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初中物理浮力计算题含答案(K12教育文档)

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浮力专题训练1、如图15所示,容器中装有水,水中有一个木块被细线系着,已知水重200N,水深为0.5m,木块的体积为4dm3,木块的密度为0.6×103kg/m3,试求:(1)水对容器底面的压强是多少?木块受到的浮力是多大?(2)若绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力为多大?此时水对容器底的压强比第(1)问中的大还是小?2、用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体,圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水)如图甲,然后将其逐渐浸入水中,如图乙是弹簧测力计示数随柱体逐渐浸入水中的深度变化情况,求:(g取10N/kg)(1)圆柱体受的最大浮力.(2)圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强。
(3)圆柱体的密度.3、一个不规则的实心物体,质量55g,放入装满纯水的烧杯中,沉入底部,排开0.5N的水。
然后向烧杯中加盐并搅拌,直到物体悬浮为止。
g=10N/kg)求:(1)物体在纯水中所受的浮力;(2)物体的体积:(3)物体悬浮时盐水的密度。
4、密度是0.6×103kg/ m3的木块,体积是4 m3当它浮在水面上时,取g=10 N/kg,求:(1)木块重力; (2)木块受到的浮力;(3)木块排开水的体积;(4)木块露出水面的体积。
5、小明将一块冰放到一杯冷水中,他测出某时刻冰块露出水面的体积是1.0×10-6m3,占整个冰块体积的十分之一,同时测出了杯中水的深度为0.15m。
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初中物理浮力经典例题大全及详细解析例 1下列说法中正确的是()A.物体浸没在水中越深,受的浮力越大B.密度较大的物体在水中受的浮力大C.重的物体受的浮力小D.同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大精析阿基米德原理的数学表达式为:F浮=液 gV排,公式表明了物体受到的浮力大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关.根据公式分析题目叙述的内容,............问题就可以迎刃而解了.解 A 选项:物体浸没在水中,无论深度如何,V 排不变,水的密度不变, F 浮不变. A 选项不正确.B 选项:物体所受的浮力与物体密度的大小没有直接的关系, B 选项不正确.C 选项:重力的大小对物体所受的浮力无影响.例如:大铁块比小铁块要重一些,但将两者浸没于水中,大铁块受的浮力反而大些,因为大铁块的V 排大. C 选项不正确.D 选项:同体积的铁块和木块,浸没于水中,V排相同,水相同, F浮铁= F浮木,铁块和木块受的浮力一样大.答案D注意:物体所受的浮力跟物体自身的重力、自身的密度、自身的形状无关.例 2 质量为 79g的铁块,密度是g cm3,这个铁块的质量是多少?重多少 ?将这个7. 9/铁块浸没于水中,排开水的质量是多少所受浮力是多少 ?(g取 10N kg/ )精析这道题考查学生对计算物体重力和计算浮力的公式的区别.计算物体重力: G=物 gV 物计算物体在液体中受的浮力:F浮=液gV排.可以说:从计算的方法上没有本质的区别,但计算的结果却完全不同.已知: m=79g=0. 079kg3铁= 7. 9g/cm求: m 铁、 G 铁、 m 排、 F 浮解m 铁=0. 079kgG铁=m g kg× 10N kg= 0. 79N 铁=0. 079/m铁79g=10 cm3V 排= V 铁==7.8g/cm 3铁m排=gV g cm10cm3= 10g kg 液排= 1/3×=0. 01F浮=m g0. 01kg N kg N 浮—×10/= 0. 