第十章《流体的力现象》计算题专项练习
一、计算题
1.一根木头重为1600N,体积为0.2m3,漂浮在水面上,g取10N/kg,求:
(1)木头的质量;
(2)木头的密度;
(3)木头受到的浮力;
(4)木头浸入水中部分的体积。
2.如图所示,边长为10cm的实心正方体木块,密度为0.6×103kg/m3 , 静止在装有足量水的容器中,且上下底面与水面平行,求:
(1)木块的质量;
(2)木块在水中所受浮力的大小;
(3)木块浸在水中的体积;
(4)水对木块下底面的压强.(取g=10N/kg)
3.如图甲所示,水平桌面上有一底面积为40cm2的圆柱形容器内装深度为30cm的水,现在用细绳系住重力为6N的物体A,使它竖直下垂且全部浸没入水中静止,如图乙所示,此时绳子的拉力是2N,,,求:
(1)未放物体前,水对容器底的压强;
(2)物体A受到的浮力;
(3)物体A全部浸没入水中静止后,和未放入物体之前相比,水对容器底部增大的压强。
4.“夏宝西瓜”味道甜美,是运城人夏天喜欢的水果;爱动脑筋的小明同学学完浮力后想知道西瓜在水中的浮沉,于是取一个体积约为3.1×103cm3,重力为30N的西瓜进行验证;(g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)
(1)请通过计算说明西瓜浸没在水中后的浮沉?
(2)求出西瓜静止时所受的浮力?
5.如图所示,水平桌面上圆柱形玻璃杯中装有适量的水。将重25N的小球挂在弹簧测力计的挂钩上,手提弹簧测力计使小球浸没在水中(玻璃杯中水未溢出),静止时弹簧测力计的示数为15N,水深46cm。已知玻璃杯的内底面积为100cm2。(g=10N/kg)求:
(1)小球排开水的体积;
(2)小球的密度;
(3)把球从水中取出后,水对玻璃杯底的压强和压力。
6.如图所示,在水平桌面上放有一个质量不计的塑料杯子,向杯中倒入质量为200g的水,水深为20cm;再轻轻放入一个质量为40g的木块,木块静止后漂浮,水面升高了4cm (水未溢出,g=10N/kg)。求此时:
(1)水对杯子底部的压强
(2)木块受到的水的浮力
7.如图所示是我国制造的超大型集装箱船“中远海运室女座”号,比航母还要大,当船停在港口,船的总重为4.0×104t时,求:
(1)水深10m处船体受到水的压强;
(2)船排开水的体积。
8.一石块在空气中称时,弹簧测力计的示数是5N,浸没在水中称时,弹簧测力计的示数为2N,浸没在另一种液体中时,弹簧测力计的示数是1.4N,已知ρ水=1.0×103kg/m3,则:
(1)石块在水中受到的浮力多大?
(2)石块密度是多大?
(3)另一种液体的密度是多大?
9.如图所示,盛有水的圆柱形容器,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1×10-4m3、重力为0.6N的实心小球。求:(g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)
(1)小球浸没在水中时受到的浮力;
(2)挡板对小球的压力;
10.一质量为600g,密度为0.6g/cm3的正方体木块用细线系于底面积为40cm2容器的水中,如图所示,求:
(1)木块所受的浮力大小是多少?
(2)将细线剪断后,木块静止时,容器底部受到水的压强变化了多少
11.如图所示,体积为V=300cm3的木块在绳子拉力F=1.5N的作用下完全浸没在水中,g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,绳子重力不计,求:
(1)此时木块受到浮力;
(2)木块的重力;
(3)剪断绳子,木块静止时露出水面的体积。
12.在一个体积为550cm3,重为0.5N的瓶中加入2N的煤油,将此瓶正立放置于水中如图甲所示。求:
(1)正立放置时,瓶底受到水的压强;
(2)若将瓶子倒立放置于水中如图乙所示,瓶子受到的浮力;
(3)将瓶中煤油全部倒出,在瓶中加入0.5L的水,再次放入水中,请判断瓶子的浮沉情况。
13.水平桌面上放有一底部有水阀的圆柱形容器,容器重3N,底面积为250cm2,高10cm,在容器内装入部分水,将一个边长为10 cm、密度为0.6g/cm3的正方体木块用细线悬挂在水中,如图(甲)所示,木块静止时有4cm浸入水中,求∶
(1)此时木块所受的浮力为多少牛?
