1、
有一密度为
,边长为10cm
的立方体木块浸在水中,如图所示,若用对木块的拉力是
N ,求
木块此时受到的浮力?(用三种方法)
2、有一体积为1×10-4米3
的实心铁块,挂在弹簧秤上后浸没在水中(铁块没有接触容器底部),铁的密度为7.8×10
3
千克/米3
,求:
(1).铁块的重力。
(2).铁块所受到的浮力。 (3).弹簧秤的示数。
3、打捞沉船时,常先将金属浮箱注满水,沉人水底,再用钢绳将其固定在沉船上,然后向浮箱中压人气体,排出浮箱内的水,这样浮箱就可以上浮拉起沉船,某次打捞作业中,所用的浮箱边长为2m 的正方体,自重2000N ,当浮箱上表面沉到距水面20m 处时,求: (l)浮箱上表面受到水的压强;
(2)当把浮箱内的水全部排出时,浮箱受到水的浮力.
4、某同学学习了浮力的有关知识后,制作了一台浮力秤,它可以方便地称量物体的质量,其构造如图甲所示。已知小
筒底面积 为0.00lm ,小筒和秤盘总重为0.6N 。
(1)如图甲,当秤盘上不放物体时,小筒受到的浮力是多大?
(2)如图甲,当秤盘上不放物体时,小筒浸入水中的体积多大? 小筒浸入水中的深度为多少?
(3)
如图乙,在秤盘上放上一个物体后,小筒浸入水中的深度为0.1m ,则小筒受到的浮力是多大? 放上物体的质量为多少?(取g=10N/kg)
5、“曹冲称象”是家喻户晓的典故。某校兴趣小组模仿这一现象,制作了一把“浮力秤”。将厚底直筒形状的玻璃杯浸入水中,如下图所示。已知玻璃杯的质量为200g ,底面积为30cm 2
,高度为15cm 。(水的密度ρ水=1×103
kg/m3
) 求:⑴将杯子开口向上竖直放入水中时(注:水未进入杯内),杯子受到的浮力。 ⑵此时杯子浸入水中的深度(即为该浮力秤的零刻度位置)。
⑶此浮力秤的最大称量(即量程)。
6、某人用绳子将一物体从水面下2m 深处的地方匀速提到水面0.5m 处的过程中,人对物体做功为54J .当将物体拉到
有体积露出水面时,让其静止,此时绳子对物体的拉力为40N .不计绳子的质量,忽略水的阻力,求物体的密度.(g
取10N/kg)
7、一木块放在水中静止时,有13.5厘米3
的体积露出水面,如图(甲)所示,现将一体积为5厘米3
的金属块放在木
块上面,木块刚好全部浸在水中,如图(乙)所示,求金属的密度?
8、如图,水面上漂浮一个木块。在木块上放一个M=4千克的物体,木块正好全部没入水中。若在木块下挂一个密度
为5×103
千克/米3
的合金块,木块悬浮在水中,求合金块的质量。
9、停留在空气中的充满氢气的飞艇体积为3×103m 3
,空气的密度为1.29kg/m3
,氢气的密度为0.09 kg/m 3
,艇重300N ,求货物重多少?(g=10N/kg)
10、 “曹冲称象’’是家喻户晓的典故,某校科技小组模仿这一现象,制作了一把“浮力秤”。将厚底直筒形状的玻璃杯浸入水中,如图所示,已知玻璃杯的质量为200g ,底面积为30cm 2
,高度为15cm 。
求(1)将杯子开口向上竖直放入水中时(水未进入杯内),杯子受到的浮力。
(2)此时杯子浸入水中的深度(即为该浮力秤的零刻度位置)。
(3)此浮力秤的最大称量(即量程)。
11、如图是吴林泽利用U 形压强计改装成的测液体密度的密度计。A 为固定支架,其作用是保证橡皮膜在不同的液体
中深度均为1。U 形管盛水,其右管标有刻度值,为了便于读数,在U 形管右管有一个指示液面位置(刻度值)的质量为1g 的实心红色浮标,刚好有一半体积浸没在水中。未测量时, U 形管水面刚好与a 相平,读数时,读取浮标所对的刻度值即可。求:
(1)浮标受到的浮力 (2)浮标的密度
(3)当橡皮膜放入某液体中,浮标指示在b 处, ab 之间的距离为1,计算b 处的刻度值
13、为了测出普通玻璃的密度,小明同学利用一个普通玻璃制成的小瓶、一个量筒和适量的水.做了如下实验:
(1)在量筒内倒入50立方厘米的水;
(2)让小瓶口朝上漂浮在量筒内的水面上(如图甲所示),此时水面与80立方厘米刻线相平; (3)让小瓶口朝下沉没水中(如图乙所示),这时水面与62立方厘米刻线相平.则根据以上测出的数据可知:小瓶漂浮在水面时,它排开水的体积________.