1从上面的计算看出,铁块的重力和铁块浸没在水中受的浮力大小完全不同,但计算方法委相似,关键是区别液和物,区别 V 排和 V 物,在理解的基础上进行计算,而不是死记硬背,乱套公式.例 3(广州市中考试题)用弹簧测力计拉住一个重为43N的空心铜球,全部浸在水中时,弹簧测力计的示数为33. 25N,此铜球的空心部分的体积是 ________m3.(已知铜的密度为33 8. 9× 10 kg/m)已知: G=43N,浸没水中F=33. 2N求: V 空解可在求得浮力的基础上,得到整个球的体积,进一步求出实心部分体积,最后得到结果.F 浮= G— F=43N—33. 2N=9. 8NF浮=9.8N— 3 3V 排=3 kg / m 3= 1×10 m水 g 1.0 109.8N / kg 浸没: V= V 排=1×10—3 m3球中所含铜的体积m铜G铜V 铜==铜铜g=43N103 kg / m 39.8N / kg1.0≈0. 49× 10—3m3——3m3V 空= V—V 铜=1×103m3—0. 49×10=0. 51× 10—3m3—3 3答案0. 51× 10m例 4体积相同的A B C三个物体,放入水中静止后,处于图1— 5— 1 所示的状态,、 、试比较三个物体受的重力G A 、 G B 、 G C 和密度A 、B 、C .图 1— 5— 1精析解法不同物体的重力可借助浮力的知识来比较.1 由图来判断物体的状态:A 、B 漂浮,C 悬浮.由状态对物体进行受力分析:G A = F 浮 A , G B =F 浮 B , G C = F 浮 C .比较 A 、B 、 C 三个物体受的浮力∵ V A 排 < V B 排 < V液相同.C 排 ,根据 F 浮 =液gV 排,可知:F 浮 A < F 浮 B < F 浮 C ,∵G A < G B < G C .比较物体密度=m=GVgVA <B <C解法 2 由物体的浮沉条件可知:A 、B 漂浮 ∴A < 水,B < 水 ,C = 水,A 、B 漂浮于水面: F 浮 A = G A水A 排 =AgVgVF 浮 B =G BGvB 排=Gv水B由图: V B 排> V A排 ∴B <A比较密度:C >B >A比较出密度后,由G = mg = Vg ,就可比较出物体重力: G C > G B > G A .上述分析看出: 由物体的状态, 作出正确的受力分析与阿基米德原理相结合是解决问题的关键.答案 C 的重力和密度最大, B 居中, A 最小.例 5将一个蜡块(蜡= 0. 9× 1033)分别放入酒精、水和盐水中静止后,试比较/它受的浮力大小和排开液体的体积大小.(盐水>水>蜡>酒精)精析确定状态→受力分析→比较浮力→比较V排.此题考查学生能否在判断状态的基础上,对问题进行分析,而不是急于用阿基米德原理去解题.解蜡块放入不同液体中,先判断蜡块处于静止时的状态.∵盐水>水>蜡>酒精∴蜡块在酒精中下沉,最后沉底;在水和盐水中最后处于漂浮状态.设蜡块在酒精、水、盐水中受的浮力分别为F1、F2和 F3,蜡块重力为 G.对蜡块进行受力分析:F1<G,F2=G F3=G.同一物体,重力G不变,所以F1<,F2= F3根据阿基米德原理:V 排=酒精中: V 排酒精= V 物水中: V 排水=F 2水g盐水中: V 排排水=F3盐水 g F浮液g酒精水盐水( a)(b)(c)图1— 5— 2∵F2= F3,水<盐水∴V 排水>V 排盐水而V 排酒精> V 排水> V 排盐水把状态用图1—5— 2 大致表示出来.答案蜡块在酒精中受的浮力最小,排液体积最大;在水和盐水中受的浮力相等,排水体积大于排开盐水体积.例 6N、体积为0. 5dm铜球(广州市中考试题)将重为 4. 5 3 的铜球浸没在水后放手,静止后所受的浮力是 ________N.精析此题考查学生是否注意了在解题前先要对物体作“状态的判定”,即铜球静止时是漂浮于水面,还是沉于水中.有的学生拿到题后,就认定V 排=0. 5dm3,然后根据 F 浮=gV,求出浮力F N液排浮= 4. 9.【分析】当题目未说明铜球静止时处于什么状态,可以用下面两种方法判定物体的状态.解法 1求出铜球的密度:球=m=G (g取 10/ )球= 4.5NV球gV球N kg10N / kg0.5dm 3=0. 9kg/dm3=0. 9kg/dm3× 103/3kg m这是一个空心铜球,且球<水,所以球静止后,将漂浮于水面,得F浮=G N= 4. 