浮力计算
【例1】如图所示,已知重为10N的长方体木块静止在水面上,浸入在水中的体积占木块总体积的(g取10N/kg)。
(1)求木块所受到的浮力大小;
(2)若木块下表面所处的深度为0.2米,求木块下表面受到水的压强;
(3)若要将木块全部浸没水中,求至少需要施加多大的压力。
【例2】如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景。实验甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N和2.5N.若盐水的密度为1.2×103kg/m3,则下列结论正确的是( )
A.物体A的密度为3.2×103kg/m3
B.实验乙中,物体A受到的拉力为1.0N
C.实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5N
D.实验丁中,容器底部受到的压力大于0.3N
【例3】边长为10cm的正方体木块,漂浮在水面上,露出水面体积与浸在水中的体积比为2:3,如图甲所示;将木块从水中取出,放入另一种液体中,并在木块上表面放一重为2N的小铁块,静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所示。求:
(1)图甲中木块所受浮力大小;
(2)图乙中液体的密度;
(3)图乙中木块下表面所受压强的大小。
【例4】 “蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为30米3,空载时质量约为22吨,最大荷载240千克。
(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大?
(2)若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的,则至少注入多少立方米的水?(海水密度取1.0×103千克/米3,g取10牛/千克)
1.(2018 沈阳)如图所示,质量为20g的蜡块,在盛水的烧杯中静止,此时它所受浮力为________N,排开水的体积为________cm3.逐渐向烧杯中加入密度为1.08×103kg/m3的盐水,整个过程中没有液体溢出,蜡块排开液体的体积________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ蜡=0.9×103kg/m3,g=10N/kg)
2.(2018 遵义)在一次抗洪救灾行动中,一名质量为60kg的武警战士登上一艘自重为540kg的冲峰舟准备抢险救灾,此时漂浮在水面上的冲锋舟排开水的体积为________m3,若满载时排开水的体积为1.2m3,最多还能装载质量为________kg的人和物资。(ρ水=1.0×103kg/m3)
3.在平静的池水中漂浮有一个木球,木球的体积为4dm3,露出水面的体积为总体积的,那么木球受到的浮力为________N.木球的密度为________kg/m3.(g=l0N/kg)
4.将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和酒精中静止(均未接触容器),弹簧测力计两次示数相差0.8N(ρ水=1.0g/cm3,ρ酒精=0.8g/cm3,g=10N/kg),则金属块的体积为________cm3。
5.制作豆腐过程中,要用重物把豆腐压实,如果重物对豆腐的压力为200N,受力面积为1m2.压实后,30kg豆腐的体积为0.02m3.求:
(1)重物对豆腐的压强;(2)豆腐的密度。
6.水上救援往往需要打捞沉没的货物,我们将该情景简化为如图所示的物理过程,假设物体浸没在水深h=0.5m的容器底部(非密合),现利用弹簧测力计将物体从水中匀速提出,当物体有一半体积露出水面时,弹簧测力计示数为3N,当物体全部离开水面后,弹簧测力计示数为5N,已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3.取g=10N/kg。则( )
A.物体在水面下上升的过程中所受浮力逐渐减小
B.物体在容器底部时,受到的浮力为2N
C.物体在容器底部时,水对其底部的压强为5×104Pa
D.物体的密度为1.25×103kg/m3
7.水平升降台面上有一个足够深、底面积为40cm2的柱形容器,容器中水深20cm,则水对容器底部的压强为________Pa,现将底面积为10cm2、高20cm的圆柱体A悬挂在固定的弹簧测力计下端,使A浸入水中,稳定后,A的下表面距水面4cm,弹簧测力计的示数为0.8N,如图所示,然后使升降台上升7cm,再次稳定后,A所受的浮力为________N.(已知弹簧受到的拉力每减小1N,弹簧的长度就缩短1cm)
8.如图所示,是探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验操作,请你回答下列问题:(g取10N/kg)
(1)分析图①②③,说明浮力的大小与________有关。
(2)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中深度的关系,可选用________图进行操作。
