浮力综合计算Word文档格式.doc
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浮力综合计算Word文档格式.doc
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7、
有一空心铝球质量是500g,体积为600cm3,当把它放入足量水中静止时,所受浮力是多大?
如把它放入足量密度为0.8×
103
的煤油中,静止时受到的浮力又是多大?
8、
如图所示,一圆柱形容器底面积为,重为10N,把它放在水平桌面上。
容器内放置一边长为,密度为的立方体木块,求:
(1)桌面受的压强;
(2)向容器内慢慢注水,恰好使木块对容器底的压力为零,此时木块下底面受到的压强多大?
容器内水深多少?
(。
)
9、将质量为0.8kg、体积为1×
10﹣3m3的长方体木块放入盛有某种液体的容器中,木块漂浮在液面上.现用力缓慢向下压木块,当力的大小为2N时,木块刚好浸没在液体中,如图所示.g=10N/kg
求:
(1)求木块的密度;
(2)液体的密度;
(3)当压木块的力为1.6N时,木块露出液面的体积.
10、有一边长为2dm、密度为0.6×
103kg/m3的正方体木块。
现用一细线把木块系在底面积为8dm2的圆柱形容器上,然后向容器中加水,使木块完全浸没于水中。
取g=10N/kg。
问:
(1)细线所受拉力为多大?
(2)若把细线剪断,当木块在水中稳定时水对容器底的压强减少了多少?
(a) (b)
11、底面积为400cm2的圆柱形容器内装有适量的水,将其竖直放在水平桌面上,把边长为10cm的正方体木块A放入水后,再在木块A的上方放一物体B,物体B恰好没入水中,如图(a)所示.已知物体B的密度为6×
103kg/m3.质量为0.6kg.(取g=10N/kg)求:
(1)木块A的密度.
(2)若将B放入水中,如图(b)所示,求水对容器底部压强的变化.
12、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?
13、高为20cm的柱形容器内盛有10cm深的水,如图3所示。
现将一密度为,高为15cm的柱形物块竖直放入水中,已知容器底面积为物块底面积的3倍,则物块静止在水中时(与容器底不密合)物块对容器底的压强与水对容器底的压强之比是多少?
14、放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重4N,底面积100cm2,弹簧测力计的挂钩上挂着重为10N的物块,现将物块浸没水中,容器内水面由16cm上升到20cm(g=10N/kg).求:
1.物块未放入水中时,容器底受到的水的压强;
2.物块的密度;
3.物块受到的浮力;
4.物块浸没水中后,容器对桌面的压强.
15、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。
16、有一重为1.5N,底面积为20cm2的溢水杯放在水平桌面上,杯内盛有重2.5N的水,水面恰好到达溢水口,将一物块轻轻放入杯内,静止时如下图所示,溢出40cm3的水,当用一细铁丝将物块完全压入水中时,又排出10cm3的水。
(g=10N/kg)求:
(1)物块未放入之前杯对桌面的压强;
(2)物块的重力;
(3)物块的密度。
17、将一块重为3N,体积为100cm3的石块,用细线系着浸没在装有水的圆柱形容器中,容器中水的深度由10cm上升到12cm.(容器的重力和容器壁的厚度忽略不计,g=10N/kg).求:
(1)石块所受浮力;
(2)容器中水的重力;
(3)细线松动,石块沉到容器底静止后,容器对水平地面的压强.
18、小宁为了研究浸在液体中的物体所受浮力的规律,设计了如图所示的实验,他将弹簧测力计一端固定,另一端挂一合金块A,开始他将合金块A浸没在装有水的容器中,容器侧面的底部有一由阀门B控制的出水口,实验时,打开阀门B缓慢放水,放到弹簧测力计的读数不再变化时,立即关闭阀门B,在此过程中金属块始终不与容器底部接触,读出弹簧测力计示数的最小值和最大值分别为22N和32N,g取10N/kg.求:
(1)在原图上作出关闭阀门B后水面的大致位置.