5 .解法 2求出铜球浸没在水中时受的浮力 F 浮=液 gV 排=1×103/3× 10N/kg× 0. 5kg m×10-3m3= 5N.答案 4. 5N例 7(广州市中考试题)把一实心金属块浸在盛满酒精的杯中静止后,溢出酒精8g (酒精= 0. 8× 103kg/m3),若把这一金属块浸在盛满水的杯子中静止后,从杯中溢出水的质量是()A .15g B.12. 5g C.10g D.8g精析分析出金属块在酒精和水中的状态,是解决问题的关键.解∵金属>酒精,金属>水∴金属块在酒精和水中均下沉,完全浸没.V 金属= V 排水= V 排酒精由m= 8g得V=m排酒精=8g cm3排酒精排酒精0.8g / cm 3= 10酒精金属块在水中: V排水= V金属块= 10 cmm排水=水Vg cmcm= g3排水= 1 /3× 10310答案 C在上面的解题中,好像我们并没有用阿基米德原理的公式F 浮=G 排 .但实际上,因为G 排= m 排液 g ,而其中 m 排液 =液V 排 ,所以实质上还是利用了阿基米德原理分析了问题.例 8 体积是 50cm 3 ,质量是 45g 的物体, 将其缓缓放入装满水的烧杯中,物体静止后,溢 出 水 的 质量 是 ________g . 将其 缓 缓 放 入装 满酒 精 的烧 杯中 , 溢 出酒精的 质 量是________g .(酒= 0. 8× 103kg /m 3)解判断此物体在水中和酒精中的状态求出物体密度:物=m=45g= 0. 9 /3V50cm 3g cm∵物<水,物体在水中漂浮.F 水浮 =Gm 排水 g = m 物 g∴m 排水 =m 物= 45g又∵物<酒精,物体在酒精中沉底.F 酒精浮 =酒精V 排 g ,浸没: V 排 =V = 50cm 3mV3 3 g=g cmcm=40排精浮酒精排 = 0. 8 /× 50答案溢出水的质量是 45g ,溢出酒精的质量是 40g有的同学对物体在液体中的状态不加判断,而是两问都利用V 排=50cm 3 进行求值.造成结果错误. V 排 = 50 cm 3 进行求解。
中考物理压轴题专题复习——浮力类问题的综合及详细答案

一、初中物理浮力类问题1.弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图(甲);图(乙)是弹簧测力计示数F 与物体下降高度h 变化关系的图像,则下列说法中正确的是A .物体的体积是500cm 3B .物体受到的最大浮力是5NC .物体的密度是332.2510kg /m ⨯D .物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】由乙图可知,物体重9N ,全部浸入水中时受到的浮力是9N-5N=4N ,刚刚浸没时上表面受到水的压力为0,所以下表面受到水的压力等于浮力4N ,则BD 错误; 物体浸没时-43334====4101.010/10/F NV V m g kg m N kgρ⨯⨯⨯浮物排液, 故A 错误; 物体的密度:33-439= 2.2510/10/410m G N kg m V gV N kg mρ===⨯⨯⨯, 故C 正确。
故答案为C 。
2.如图所示,一薄壁圆柱形容器盛有水,用弹簧测力计竖直吊着重为10牛的实心物块A 浸在水中,物块A 处于静止状态,与物块A 未浸入水中相比较,下列说法正确的是( )A.物块A受到的浮力等于10牛B.水对容器底部的压力增加量等于10牛C.水对容器底部的压力保持不变D.容器对水平地面的压力增加量小于10牛【答案】D【解析】【详解】A.由图示可知,测力计的示数不为零,根据F浮= F1-F2,所以可知物块所受的浮力应小于物块的重力10N,故A错误;B.水对容器底部压力的增加量等于浮力的大小,也小于10N,故B错误;C.水对容器底部的压力变大(等于浮力),故C错误;D.容器对水平地面的压力增加量等于10N减去浮力,小于10N,故D正确。
3.将浸没在水中的鸡蛋由静止释放,鸡蛋开始下沉,下列说法中正确的是()A.鸡蛋由静止释放后只受重力作用B.鸡蛋所受到的浮力大于重力C.在水中越深,鸡蛋受到的浮力越大D.鸡蛋受到的浮力方向始终竖直向上【答案】D【解析】【分析】本题考查浮力的大小及方向,利用阿基米德原理及物体的浮沉条件。
浮力中考计算题(难)

