)把n个木块缓慢放入容器B中,然后全部取出,容器B能够在A中浮起时,n的最小值为3。
14.(1)10N;(2)2N;(3)1500Pa;(4)30N
【知识点】二力或多力平衡问题、液体压强公式的简单应用、浮力综合问题、阿基米德原理的应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、液体中的物体上方与下方有绳子的问题
【详解】解:(1)小球完全浸没水中时,排开水的体积等于自身的体积,所以所受的浮力
(2)小球静止时,受到竖直向下的重力和细线的拉力及竖直向上的浮力的作用,处于平衡,三个力是平衡力,所以细线对小球拉力
F=F浮-G=10N-8N=2N
(3)水对容器底的压强
(4)小球浸没水中时,水及小球的总体积
水的体积
水的质量
水的重力
G水=m水g=2kg×10N/kg=20N
剪断细线后,待物体静止后,容器对水平桌面的压力
F压=G容+G水+G =2N+20N+8N=30N
答:(1)小球完全浸没在水中静止时,所受的浮力大小为10N;
(2)细线对小球的拉力F的大小为2N;
(3)水对容器底的压强p为1500Pa;
(4)剪断细线后,待物体静止后,容器对水平桌面的压力为F压为30N。
15.(1)1N;(2)
【知识点】阿基米德原理的应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【详解】解:(1)由图知,物体完全浸没在水中时受到的拉力(测力计的示数),即有
此时物体受到的浮力为
由阿基米德原理可知,物体排开水的重力为
(2)由阿基米德原理可知,物体的体积为
答:(1)物体完全浸没在水中时,排开水的重力为1N;
(2)物体的体积为。
16.(1)10N
(2)2N
(3)200Pa
【知识点】二力或多力平衡问题、压强公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】(1)由于小球完全浸没,浮力为
(2)小球的质量kg,则重力
小球受竖直向下的重力、细杆对小球的压力、竖直向上的浮力,根据平衡条件知,压力为
(3)由可得,剪断细线后物体上浮,最终漂浮,此时物体受到的浮力
根据力的作用是相互的,且容器是柱形,液体的压力等于液体重力加上小球排开液体的重力,则容器底部所受压力的变化量等于减小的浮力为
容器底部所受压强变化量为
17.(1)900Pa;(2);(3)2.5×103kg/m3
【知识点】压强公式的简单应用、浮力综合问题、阿基米德原理的应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、浮力与压强的综合问题
【详解】解:(1)初始状态时油漆对容器底的压力等于液体的重力大小,初始状态时油漆对容器底的压强为
(2)静止时容器内液面上升了8cm,A排开油漆的体积即柱体A的体积为
V=V排=S容Δh'=100cm2×8cm=800cm3
由乙图可知,A的重力为,继续下降2 cm,A刚好浸没,此时液面上升了8cm,则A的高度
A的2 cm排开液体的体积等于液面升高8cm对应的体积,故有
h下SA=Δh'(S容- SA)

2cm×SA=8cm× (100cm2- SA)
柱体A的底面积为
SA =80cm2与之差为10N,根据称重法,浸没时柱体A受到的浮力为10N,根据阿基米德原理,油漆的密度是
(3)已知柱体A的上表面距离液面h1=2cm,启动牵引设备将柱体A提升h2=3cm,则将柱体A提升2cm过程中液面高度不变,再将柱体A提升1cm时,液面会下降,设液面下降的高度为Δh,整个过程中柱体浸入液体深度的减小
Δh浸=Δh+h2-h1=Δh+1cm
根据V排的两种计算方法可得
ΔV排=S容Δh=SAΔh浸