(3)物体A浸没在水中时,受到的浮力是________N,物体A的体积是________m3。
(4)用图中实验数据计算盐水的密度是________kg/m3。
(5)该实验主要运用的科学探究方法是________。
9.为了探究浮力大小跟哪些因素有关,某兴趣小组的同学,用同一物体进行了如图所示的操作,并记下物体静止时弹簧测力计的示数。物体未放入前溢水杯装满水,物体浸没后,用量筒测出了溢出水的体积,如图丁所示。
(1)该小组同学通过比较F1和F2的大小,得到了“浮力大小与物体浸没的深度有关”的结论是否正确________(选填“正确”或“不正确”)。
(2)为了探究浮力的大小与液体密度的关系,应选择________两图。
(3)物体浸没在水中时,所受浮力大小为________N,盐水的密度为________kg/m3(g=10N/kg)
10.为了探究影响浮力大小的因素,某校学习小组设计了如下两次实验。
(1)第一组:甲、乙、丙图是小方同学的实验过程(整个过程为同一物块,g取10N/kg);由图1可知
①由以上实验过程及数据分析可得:物体所受浮力大小与________有关;
②该物块浸没在水中所受的浮力为________N;
③物块的密度为________kg/m3。
(2)第二组:在水平桌面上,两个完全相同烧杯中装有相同体积的水,小杨同学将AB两个不同的实心物块,分别放入两个烧杯中,A物块沉入杯底,B物块漂浮于水面。待AB均静止后,两液面的高度仍相同,如图2所示。则A物块所受浮力________B物块所受浮力;A物块的密度________B物块的密度;甲杯对桌面压力________乙杯对桌面压力。(以上选填“>”、“<”或“=”)
11.在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是2.7N.当把零件浸没在水中时,弹簧测力计的示数是1.7N.现把该零件浸没在另一种液体中时,弹簧测力计的示数是1.9N,求:
(1)该零件浸没在水中时受到的浮力F浮
(2)该金属零件的密度ρ金;
(3)另一种液体的密度ρ液
12.(2017 恩施州)容器A及其中的液体总质量为2kg,底面积为2cm2,将测力计下质量为0.5kg的物块B浸入液体后(液体未溢出),测力计示数如图所示。(g=10 N/kg)求:
(1)物块B所受浮力;
(2)容器A对地面的压强(不计测力计的重)。
13.(2018 西宁)实心正方体木块(不吸水)漂浮在水上,如图所示,此时浸入水中的体积为6×10﹣4m3,然后在其上表面放置一个重4N的铝块,静止后木块上表面刚好与水面相平(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)则该木块( )
A.未放置铝块前,木块受到的浮力是10N
B.放置铝块后,木块排开水的体积是1×10﹣3m3
C.木块的密度是0.7×103kg/m3
D.放置铝块后,木块下表面受到水的压强增大了600Pa
14将一底面积为0.01m2的长方体木块用细线栓在一个空容器的底部,然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与液面相平,如图甲所示,在此整个过程中,木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化如图乙所示,则木块所受到的最大浮力为________N,木块重力为________N,细线对木块的最大拉力为________N.(g取10Nkg)
15.一个体积为4×10﹣5m3,密度为0.5×103kg/m3的物体,用手抓住它将其浸没在水中,它受到的浮力是________N.松开手后,物体将________(填“上浮”、“下沉”或“悬浮”),在此过程中,物体受到水的压强________(选填“变大”、“变小、”或“不变”)。(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg})
16.一个李子的体积约为60cm3,质量约为66g,若把李子放入水中静止时将________(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”).一个西瓜的体积为6×103cm3,所受重力为55N,若把西瓜浸没在水中后放手,当西瓜静止时所受浮力为________N。
17.如图所示,用细绳将质量为200g的木块系住,使木块浸没在水中,当木块静止时细绳对木块的拉力为1N,容器底部水的深度为20cm,已知容器底面积为40cm2,求:
(1)木块受到的浮力;
(2)水对容器底部的压力和压强。
18.工人师傅利用汽车作为动力,从水中打捞一个正方体物件,绳子通过定滑轮,一端系着物件,另一端拴在汽车上,如图甲所示。汽车拉着物件匀速上升,已知汽车对绳子的拉力F与物件底面距离水底的高度h的变化关系如图乙所示。绳子的体积、绳重及摩擦均忽略不计,g取l0N/Kg.求:
(1)该物件的质量是多少?
(2)物件浸没在水中时,受到的浮力为多大?
(3)物件上表面恰好到达水面时,下表面受到水的压强为多少
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