浮力中考计算题(难)1.底面积为S0的圆柱形薄壁容器内装有密度为ρ0的液体,横截面积为S1的圆柱形木块由一段非弹性细线与容器底部相连,且部分浸入液体中,此时细线刚好伸直,如图所示,已知细线所能承受的最大拉力为T,现往容器中再缓慢注入密度为ρ0的液体,知道细线刚好被拉断为止,请解答下列问题:(1)画出细线刚好伸直时,木块在竖直方向上的受力示意图;(2)导出细线未拉断前,细线对木块拉力F与注入液体质量m之间的关系式;(3)求出细线刚好被拉断时于细线拉断后容器中液面恢复稳定时,容器底部所受液体压强的变化量。
2.现有一质地均匀密度为ρ0的实心圆柱体,底面积为S0、高为h0,将其中间挖去底面积为S0/2的小圆柱体,使其成为空心管,如图1所示.先用硬塑料片将空心管底端管口密封(硬塑料片的体积和质量均不计),再将其底端向下竖直放在底面积为S的柱形平底容器底部,如图2所示.然后沿容器内壁缓慢注入密度为ρ的液体,在注入液体的过程中空心管始终保持竖直状态.(1)当注入一定量的液体时,空心管对容器底的压力刚好为零,且空心管尚有部分露在液面外,求此时容器中液体的深度.(2)去掉塑料片后,空心管仍竖直立在容器底部,管外液体可以进入管内,继续向容器中注入该液体.若使空心管对容器底的压力最小,注入液体的总质量最小是多少?3.为了给立方体工件表面均匀地涂上某种油,需要用竖直向下的力F把漂浮在油面上的工件缓缓地压入油内,如图甲所示。
工件的下底面与油面的距离为h,力F与h的大小关系如图乙所示。
小科觉得图中CB的延长线BA段是没有意义的,老师告诉他,力F为负值时,表明它的方向与原来的方向相反了。
(1)分析BC段:随着h的增大,工件所受的浮力大小将???????,油对工件下底面的压强大小将????????(填“变大”、“变小”或“不变”);???(2)若A点的坐标为(-a,0),则a=??????。
?从图像分析,a表示了工件一个物理量的值,这个量就是工件的?????????;???(3)求C点所对应状态下,工件所受的浮力及油对工件下底面的压强。
中考物理总复习《浮力的综合计算》专项练习题-附带有答案

中考物理总复习《浮力的综合计算》专项练习题-附带有答案学校:___________班级:___________姓名:___________考号:___________1.在建设桥梁时,需将一重为3×104N正方体桥梁部件从运输船上转移至河水中。
(1)用吊车将该部件从运输船上匀速向上提升,如图甲所示。
20s时间内,拉力F对部件做了6×104J的功,计算这个过程中:①拉力F做功的功率;①部件上升的距离。
(2)如图乙所示,缓慢的将部件匀速投入水中。
水对部件下表面的压力记作F1,水对部件上表面的压力记作F2,二者与部件下表面在水中的深度h的关系如图丙所示(忽略水的阻力)。
求: 图丙所示过程中,部件浸没时受到的浮力。
2.排气阀是供暖设备中的重要部件,它能及时排出管内热水汽化产生的气体,使水正常流动,从而保证供暖效果。
排气阀工作原理如图所示:水中气体在流动过程中,积聚于封闭的排气阀内,使阀内气压变大,浮筒随水面一起下降,此时阀内气体排出使气压变小,从而浮筒上升,堵杆重新堵住排气孔。
(1)水管内的水流速度至少达到0.25米/秒才能携带气泡流动。
若水管总长为60米,要使水流能携带气泡流动,则水从水管起始端流到终端最多要多少时间?(2)排气阀中的浮筒和堵杆总质量为0.02千克,计算排气阀排气时浮筒浸在水中的体积。
(水的密度取1.0×103千克/米3)3.小亮为探究金属做成的轮船能浮在水面的原因。
他找到一块实心立方体金属块,用测力计测出金属块的重力为27N ,把它放入盛水的圆柱形容器中,金属块沉底,水面深度由15cm 升高到20cm ,容器底面积为200cm 2,然后他把这个金属块加工成船型(加工过程中质量和体积不变),成功漂浮在水面上。
(331.010kg/m ρ=⨯水)求:(1)水深20cm 时,水对容器底的压强及金属块沉底静止时,金属块对容器底的压强; (2)沉底与漂浮两次排开水的体积差。
初三物理 浮力试题答案及解析

初三物理浮力试题答案及解析1.某热气球充气后体积为3000m3,则该热气球所受的浮力为 N(g取10N/kg,空气的密度取1.29kg/m3)【答案】3.87×104【解析】浮力的计算公式:F浮=ρ气gV=1.29kg/m3×10N/kg×3000m3=3.87×104;故热气球所受到的浮力为3.87×104N。