(2)细线能承受的最大拉力为5 N,打开水阀放水,绳子断开时水深7cm,如图(乙),立刻关闭水阀,木块漂浮静止时,水对容器底的压强为多少帕?
14.如图所示,将密度为0.6×103kg/m3、高度为10cm、底面积为20cm2的圆柱体放入底面积为50cm2的容器中,并向容器内加水(容器重2N,g取10N/kg)。问:
(1)圆柱体的重力多大?
(2)当水加到4cm深时,此时圆柱体对容器底的压强为多少?
(3)继续向容器中加水,当圆柱体对容器底压力为0时,容器对桌面的压力为多少?
15.重0.05kg、底面积为100cm2的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上,如图甲所示容器内盛有2kg的水,现用弹簧测力计将浸没在水中的长方体物块A从容器底部缓慢竖直向上提起,弹簧测力计的示数F与物块A下表面离容器底部的距离h的关系如图乙。求:
(1)物块A浸没在水中受到的浮力;
(2)物块A的密度;
(3)物块A出水前后,水对容器底部压强的变化量;
(4)当弹簧测力计提升物块A,使其一半体积露出水面时,容器对桌面的压强。
16.如图所示,盛有40kg水的柱形容器甲、乙置于水平地面上,容器足够高,它们的底部用一根细管(体积忽略不计连通)。已知甲、乙容器底面积分别为S1=0.1m 、S2=0.3m ,水的深度为0.1米,水的密度为1.0×103kg/m3,求:
(1)水的重力;
(2)水对容器底部的压强;
(3)现将一均质小球A放入甲或乙容器中,小球静止后沉底且浸没,过程中水未溢出,发现甲、乙容器对地面的压力增加量相等。判断小球放入甲容器还是乙容器中并说明理由,同时求出小球的密度大小。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.(1)160kg;(2);(3)1600N;(4)0.16m3
【来源】湖南省张家界市永定区2020-2021学年八年级(下)期中考试物理试题
【解析】(1)根据G=mg可得,木块的质量
(2)木块的密度
(3)因为木块漂浮,所以木块受到的浮力
(4)根据阿基米德原理可得,木块浸入水中的体积
答:(1)木头的质量是160kg;
(2)木头的密度是;
(3)木头受到的浮力是1600N;
(4)木头浸入水中部分的体积是0.16m3。
2.(1)0.6kg(2)6N(3)6×10-4m3(4)0.6×103Pa
【来源】山东省临沂市临沭县青云中学2018-2019学年九年级下学期4月月考物理试题
【解析】(1).木块体积
利用 ,得
答:木块的质量0.6kg.
(2).由题干可以知道物体处于漂浮状态,物体处于平衡状态,则
答:木块在水中所受浮力的大小为6N.
(3).由
则
答:木块浸在水中的体积6×10-4m3.
(4).深度
则利用压强公式
答:水对木块下底面的压强0.6×103Pa.