(2)合金块A受到的重力.(3)合金块A受到的最大浮力.(4)合金块A的密度
19、高度为16厘米的圆柱体A用细线系住后浸入水槽的水中,当圆柱体A有7/8的体积露出水面时,细线施加的拉力恰好为1N。
如图乙所示,用细线将圆柱体A拉入水槽中,当细线施加的拉力为A重的3/4时,圆柱体A有7/8的体积浸在水中,已知圆柱形水槽的底面积是圆柱体A底面积的6倍。
(g取10N/kg)
(1)先后两次水对容器底部的压强差。
(2)圆柱体A所受的重力。
20、一质量0.09kg的石蜡块,体积为10-4m3.将它分别投入足够深的酒精与水中静止,求:
(已知:
酒精=0.8×
103kg/m3,水=1.0×
103kg/m3,本题g取10N/kg)
(1)石蜡块的密度;
(2)石蜡块在酒精中的浮力;
(3)石蜡块在水中的浮力.
21、一个不规则的实心物体,质量为55g,放入装满水的烧杯中,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,取g=10N/kg,求:
(1)物体在水中所受的浮力。
(2)物体的体积。
(3)物体悬浮食盐水的密度。
22、体积为1.0×
10-3m3的正方体木块,投入如图所示装有水的容器中,静止后露出水面的高度为5×
10-2米,容器的底面积为0.04m2(g取10N/kg)。
①木块受到的浮力;
②木块的重力;
③投入木块后,容器底增加的压强
④若将此木块投入某液体中,露出液面高度为4厘米,求这种液体的密度。
参考答案
1、
20
竖直向上
上浮
2、
小于;
小于。
1、
2、0.001m3,500kg\m3
3、
(1)水对容器底部的压强是:
p=ρ水gh=1×
103×
10×
0.5=5×
103Pa………………(2分)
木块受的浮力是:
F=ρ水gV木=1×
4×
10-3=40N………………(2分)
(2)最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力时:
F′=G木=ρ水gV木=0.6×
10-3=24N………(2分)
因为木块浮出水面的过程中,水面下降,所以此时水对容器底的压强比第
(1)问中的小…………(1分)
4、
(1)由题意可知F浮=G-F‘=2.0N-1.4N=0.6N
(2)由图可知,圆柱体刚浸没时下表面距水面距离为
h=12cm=0.12m
∵P=gh∴P=1×
103kg/m3×
10N/g×
0.12m=1.2×
103Pa
(3)∵F浮=液V排g
∴V排=F浮/水g=0.6/1×
10=0.6×
10-4m3
圆柱体浸没V物=V排
又G=mg=物V物g
∴=G/V物g=2.0/0.6×
10-4×
10=3.3×
103kg/m3
5、
(1)m=750g=0.75kg
因为木块漂浮,根据浮沉条件可得
F浮=G=mg=0.75kg×
10N/kg=7.5N
……………………………………………3分
(2)V=1250cm3=1.25×
10-3m3
若木块全部浸没,则所受浮力为
F浮=ρ水gV排=1.0×
10N/kg×
1.25×
10-3m3=12.5N
……………3分
浮力增加了12.5N-7.5N=5N,这多出来的浮力由钩码的重力来平衡,故钩码的重力
G=5N,则m=G/g=5N/(10N/kg)=0.5kg=500g
…………………………2分
500g/50g=10,所以需要10个钩码。
6、
7、
8、分析:
注水前,桌面受到的压强,应等于桌面受到的压力除以容器的底面积。
即。
当慢慢向容器中注水,恰使木块对容器底压力为零时,说明木块此时只受二个力:
重力和浮力。
物体处于漂浮状态。
。
而浮力又等于木块底部所受水的压力,进而根据可求出木块底部受到的压强,然后再根据求出此时水的深度。
解:
(1)
(2)当时,木块对容器底压力为0,此时,即:
,所以
∴
9、【考点】阿基米德原理;
密度公式的应用.
【分析】
(1)知道木块的质量和体积,直接利用ρ=求密度;
(2)利用重力公式求木块重;
因为木块刚好浸没在液体中处于静止状态,可根据木块的受力情况求木块受到的浮力,再根据阿基米德原理求液体的密度;
(3)当压木块的力为1.6N时,根据木块重力可以求这时木块受到的浮力,再根据阿基米德原理求木块排开水的体积;
最后可求木块露出液面的体积.
【解答】已知:
m木=0.8kg,V木=1×
10﹣3m3,F=2N,g=10N/kg,
(1)ρ木;
(2)ρ液;
(3)当压木块的力为1.6N时,V露.