【考点】浮力2.(2分)某同学为验证漂浮在水面上的木块受到的浮力大小是否符合阿基米德原理,他进行了如图所示的实验。
(1)分析图中提供的信息,可知图丁中木块所受浮力大小为 N。
(2)根据图乙和图戊两次测量的目的是间接测量。
【答案】(1)1.2,(2)木块排开水所受重力【解析】阿基米德原理内容:浸在液体或气体中的物体所受浮力大小等于物体排开液体或气体所受重力大小,根据物体漂浮条件,当物体在液体中漂浮时,物体所受浮力大小等于物体重力大小,由图甲可得物体重力为1.2N,故图丁中木块所受浮力大小为1.2N。
图乙是测量空烧杯的重力,戊图是测量木块排开水和烧杯的总重力,故两次测量只差就是木块排开水的重力,即图乙和图戊两次测量的目的是间接测量木块排开水所受重力。
【考点】阿基米德实验3.小强为了“探究浮力的大小跟排开的液体所受重力的关系”,做了如下的实验:(弹簧测力计每小格示数为0.5N)(1)请在A图中画出被测物体所受力的示意图。
(2)你认为更为合理的实验顺序是。
(3)通过实验你得到的结论是:浸在液体中的物体,所受浮力的大小等于 ______________。
【答案】(1)如下图所示;(2)DABC或ADBC (3)物体排开液体所受到的重力【解析】(1)图A中物体还没有接触水面,此时受到两个力,拉力和重力,这两个力是一对平衡力,如上图所示;(2)合理的顺序应是在小桶接触水之前测出小桶的重力,故应为DABC或ADBC,否则所测溢出水的重力将会变小;(3)浸在液体中的物体,所受浮力的大小等于物体排开液体所受到的重力,这就是阿基米德原理。
中考物理—浮力类问题压轴题专题复习及答案

一、初中物理浮力类问题1.水平桌面上,甲、乙两个相同的烧杯中盛有不同浓度的盐水。
现将两个相同的物块分别放入烧杯中,待物块静止时,两烧杯中液面恰好相平,如图所示。
则()A.甲烧杯中物块受到浮力较小B.甲、乙两烧杯底部受到液体的压强相等C.向甲烧杯中缓慢加盐,物块受到的浮力一直增大D.向乙烧杯中缓慢加水,物块受到的浮力一直减小【答案】A【解析】【分析】【详解】A.物体在甲中下沉,受到的浮力小于物体重。
在乙中漂浮,物体受到的浮力等于物体重;因此甲杯中物块受到浮力较小,故A正确;B.物体在甲中下沉ρρ<甲物在乙中漂浮ρρ>乙物则ρρ>乙甲两杯中液面恰好相平,由p=ρgh可知,乙杯底部受到液体的压强较大,故B错误;C.若向甲杯中缓慢加盐,则甲的密度增大,当甲的密度等于物块的密度时,物块悬浮,此时浮力等于其重力,当甲的密度.大于物块的密度时,物块漂浮,此时浮力等于其重力,因此向甲杯中缓慢加盐,物块受到的浮力不是一直增大,故C错误;D.在乙杯中漂浮时,物体受到的浮力等于物体重。
向乙杯中缓慢加水,盐水的密度不断减小,物体排开水的体积不断增多,当盐水密度等于物体密度时,物体悬浮,物体受到的浮力仍等于物体重力。
当盐水密度小于物体密度时,物体下沉,物体受到的浮力小于物体重。
物体沉入水底后,盐水密度继续减小,物体排开盐水的重力继续减小,物体受到的浮力也继续减小。
故物体受到的浮力先不变后减小,故D错误。
故选A。
2.如图所示,柱形容器的底面积为500cm 2,重为5N 的木块A 在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为3N 。
若绳子突然断了,待木块再次静止时,容器中水面将下降的高度是( )A .4.0×103mB .6.0×10-3mC .1.0×10-2mD .1.6×10-2m【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】木块A 静止时,受到重力G ,浮力F 浮以及绳子的拉力F 拉,因为拉力方向为竖直向下,所以三者之间的关系为F G F =+浮拉带入数值得F 浮=5N+3N=8N由F 浮=ρ液g 排V ,可以得出-43N 10N /0gm k 1ρ⨯===⨯浮排33液810kg /m 8F V g 当绳子断了之后,由于F 浮>G ,所以物体将上浮,部分露出水面之后F 浮变小,直至F 浮=G =5N 时,漂浮在水面上,此时由F 浮=ρ液g 排V ,可以得出''33-435N 10kg /m 10N /g5m k 10F V g ρ===⨯⨯浮排液 前后排水体积的减小量即为下降部分水的体积V =排V -'V排=3×10-4m 3所以水面下降的高度43342310m = 6.010m 50010mV H S ---⨯=⨯=⨯ 故选B 。