3.(1)3000Pa;(2)4N;(3)1000Pa
【来源】河北省石家庄市外国语教育集团2019-2020学年八年级(下)期末考试物理试题
【解析】解:(1)未放物体前,水对容器底的压强
(2)物体A处于静止状态,受平衡力,物体A受到的浮力
(3)物体A浸没后排开水的体积
液面上升的高度
水对容器底部增大的压强
答:(1)未放物体前,水对容器底的压强是3000Pa;
(2)物体A受到的浮力是4N;
(3)物体A全部浸没入水中静止后,和未放入物体之前相比,水对容器底部增大的压强是1000Pa。
4.(1)见详解;(2)30N
【来源】山西省运城市盐湖区2020-2021学年八年级(下)期末考试物理试题
【解析】解:(1)西瓜的体积
西瓜浸没在水中时受到的浮力
西瓜的重力为30N,则,所以,西瓜浸没在水中后会上浮,最后漂浮在水面上。
(2)西瓜静止时漂浮在水面上;则西瓜受到的浮力
答:(1)西瓜浸没在水中后会上浮,最后漂浮在水面上。
(2)西瓜静止时所受的浮力为30N。
5.(1)1.0×10﹣3m3 (2)2.5×103kg/m3 (3)3.6×103Pa;36N
【来源】江苏省苏州市吴江区苏州湾实验初级中学2019-2020学年八年级(下)期末物理试题 【2020原创资源大赛】
【解析】解:(1)金属球没入水中时所受的浮力为
F浮=G﹣F拉=25N﹣15N=10N
由公式F浮=ρ液V排g得
===1
(2)由公式G=mg得金属球的质量为
m===2.5kg
由题意知,金属球的体积
所以金属球的密度为
==2.5kg/
(3)把金属球从水中取出后,水面下降的高度
===0.1m=10cm
水面下降后水的深度
h′=h﹣△h=46cm﹣10cm=36cm
此时水对玻璃杯底的压强
p=ρ水g=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.36m=3.6×103Pa
由公式p=得此时水对玻璃杯底的压力
F=pS杯=3.6×103Pa×100×10﹣4m2=36N
答:(1)金属球排开水的体积为1.0×10﹣3m3;
(2)金属球的密度为2.5×103kg/m3;
(3)把金属球从水中取出后,水对玻璃杯底的压强是3.6×103Pa;水对玻璃杯底的压力是36N。
6.(1)2400Pa;(2)0.4N
【来源】2021年四川省广安市岳池县中考第三次诊断物理试题
【解析】(1)水对杯子底部的压强为
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×(0.2m+0.04m)=2400Pa
(2)木块漂浮,木块受到的浮力
F浮=G木=mg=0.04kg×10N/kg=0.4N
答:(1)水对杯子底部的压强为2400Pa;
(2)木块受到的水的浮力为0.4N。
7.(1)105Pa;(2)4×104m3
【来源】广西钦州市灵山县2020-2021学年八年级(下)期末考试物理试题
【解析】解:(1)根据公式p=ρgh可知,水深10m处船受到的压强为
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10m=105Pa
(2)船的总质量
m=4.0×104t=4.0×107kg
则船的重力
G=mg=4.0×107kg×10N/kg=4.0×108N
船漂浮在水面上,船受到的浮力等于船的重力,故船受到的浮力
F浮=G=4.0×108N
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排得船排开水的体积
答:(1)水深10m处船体受到水的压强105Pa;
(2)船排开水的体积为4×104m3。
8.(1)3N;(2)1.67×103kg/m3;(3)1.2×103kg/m3
【来源】广西河池市凤山县2020-2021学年八年级(下)期末考试物理试题
【解析】解:(1)石块在水中受到的浮力为
(2)由得石块的质量为
由知石块的体积为
石块的密度为
(3)石块受到液体的浮力
根据知液体的密度为