100cm2×Δh=80cm2×(Δh+1cm)
解得
Δh=4cm
则此时柱体A底部所处的深度为
h浸′=hA-Δh浸=10cm-(4m+1cm)=5cm=0.05m
此时柱体A受到的浮力
F浮′=ρ油漆gSAh浸′=1.25×103kg/m3×10N/kg×80×10-4m2×0.05m=5N
由题意知
F2∶F3=2∶3
根据称重法测浮力,则有
(F1-F浮)∶(F1-F浮′)=2∶3
且GA=F1,所以有
(GA-10N)∶(GA-5N)=2∶3
解得
GA=20N
柱体A的密度
答:(1)初始状态时油漆对容器底的压强为900Pa;
(2)油漆的密度是1.25×103kg/m3;
(3)柱体A的密度为2.5×103kg/m3。
18.(1)5×105Pa
(2)1.2×107N
(3)7×106N
【知识点】二力或多力平衡问题、液体压强公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【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。
19.(1)1.5×104Pa;(2)5200N;(3)0.52m3
【知识点】物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、阿基米德原理的应用、压强公式的简单应用
【详解】解:(1)李白双脚对船的压力等于他的重力
F=G人=600N
李白双脚对船的压强
(2)根据物体的浮沉条件可知,船漂浮在水中受到的浮力
F浮=G总=5200N
(3)由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,船浸在水中的体积
答:(1)李白双脚对船的压强为1.5×104Pa;
(2)此时船漂浮在水中受到的浮力是5200N;
(3)此时船浸在水中的体积为0.52m3。
20.(1)6.5×104Pa;(2)7.5×107N
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、阿基米德原理的应用、液体压强公式的简单应用
【详解】解:(1)驱逐舰满载时舰底所处的深度h=6.5m,则满载时舰底所受海水的压强
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×6.5m=6.5×104Pa
(2)满载时该驱逐舰所受浮力
F浮=G排=m排g=7500×103kg×10N/kg=7.5×107N
答:(1)满载时该驱逐舰底部受到海水产生的压强是6.5×104Pa;
(2)满载时该驱逐舰所受浮力的大小是7.5×107N。
21.(1)10N;(2)4N;(3)4×10-4m3
【知识点】阿基米德原理的应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】解:(1)木木块完全浸没在水中时,有
则受到的浮力为
(2)木块在绳子拉力的作用下静止在水中,受到竖直向下的重力和拉力、竖直向上的浮力作用;所以,则绳子的拉力为
(3)剪断绳子,因为,所以木块上浮,静止时会漂浮在水面上,所以,即
所以排开水的体积为
木块静止后露出水面的体积为
答:(1)木块受到的浮力为;
(2)绳子的拉力为;
(3)将细绳剪断,木块静止后露出水面的体积为。
22.(1)12N;(2)1500Pa;(3)p=1800﹣20h(Pa)
【知识点】液体压强公式的简单应用、浮力综合问题、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、浮力与压强的综合问题
【详解】解:(1)设容器的底面积为S1,圆柱体的底面积为S2,由图乙可知,当注入V水1=2.4dm3的水时,图像出现拐点,此时容器内水的深度为h1=12cm,小于圆柱体的高度20cm,说明此时圆柱体恰好漂浮,所以容器的底面积为
所以圆柱体漂浮时排开水的体积为
此时圆柱体受到的浮力为
由浮力产生的原因可知,此时水对圆柱体底面的压力
从此时注水结束,圆柱体一直处于漂浮状态,则注水结束时,水对圆柱体底面的压力仍为12N。
(2)因为圆柱体的底面积
将圆柱体竖直向上提升h3=6cm时,容器内水面下降的高度为
此时容器内水深为
此时水对容器底部的压强为
(3)注水结束后,圆柱体漂浮在水中,则圆柱体的重力为
注水结束后,注入水的重力为
若将圆柱体水平切去高度为h的部分,并将剩余部分竖直缓慢放入容器中,则剩余部分仍漂浮在水中,又因容器为柱形容器,所以水对容器底部的压力为
所以容器底部所受水的压强为
答:(1)注水结束时,水对圆柱体底面的压力为为12N;
(2)将圆柱体竖直向上提升6cm时,水对容器底部的压强为1500Pa;
(3)容器底部所受到水的压强p与切去高度h的函数关系式为p=1800﹣20h(Pa)。
23.(1)13cm;(2)5N;(3)16cm;(4)5. 375 g/cm3
【知识点】压强公式的简单应用、阿基米德原理的应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【详解】解:(1)根据图乙可知,长方体未放入水中时,水对容器底部的压强为1300Pa,由可知,未放入物体时,容器中水的深度
(2)由可知,当水对容器底部的压强为1500Pa时,容器中水的高度也就是容器较宽部分的高度
则此时长方体进入水总的高度为
由图乙可知,当时,水对容器底部的压强最大为p2;此时物体进入水中的体积为
物体受到的浮力
(3)由(2)可知,此时水的高度

(4)当H大于10cm,则水已溢出物体的重力
物体的密度为
答:(1)未放入物体时,容器中水的深度为13cm;
(2)当水对容器底部的压强为1500Pa时,物体受到的浮力是5N;
(3)长方体的高度为16cm;
(4)物体的密度为5. 375 g/cm3。
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