2024年中考物理复习专题——浮力和压强的综合计算(含答案)

2024年中考物理复习专题——浮力和压强的综合计算1.如图所示,盛有水的薄壁杯子静止在水平桌面上(杯壁厚度忽略不计)。
杯子重1N,高(1)通过计算该货车最多能装的沙子质量是多少?(2)货车满载在这段公路上行驶时所受阻力为车总重的0.02倍,这段时间内货车牵引力所做的功是多少?求:(1)小明所做的有用功;(2)小明作用在绳上的拉力;(3)若将正方体物块放到图乙所示的水平地面上时,它对地面的压强。
静止置于水平桌面上。
用细线吊着质量为5kg、边长为0.1m的实心正方体A,使其一半体积浸入水中静止,求:(1)没有放入A时,容器底部受到水的压强是多少;11.如图所示,放于水平桌面的容器中装有水,有关尺寸如图所示,其中容器的底面积为0.01m2,容器的质量为500g,容器中的水质量为2kg(水的密度为ρ水=1×103kg/m3),求:(1)A点处水的压强是多大?(2)该容器底部所受到的水的压力是多大?(3)容器对水平桌面的压强是多大?12.体积为5×10-4米3的金属块浸没在水中,求:(1)该金属块排开水的体积V排;(2)该金属块受到的浮力F浮。
13.如图所示,由江南造船厂与大连造船厂共同承建的055型驱逐舰是目前我国最新型的防空导弹驱逐舰。
该导弹驱逐舰满载排水量为1.23×104 t,在海面上以恒定功率做直线运动。
已知ρ海水=1.05×103 kg/m3。
求该驱逐舰:(1)在水下6m处有一面积为200cm2的观察窗口,窗口受到海水的压力大小;(2)满载时在匀速航行的过程中所受浮力的大小;14.云门屯景区位于遵义市新蒲新区三渡镇的国家4A级景区,该景区核心景点之一“天门洞”是乐安江在此穿山而过留下的宽80余米、高100余米的巨型山洞,十分壮观。
为了减少环境污染,江上游船采用电力驱动,如图为一艘电动游船正驶过天门洞。
这种游船满载时,船和人的总质量为2800kg。
(g取10N/kg,水的密度为1.0×103kg/m3)(1)该游船满载时,外船底最深处距离水面0.5m,该处所受水的压强;(2)该游船满载时,游船排开水的体积;(3))该游船满载时,在平静的乐安江上以1.5m/s的速度匀速行驶,此时游船所受水的阻力为400N,驱动电机的工作电压为60V,且消耗的电能有80%用来克服水的阻力做功,则此时驱动电机的工作电流。
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浮力计算题一.填空题(共 3 小题)31.学习了浮力产生的原因后,小明同学将一质量为150g、体积为 180cm 橡胶块,用手将其浸没在水槽的水中(水未溢出),松手后橡胶块将(选填“上浮”“下沉”或“悬浮”),待其静止后,橡胶块所受的浮力为N;与未放入橡胶块时相比,水槽底部受到的压强将(选填“不变”“增大”或“减小”).( g 取 10N/kg)2.有甲、乙、丙三个小球放入同一液体中,甲漂浮,乙悬浮,丙沉入底部。
若他们的质量相同,则三者所受浮力的关系为、密度关系为、若三者体积相同,则所受浮力的关系为。
33.重为 5N的实心物体,体积为600cm,用手把它按入水中后放手,静止后物体所受浮力为N,若把它放入密度为0.8 × 103kg/m3的酒精中它将(填“上浮”、“下沉”、“悬浮”)。
二.计算题(共 5 小题)4.重 5N的小球挂在弹簧测力计下端。
当小球有一半体积浸入水中时,弹簧测力计的示数为2N,g 取 10N/kg.则(1)小球受到浮力是多大?(2)小球的体积是多少?(3)若将小球从弹簧测力计下端取下,直接放入水中,当小球静止时,受到的浮力是多大?5.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)求木块所受浮力;(2)若木块下表面所处的深度为0.2m,求木块下表面受到水的压强;(3)求木块下表面面积;(4)若要将木块全部浸没水中,求至少需要施加多大压力。
33 31000cm的柱6.一个密度为0.6 ×10 kg/m 的木块,体积为0.02m ,用绳子系在底面积为 2形容器底,使木块完全没入水中,如图所示。