答:(1)石块在水中受到的浮力为3N;
(2)石块密度是为1.67×103kg/m3;
(3)另一种液体的密度为1.2×103kg/m3。
9.(1)1N;(2)0.4N
【来源】广东省广州市第二中学2021-2022学年九年级(上)开学测试物理试题
【解析】解:(1)因为此时小球全部浸没在水中,所以
V排=V球=110-4m3
则小球受到的浮力
F浮=水gV球=1.0103kg/m310N/kg110-4m3=1N
(2)此时小球受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和压力的作用,且处于静止状态,由力的平衡条件可知,
F浮=G+F压
挡板对小球的压力为
F压=F浮-G=1N-0.6N=0.4N
答:(1)小球浸没在水中时受到的浮力为1N;(2)挡板对小球的压力为0.4N。
10.(1)10N;(2)103Pa
【来源】2021年四川省凉山州中考理综物理试题
【解析】解(1)由得
木块浸没
根据阿基米德原理得
(2)剪断细线后,由于ρ木<ρ水,则木块上浮,静止时漂浮,此时
又,则
露出水面的体积为
则
故
答:(1)木块所受的浮力大小是;
(2)将细线剪断后,木块静止时,容器底部受到水的压强变化了。
11.(1)3N;(2)1.5N;(3)1.5×10﹣4m3
【来源】江西省南昌市校际联盟2020-2021学年八年级(下)期末考试物理试题
【解析】解:(1)因木块完全浸没在水中,所以排水的体积就是物体的体积
根据阿基米德原理计算,则木块此时受到的浮力:
(2)木块浸没在水中时受三个力作用,即竖直向下的重力G、竖直向下的拉力F、竖直向上的浮力F浮,因木块静止,所以木块受力平衡
则木块的重力
(3)因木块浸没在水中时,,所以,剪断绳子后木块最终会漂浮在水面上,则静止时受到的浮力
由可得,木块静止时排开水的体积
答:(1)此时木块受到浮力为3N;
(2)木块的重力为1.5N;
(3)剪断绳子,木块静止时露出水面的体积为。
12.(1)800Pa;(2)2.5N;(3)悬浮
【来源】2022年初三毕业班物理常考点归纳与变式演练(通用版) 专题25 四种方法计算浮力
【解析】解:(1)由图甲可知,正立放置时,瓶底离水面的高度
h=8cm=0.08m
则瓶底受到的压强
(2)如图乙所示,瓶子倒立放置于水中时处于漂浮状态,受到的浮力等于自身总重力,即
F浮=G总= G瓶+G煤油=0.5N+2N=2.5N
(3)加入水的体积
由可得加入水的质量
则加入水的重力
则此时的总重力
G= G瓶+G水=0.5N+5N=5.5N
瓶子的体积
当瓶子完全浸没时受到的浮力
可知
所以此时瓶子在水中悬浮。
答:(1)正立放置时,瓶底受到水的压强是800Pa;
(2)将瓶子倒立放置于水中如图乙所示,瓶子受到的浮力是2.5N;
(3)将瓶中煤油全部倒出,在瓶中加入0.5L的水,再次放入水中,瓶子悬浮在水中。
13.(1)4N;(2)900Pa
【来源】重庆育才中学教育集团2021-2022学年九年级10月月考(第一次自主作业)物理试题
【解析】解:(1)木块静止时浸入水中的体积
V排=Sh=(10cm)2×4cm=400cm3=4×10-4m3
根据阿基米德原理可得木块此时受到的浮力
F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×4×10-4m3×10N/kg=4N
(2)木块的质量为
m=ρV=0.6g/cm3×(10cm)3=600g=0.6kg
木块的重力
G=mg=0.6kg×10N/kg=6N
细线能承受的最大拉力为5N,打开水阀放水,绳子断开时木块受到的浮力为
F浮1=G-F’=6N-5N=1N
故绳子断开后,木块还要下沉一点,当浮力等于木块的重力时,木块漂浮于水面静止不动,即浮力由1N变为6N,此时木块增加的浮力为5N,则排开水的体积增加了
此时容器的水面升高
此时容器内水的总高度
h总=7cm+2cm=9cm=0.09m
则木块漂浮静止时,容器底受到水的压强
