专题四浮力的综合计算.doc
专题四 浮力的综合计算1（2012宿迁）把一质量为56g的石块，放在盛有40ml水的量筒中，水面上升到如图的位置，（g取"10N/kg")求： (1)石块的重力(2)石块的体积(3)石块的密度.(4)石块所受到的浮力. 解(1)石块的重力Gmg5.6×10-2 kg×10N/kg0.56N(2)石块的体积由题得V 60ml40ml2×10-5 m3(3)石块的密度=m/V=5.6×10-2 kg/2×10-5 m32.8×103 kg/ m3(4)石块所受到的浮力F=液gV1×103 kg/ m3×10N/kg×2×10-5 m30.2N 2（2012日照）我国首台自主设计、自主集成的“蛟龙”号载人潜水器，设计最大下潜深度为7000米。已顺利完成5000米级海试主要任务。（海水密度取1×103kg/m3，g取10N/kg）（1）若“蛟龙”号以0.6m/s的平均速度下潜100min时，下潜深度是多少？（2）当“蛟龙”号排开海水的体积为30m3时，受到的浮力多大？（3）当“蛟龙”号下潜至5000m深度时，其壳体受到海水的压强多大？解：（1）h=vt=0.6m/s×100×60s=3600m（2）F=G排=海水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×30m3=3.0×105N （3）P=海水gh=1×103kg/m3×10N/kg×5000m=5×107Pa 3(2011邵阳)如图所示，弹簧测力计下面悬挂一个重8N的物体。当把物体浸没在水中时，弹簧测力计示数变为6N，此时圆柱形容器内水的高度为0.2m（g=10Nkg）。求：（1）物体受到水的浮力多大？ （2）物体的体积为多大？ （3）当物体浸没在水中时，水对容器底部的压强为多大？解：(1)F浮=G-F=8N-6N=2N（2）F浮=gV排 2N=1.0×103kgm3×10Nkg V V=2×10-4 m3（3）P=gh=1.0×103kgm3×10Nkg×0.2m=2.0×103Pa4 (2012岳阳) 边长为5cm，质量为0.25kg的立方体橡皮泥块放在水平桌面上，如图所示。求：橡皮泥块所受重力大小；橡皮泥块对水平桌面的压强大小；把这块橡皮泥捏成一只小船，漂浮于水面时，小船受到的浮力大小。答案：（1）2.5N （2）103pa （3）2.5N 5. （2011江津）江津区中山镇有一个孩子们热衷的“水上行走球”游乐项目。游戏者被关进了一个直径2.5 m的大塑料球中，充气后封闭起来，然后连人带球被推进水中，游戏者在球中玩耍时，球始终浮在水面，如图所示。已知水的密度为1.0×103 kg/m3,塑料球和球内气体的质量共计为15 kg，若某次游戏中游戏者的质量为55 kg，求： （1）塑料球在水中所受的浮力是多少？ （2）塑料球排开水的体积为多少立方米？ （3）水面下10 cm深处水对塑料球的压强为多少帕？ （1）F浮=G 总=（m球+m人）g=（15kg+55kg）×10N/kg=700 N （2）V排=F浮/水g=700N/（1.0×103kg/m3×10N/kg）=7×102 m3 （3）P=gh=1.0×103kgm3×10Nkg×0.1m=1×103 Pa 6.（2011达州）如图所示，将一个体积为1.0×10-3m3、重6N的木块用细线系在底面积为400cm2的圆柱形容器的底部。当容器中倒入足够的水使木块被浸没时，求：（g=10N/kg）（1）木块浸没在水中受到的浮力。（2）剪断细线后，木块处于静止时，木块露出水面的体积多大。（3）木块露出水面处于静止后，容器底部所受水的压强减小了多少。（1）由F浮=液V排g得：F浮=1.0×103kg/m3×1.0×10-3m3×10N/kg=10N(2)木块静止在水面时，由于漂浮，所以F浮=G=6NV排=F浮/水g=6N/（1.0×103kg/m3×10N/kg）=6.0×10-4m3V露=V- V排=1.0×10-3m3-6.0×10-4m3=4.0×10-4m3（3）h减= V露/S=4.0×10-4m3/400×10-4m2=0.01 m由p=液hg得：p=1.0×103kg/m3×0.01m×10N/kg=100Pa7 (2010崇左) 2010年5月31日，一场特大暴雨突袭广西某市，致使该市某中学一千多名师生被洪水围困！武警某部官兵利用冲锋舟为学校师生开辟了水上生命线，该冲锋舟自重为0.6×104N，满载时排开水的体积为1.5m3，吃水深度为0.5m。（已知水=1.0×103kg/m3，取g10N/kg），求：（1）冲锋舟满载时底部所受水的压强多大？ （2）冲锋舟满载时所受的浮力是多少？ （3）假设每人的平均质量为60kg，为保证安全，冲锋舟最多能承载多少人？ 8（2010潍坊）2010年4月，墨西哥湾的海底石油开采平台发生火灾，泄漏的石油造石油公司和科学家对泄露量上发生争论小明认为应先测量石油密度才能估算他设计了如图所示的装置在杯子内盛有适量石油，放入一个质量是5.6×103kg，边长是2cm的正方体物块，有3/4的体积浸没在石油中，此时石油深度为0.1m.。(g =10Nkg)(1)石油的密度为多少?(保留两位小数)(2)石油对杯底的压强是多少？9（2010乌鲁木齐）有一个实心圆柱形物体，用弹簧测力计在空气中称重时，测力计的读数为10N；，当把物体一半体积浸入水中时，测力计的读数为4N。求：物体的体积；把物体从弹簧测力计上取下投入水中静止时，物体受到的浮力。 10（2010宜昌）目前在长江上有很多艘游览长江三峡的豪华游轮（如图所示），已知某游轮满载时的排水量是4860t，吃水深度（指水面到船底的深度）是2.7m。（g为10N/kg）（1）计算满载时游轮的总重是多少牛？游轮浸入水中的体积是多大？（2）当该游轮从长江开到海里时，吃水深度是变大还是变小？请说明理由。（1）根据阿基米德原理，游船受到的浮力F浮=G排=m排g=4.86×106kg×10N/kg=4.86×107N 根据二力平衡的条件，游船的总重G总=F浮=4.86×107N 由=，得：游船浸入水中的体积V浸=V排= =4860m3 （2）因为游轮从长江开到海里，重力不变，受到的浮力不变 ，根据阿基米德原理，游船排开的水的重力不变，而海水的密度大于江水的密度 ，所以船排开水的体积变小，吃水深度减小 。11、 为增加学生的国防知识，阳湖中学九(2)班同学到东海舰队参观某型号潜水艇潜水艇的艇壳是用高强度的特种钢板制造，最大下潜深度可达350m.潜水艇的总体积为1. 5×103m3，艇内两侧有水舱，潜水艇截面如图所示通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变潜水艇的自重，从而使其下沉或上浮（海水密度为1. 03 ×103 kg/m3, g取10N/kg) (1)水舱未充海水时，潜水艇总重量为9.27 ×106 N,此时，漂浮在海面的潜水艇排开海水的体积是多少？ (2)为使潜水艇完全潜人海水中，至少应向水舱充人海水的重量是多少？ (3)潜水艇的艇壳用高强度的特种钢板制造的原因是什么？答案：12（2011郴州）有一木板漂浮在水面上，已知木板重1800N，体积为0.3m3（g=10N/kg），求：（1）木板的密度；（2）木板所受的浮力；（3）有一个人重700N，通过技术说明他能否安全地躺在木板上？答案：13、 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16甲，然后将其逐渐浸入水中，如图16乙是弹簧测力计示数随圓柱体逐渐浸入水中的深度变化情况，求：(g取10Nkg) (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)圆柱体的密度答案：14（2010广安）上周学校购买了一批水龙头，据商家说其材料铜质的，实验室的老师组织九年级的一些同学通过实验来验证商家的说法。他们把一个水龙头用轻质细线捆好后挂在弹簧测力计上，在空气中测得它的重力为1.6N，再把这个水龙头浸没在水中，如图 所示，这时弹簧测力计的读数为1.4N（铜=8.9×103kg/m3, g=10N/kg）。求：（1）每个水龙头的质量是多少？（2）这个水龙头浸没在水中时所受到的浮力有多大？（3）这批水龙头的密度是多少？商家的说法是否正确？解：（1）m=0.16kg=160g （2）F浮=G-F=1.6N-1.4N=0.2N （3）F浮=水gV排V排=2×10-5m3=20cm3 V=V排=20cm3=8g/cm3=8×103kg/m3 8×103kg/m3<8.9×103kg/m3故：这批水龙头不是纯铜的。 15（09浙江雅戈尔）在青少年科技创新大赛中，某同学的发明作品浮力秤参加了展评，该作品可方便地称量物体的质量，其构造如图所示已知小筒底面积为10cm2，总长为20cm，盘中不放物体时，小筒浸入水中的长度为8cm，问：(取g=10Nkg) 1）小筒和秤盘的总重力是多少N?2）该秤能称出物体的最大质量是多少kg? 3）该同学把秤的读数均匀地刻在小筒上，为什么刻度是均匀的?解： 16.（2011宁波）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。(不考虑大气压强)
