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浮力计算题(M)

09/21

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

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 -

gV =36N ③

将②式展开

gV -

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

gh ′ ρ液=ρ

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


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