p=ρ水gh总=1×103kg/m3×10N/kg×0.09m=900Pa
答:(1)此时木块所受的浮力为4N;
(2)水对容器底的压强为900帕。
14.(1)1.2N ;(2)200Pa;(3)5N
【来源】辽宁省盘锦市大洼区2020-2021学年八年级(下)期末质量检测物理试题
【解析】解:(1)圆柱体的体积
圆柱体的重力
(2)当水加到4cm时,圆柱体排开水的体积
圆柱体受到的浮力
此时圆柱体受到向上的浮力、向上的支持力和向下的重力,则圆柱体对容器底的压力
此时圆柱体对容器底的压强为
(3)继续向容器中加水,当圆柱体对容器底压力为0时,物体刚好漂浮,则
此时浸入水中的体积(排开水的体积)
则圆柱体浸入水中的深度
加入水的质量为
容器对桌面的压力
答:(1)圆柱体的重力为1.2N ;
(2)当水加到4cm深时,此时圆柱体对容器底的压强为200Pa;
(3)继续向容器中加水,当圆柱体对容器底压力为0时,容器对桌面的压力为5N。
15.(1)2N;(2)2.8×103kg/m3;(3)200Pa;(4)2150Pa
【来源】【上好课】2021-2022学年八年级物理下册同步备课系列(沪科版) 第九章 浮力 9.2 阿基米德原理(备作业)
【解析】解:(1)由图乙知,物块A在未露出水面前弹簧测力计的示数
F1=3.6N
物块A露出水面后弹簧测力计的拉力
F2=5.6N
则物块A的重力
G=F2=5.6N
物块A浸没在水中受到的浮力
F浮=G-F1=5.6N-3.6N=2N
(2)因物体浸没时排开液体水的体积和自身的体积相等,由F浮=ρ液gV排可得,物块A的体积
由G=mg可得,物块A的质量
则物块A的密度
(3)从开始提到物块A完全离开水面时,水面高度变化量
水对容器底部压强的变化量
Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa
(4)当弹簧测力计提升物块A,使其一半体积露出水面时,物块A排开水的体积
物块A此时受到的浮力
F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=1N
容器的重力
G容=m容g=0.05kg×10N/kg=0.5N
水的重力
G水=m水g=2kg×10N/kg=20N
物块A对水的压力等于物块A受到的浮力,故容器对桌面的压力
F=G容+G水+F浮=0.5N+20N+1N=21.5N
容器对桌面的压强
答:(1)物块A浸没在水中受到的浮力为2N;
(2)物块A的密度为2.8×103kg/m3;
(3)物块A出水前后,水对容器底部压强的变化量为200Pa;
(4)当弹簧测力计提升物块A,使其一半体积露出水面时,容器对桌面的压强为2150Pa。
16.(1)400N;(2)1000Pa;(3)1.5×103kg/m3
【来源】湖南省岳阳市城区初中2020-2021学年八年级(下)期末学业水平监测物理试题
【解析】解:(1)水的重力为
G=mg=40kg×10N/kg=400N
(2)水对容器底部的压强为
p水=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
(3)因甲、乙的底部用一根轻质细软管连通形成连通器,所以,甲、乙容器中水面始终相平,实心小球A放入容器中两边水对容器底部压强的增加量相同。又因S甲<S乙,所以,由F=pS可知,甲容器中水对容器底的压力增加量小。因甲、乙容器对地面的压力增加量相等,所以,由
ΔF容=ΔF水+F压
可知,小球必须对甲容器底有压力,即小球放入甲容器。因物体对水平面的压力和自身的重力相等,且甲、乙容器对地面的压力增加量相等,所以
设实心小球A的体积为VA,则水面上升的高度为
水对乙容器底压强的增加量为
水对乙容器底压力的增加量为
实心小球A的重力为
GA=mAg=ρAVAg
由
可得
则
答:(1)水的重力为400N;
(2)水对容器底部的压强为1000Pa;;
(3)小球的密度为1.5×103kg/m3。
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