(1)∵由题意可知,m木=0.8kg,V木=1.0×
10﹣3m3;
∴木块的密度ρ木===0.8×
103kg/m3;
(2)当F=2N的力使木块浸没水中时,对木块进行受力分析如图所示:
木块的重力G木=m木g=0.8kg×
10N/kg=8N;
∵木块刚好浸没在液体中处于静止状态,
∴F浮=F+G木=2N+8N=10N;
根据F浮=G排,G排=ρ液gV排,
所以ρ液===1.0×
103kg/m3.
(3)当F′=1.6N时,则:
∴F浮=F′+G木=1.6N+8N=9.6N;
∵F浮=ρ液gV排,
∴V排===9.6×
10﹣4m3;
V露=V木﹣V排=1.0×
10﹣3m3﹣9.6×
10﹣4m3=4×
10﹣5m3;
答:
(1)木块的密度是0.8×
(2)液体的密度是1.0×
(3)当压木块的力为1.6N时,木块露出液面的体积为4×
10﹣5m3.
10、
(1)32N
(2)400Pa
11、解
(1)VB===0.1×
10-3m3
图(a)A、B共同悬浮:
F浮A+F浮B=GA+GB
公式展开:
水g(VA+VB)=水gVA+mBg
其中VA=(0.1m)3=1×
A=
代入数据:
A=0.5×
(2)B放入水中后,A漂浮,有一部分体积露出水面,造成液面下降.
A漂浮:
F浮A=GA
水gVA排=AgVA
VA排==
=0.5×
液面下降△h==
==0.0125m
液面下降△p=水g△h=1.0×
0.0125m=125Pa.
12、
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。
∵
(2)-
(1)得
代入公式
∴
13、分析:
将物块投入水中后,水面要升高,此时,即。
进而求出,由于物块对容器底有压强,可分析出物块受三个力作用。
即,因为物块对容器底的压力和容器底对物块的支持力是相互作用力,它们等值反向,所以求出支持力即也就知道了压力,然后根据求出物块对容器底的压强。
而水对容器底的压强,则可根据求出,最后再求出两个压强之比。
设木块投入水中后,水面升高,水深为
物块对容器底的压强为
水对容器底的压强
14、
(1)1
(2)(3)(4)
15、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
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,,
16、解:
(1)F=G杯+G水=1.5N+2.5N=4N-
P=F/S=4N/20×
104m2=2×
(2)∵物体在水中漂浮
∴G=F浮=G排=ρ水gV排=1.0×
40×
10-6m3=0.4N(3)m=G/g=0.4N/10N/kg=0.04kg=40gV物=40cm3+10cm3=50cm3
ρ物=m/V物=40g/50cm3=0.8g/cm3=0.8×
17、
(1)F浮=ρ液gV排=1×
100×
10-6m3=1N
(2)
V水=Sh=50cm2×
10cm=5×
102cm3
G水=m水g=ρ水gV水=1×
5×
102×
10-6m3=5N
(3)
18、
(1)
(2)合金块A浸没在水中受三个力的作用,即重力G、浮力F和弹力T,这三个力的大小关系为G=F+T,当弹簧测力计的读数不再变化,浮力F=0,弹力达到最大值为Tm,即G=Tm=32N
(3)当弹力T为最小值22N,合金块A所受浮力达最大值为Fm,即Fm=G―T=10N
(4)由浮力Fm=gV
质量m=
得=3.2×
103kg/m3
19、 =
=
=Δh·
S器 ∵S器=6SA
∴m
∴Δp=ρ水·
g·
Δh=1.0×
0.02m
=200Pa
(2)由甲图得:
GA=F浮+F拉
即
① 由乙图得:
GA+F拉'
=F浮'
②
①×
7-②得:
∴GA=1.33N
20、解:
1)ρ=m/V=0.09kg/10-4m3=0.9×
103kg/m3(2分)
2)因为蜡块密度大于酒精密度,静止时它浸没在酒精中沉底(0.5分)
所以V排=10-4m3(0.5分)
F浮=ρ酒gV排=0.8×
103kg/m3×
10N/kg×
10-4m3=0.8N(2分)
3)因为蜡块密度小于水密度,静止时它漂浮在水中(1分)
F浮=G蜡=mg=0.09kg×
10N/kg=0.9N(2分)
21、
0.5N
50cm3
1.1×
103kg/m3
22、解:
①5N;
②5N;
③125Pa;
④0.83×
103kg/m3
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