(取g=10N/kg,水密度为 1.0 ×10 3kg/m 3)求:(1)此时木块所受的浮力是多少?(2)绳子的拉力是多少?(3)剪断绳子,木块静止后,木块露出水面的体积?7.一个形状不规则的质量为55g 的实心物体,放入装有水的烧杯中后沉入水底,排开重0.5N 的水。
然后向烧杯中加盐并搅拌,直到物体恰好悬浮为止。
g=10N/kg,求:(1)物体的体积是多大?(2)物体悬浮时,盐水的密度是多大?8.一用细绳拴着的长方形实心物体沉在水平的水底,现用测力计挂着细绳拉着物体竖直向上匀速运动,测力计示数 F 与测力计上升距离h 的关系如图所示,则:(1)物体浸没在水中时,受到水的浮力是多少?(2)物体浸没在水中时,其上表面受到水的最大压强是多少?(3)物体的密度是多少?(取g=10N/kg,水密度为 1.0 ×103 kg/m3)浮力计算题参考答案与试题解析一.填空题(共 3 小题)31.学习了浮力产生的原因后,小明同学将一质量为 150g、体积为 180cm 橡胶块,用手将其浸没在水槽的水中(水未溢出),松手后橡胶块将上浮(选填“上浮”“下沉”或“悬浮”),待其静止后,橡胶块所受的浮力为 1.5 N;与未放入橡胶块时相比,水槽底部受到的压强将增大(选填“不变”“增大”或“减小”).(g 取 10N/kg)【分析】(1)当橡胶块浸没在水中时,此时排开水的体积就等于苹果的体积,利用阿基米德原理计算此时橡胶块受到的浮力;知道橡胶块的质量,利用公式 G=mg计算橡胶块受到的重力;浮力与重力进行比较,重力大于浮力就下沉,重力等于浮力就悬浮,重力小于浮力就上浮;(2)最后根据橡胶块所处的状态求出静止时受到的浮力。
(3)与未放入橡胶块时相比,由于放入橡胶块时排开的水没有溢出,水槽里的液面上高,利用 p=ρgh 即可得出底部受到的压强的变化。
【解答】解:(1)当橡胶块浸没在水中时,排开水的体积就等于苹果的体积,3×10 ﹣4 3即 V 排 =V 物=180cm=1.8 m,所以此时苹果受到的浮力:3×10N/kg×1.8 ×10﹣4 3F 浮 =ρ水 gV 排=1000kg/m m=1.8N;橡胶块的质量: m=150g=0.15kg,橡胶块受到的重力: G=mg=0.15kg×10N/kg=1.5N;因为 G< F 浮,所以松手后苹果会上浮;(2)静止时处于漂浮,所以受到的浮力 F 浮′=G=1.5N。
(3)与未放入橡胶块时相比,由于放入橡胶块时排开的水没有溢出,水槽里的液面升高,根据 p=ρgh 可知底部受到的压强增大。
故答案为:上浮; 1.5 ;增大。
【点评】本题考查了浮力、重力和液体压强的计算、物体的浮沉条件、液体压强,关键是对公式及公式变形的理解和应用,利用好隐含条件物体浸没水中时V 排 =V。
2.有甲、乙、丙三个小球放入同一液体中,甲漂浮,乙悬浮,丙沉入底部。
若他们的质量相同,则三者所受浮力的关系为 F 甲=F 乙>F 丙、密度关系为ρ 丙>ρ乙>ρ 甲、若三者体积相同,则所受浮力的关系为 F 甲<F 乙 =F 丙。
【分析】知道甲球漂浮、乙球悬浮、 C丙球沉底(三球的质量相等、重力相等),根据物体的浮沉条件判断三球受到的浮力大小关系;由甲乙丙三个球排开水的体积大小关系,利用阿基米德原理的推导公式 F 浮 =ρ水 v 排 g 比较受浮力的大小关系。
【解答】解:(1)∵甲球漂浮,∴F 浮甲 =G甲,∵乙球悬浮,∴F 浮乙 =G乙,∵丙球下沉,∴F 浮丙< G丙。
由题,三球的质量相等,所以三球重力相等,即G甲 =G乙=G丙,∴F 甲 =F乙>F 丙。
(2)物体漂浮ρ液>ρ物、物体悬浮ρ液 =ρ物、物体沉底ρ液<ρ物,故ρ丙>ρ乙>ρ 甲(3)三个球排开水的体积 V 甲<V 乙 =V丙,∵F 浮 =ρ水 gV排,∴三球受到的浮力: F 甲<F 乙 =F 丙。
故答案为: F 甲 =F乙>F 丙;ρ丙>ρ乙>ρ甲;F 甲<F 乙 =F 丙【点评】解决此类型的题目主要是根据物体的沉浮条件,结合阿基米德原理进行计算推导。
33.重为 5N的实心物体,体积为600cm,用手把它按入水中后放手,静止后物体所受浮力为 5 N,若把它放入密度为 0.8 × 103kg/m3的酒精中它将下沉(填“上浮”、“下沉”、“悬浮”)。