=_______;制造小瓶的玻璃的密度
=
12、载重共1000N 的气球在竖直方向上匀速下降时受到空气向上的浮力900N 。若从气球中抛掉一些重物后,气球能在竖直方向上匀速上升。(设空气阻力和浮力大小不变) (1)气球受到的空气阻力多大? (2)需抛掉多少牛顿的重物?
甲 乙
参考答案
一、计算题
1、解法一:根据浮力产生的原因求解
即:
解法二:根据阿基米德原理求解。
解法三:根据木块受到的力求解。2、(1).m=ρV
=7.8×103
千克/米3
×1×10-4
米3
=0.78千克 2分 G=mg
=0.78千克×9.8牛/千克=7.644牛 2分 (2).F 浮=ρ
水
gV 排
=1.0×103
千克/米3
×9.8牛/千克×1×10-4
米3
=0.98牛 3分 (3).弹簧秤示数为
F = G-F 浮
=7.644牛-0.98牛=6.664牛 2分 说明:(1)、(3)小题中公式1分,代入与结果1分 (2)小题公式1分,代入1分,结果1分
3、解:(l)p =gh =1.0 ×kg/ x 9.8N/kg x 20m = 1.96 xPa
(2) V == = 8 x
Vg = 1.0 ×
kg/ x 8 x x 9.8 N/kg = 7.84 x N
4、(1)
(2)
(3)
5、解:⑴杯子的重量为G 杯 G 杯=mg =0.2kg ×10N/kg=2N
∵杯子在水中处于漂浮状态,根据二力平衡的条件 杯子受到的浮力F 浮=G 杯=2N
⑵设杯子浸入水中时,浸入的深度为h ,有 F 浮=G 排=ρgSh
∴h =
=(2N )/(103kg/m3×10N/kg×30×10-4m 2
)=
m ⑶当往杯子内放被测物时,若杯子下沉到水面刚好到杯口(水未进杯内)此时杯子下沉的深度为h ′=15×10-2
m 受到的浮力F ′浮=ρgS h′
=103kg/m3×10N/kg×30×10-4m 2×15×10-2
m =4.5N
设能称量的最大值为F F =F ′浮-G 杯 =4.5N -2N =2.5N
6、物体在水中受的拉力为G —F 浮
拉力做功:W =(G -F 浮
)(h 1
—h 2
) ①
物体在水面静止时:受拉力、重力和浮力
F =G —F 浮
′ ②
由①得 G —F 浮
=
==36N
将G 和F 浮
展开
gV -
水
gV =36N ③
将②式展开
gV -
水
gV (V —V )=40N ④
③÷④
=
=
=2.8×103
kg/m3
7、
第一个状态如图(甲)所示,以木块研究对象,第二个状态如图(乙)所示,以金属和木块整体为研究对象。画出受力的示意图。
解:∵
(2)-(1
)得
代入公式
∴
8、解法一:在木块上放物体M 时,木块漂浮,在重力G 物
、浮力ρ水
gV 木
、压力Mg 三力作用下平衡,有F 浮
=G物+Mg (1)
在木块下挂物体m 时,木块悬浮。由于木块全浸在水中,所以浮力仍为ρ水gV 木。木块在浮力F 浮
、重力G 物
、m 对木
块的拉力f 三力作用下平衡,有F 浮
=G物
+f(2)
物体m 也全浸在水中,受浮力、重力和拉力平衡。浮力F '浮
=ρ水
gV 合
,重力mg ,拉力f ,三力关系为f+F'浮
=mg(3)
(1)、(2)两式联立,得Mg=f。代入(3)式得 Mg=mg-F '浮
=mg-ρ水
gV 合
合金m
的体积为
,代入上式
,
千克
木块下方挂的合金物体质量为5千克。
解法二:设木块未加物体M 时,露出水面的体积为△V 。在木块上方加压力Mg ,使木块全浸在水中,有ρ水
g △V=Mg。
木块下方挂物体m ,也使木块下沉,浸入水中体积加大△V ,
有ρ水
g △V=mg-ρ水
gV 合
。两式相比,
,
千克
9、35700N
10、(1)2N (2)0.067 (3)4.5N 11、(1)因漂浮F -3
-2
浮=G=mg=10×10=10 N (2分) (2)根据漂浮条件F 33
浮=G ρ
水g1/2V=ρg V ρ=1/2ρ水=0.5×10/m (2分) (其它正确的解法均可)
(3)因液体对橡皮膜压强等于U 形管水面高度差产生的压强即ρ液
gh=ρ
水
gh ′ ρ液=ρ
水
h ′/h=1×103
×2×
10-2
/10-2
=2×103
/m3
12、解:(1)1000N-900N=100N
这是因为气球下降时受到的阻力方向是向上的, 这个阻力与浮力的合力则与重力是平衡力 (2)200N
这是因为气球上升时所受到的阻力是向下的, 这时阻力与重力的合力与浮力是平衡力, 即900N=100N+重力, 故得重力为800N, 而1000N-800N=200N
13、因
==1牛,结论:物体受到的浮力等于它排开的水重.
4 .30立方厘米2 .5×103千克/立方米