【分析】知道实心物体的重力,根据G=mg求出其质量,根据ρ=求出实心物体的密度,然后与水和酒精的密度相比较,然后根据物体浮沉条件求出物体在水中受到的浮力以及物体放入酒精后的状态。
【解答】解:由 G=mg可得,实心物体的质量:m= ==0.5kg=500g,实心物体的密度:ρ= =≈0.83g/cm3,因为ρ<ρ水,所以,物体在水中静止时处于漂浮状态,受到的浮力和自身的重力相等,则静止后物体所受浮力 F 浮 =G=5N;因为ρ>ρ酒精,所以,把物体放入酒精中时它将下沉。
故答案为: 5;下沉。
【点评】本题考查了重力公式和密度公式、物体浮沉条件的应用,正确的判断物体在水和酒精中所处的状态是关键。
二.计算题(共 5 小题)4.重 5N的小球挂在弹簧测力计下端。
当小球有一半体积浸入水中时,弹簧测力计的示数为2N,g 取 10N/kg.则(1)小球受到浮力是多大?(2)小球的体积是多少?(3)若将小球从弹簧测力计下端取下,直接放入水中,当小球静止时,受到的浮力是多大?【分析】(1)先利用称重法求物体浸入一半时受到的浮力;(2)再利用阿基米德原理求排开水的体积(总体积的一半),从而得出物体的体积;(3)知道物体的重力求物体的质量,利用密度公式求物体的密度,和水的密度比较,确定物体存在的状态,利用物体的浮沉条件求此时物体受到的浮力。
【解答】解:(1)小球受到浮力: F 浮 =G﹣F 示 =5N﹣2N=3N;(2)由 F 浮 =ρ水 gV 排可得排开水的体积:V 排= =﹣ 4 3 =3× 10 m,由题意可知,物体的体积:﹣4 3 ﹣4 3V=2V排 =2× 3× 10 m=6×10 m;(3)小球的重力为 G=5N,则小球的质量为: m= = =0.5kg ;小球的密度:ρ球 = =≈0.83×103kg/m3;因小球的密度小于水的密度,所以小球静止时漂浮在水面上,此时小球受到的浮力: F 浮′=G=5N。
答:(1)小球受到浮力是 3N;﹣ 4 3(2)小球的体积是6×10 m;(3)若将小球从弹簧测力计下端取下,直接放入水中,当小球静止时,受到的浮力是5N。
【点评】本题考查了密度的计算、重力的计算、浮力的计算(漂浮条件、阿基米德原理)涉及到用称重法测量物体受到的浮力,知识点多,属于难题。
计算过程运用了多个计算公式,需要学生掌握这些知识并灵活的运用这些公式进行计算。
通过对本题的计算,实际上告诉我们一种测量固体密度的一种方法。
5.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)求木块所受浮力;,(2)若木块下表面所处的深度为0.2m,求木块下表面受到水的压强;(3)求木块下表面面积;(4)若要将木块全部浸没水中,求至少需要施加多大压力。
【分析】(1)由题意可知,木块漂浮在水面上,根据漂浮的条件求出木块受到水竖直向上的浮力;(2)已知木块下表面所处的水的深度,根据p=ρgh 求出下表面受到水的压强;(3)根据木块下表面所受到的压力和压强,利用p= 即可求出下表面面积;(4)根据阿基米德原理求出排开水的体积即为浸入水中的体积,然后求出物体的体积,利用阿基米德原理求物体受到水的浮力;若使物体全部浸入水中而静止,则 F 浮′=G木 +F,即可求压力。
【解答】 解:(1)因为木块漂浮在水面上,所以受到的浮力 F 浮 =G 木 =10N ;(2)所处 0.2m 水深度木块的下表面受到的压强:p=ρgh=1.0 ×103kg/m 3×10N/kg × 0.2m=2000Pa 。
(3)由于木块下表面所受到的压力F=F 浮 =10N ;由 p= 可得:下表面面积 S= ==0.005m 2 ;(4)根据 F 浮=ρ 水 gV 排 可知,浸入水中的体积即为排开液体的体积:V 排= = ﹣ 33=1× 10 m ;因为 V 排 = V 木;所以 V 木= ﹣ 33﹣ 33V 排 = × 1× 10 m=1.25 × 10 m ;木块全部浸没时受到水的浮力:33×10N/kg ×1.25 ×10 ﹣3 3F ′ 浮=ρ 水 gV 木 =1×10 kg/m m=12.5N ; 因为 F 浮 ′=G 木 +F ,所以压力 F=F 浮 ′﹣ G 木=12.5N ﹣ 10N=2.5N 。
答:(1)木块所受到的浮力为 10N ;(2)木块下表面受到水的压强为2000Pa ;(3)木块下表面面积为 0.005m 2;(4)要将木块全部浸没水中,需要施加的压力为2.5N 。