【优质文档】浮力中考计算题(难).pdf
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1、学习必备欢迎下载 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0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0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0 的实心圆柱体,底面积为S0、高为
2、 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
3、,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; 学习必备欢迎下载 (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
4、气压强) 4. 一个圆柱形容器放在水平桌面上,如图甲所示, 容器中立放着一个均匀实心圆柱体M 。现慢慢向容器中加水,加入的 水对容器底的压强p水与所加水的质量m的关系如图丙所示,在整个过程中无水溢出,M的底面始终与容器中的水面平 行。当加入的水等于3kg 时,物体M刚好漂浮且露出水面的高度为4cm,如图乙所示(已知水=1.0 10 3kg/m3)。求: (1)圆柱体M刚好漂浮时容器中水的深度h; (2)圆柱体M的密度 ; (3)圆柱形容器的内底面积S。 学习必备欢迎下载 5. 图甲为研究匀速直线运动的实验装置,一个小球由于磁铁的吸引静止在盛水的玻璃管底,水深1m 移除磁铁后,球 在玻璃管中上升
5、,图乙为球在露出水面前运动速度与时间的关系图象(水的密度 为 1.0 10 3kg/m3)求: (1)移除磁铁前,玻璃管底受到水的压强; (2)已知球上升时受到水的阻力与其速度的关系为f=kv ,球的体积用V,水的 密度用 0表示,请推导球的密度表达式(用字母表示) 6. 如图所示 , 水平桌面上的一柱形薄壁容器底面积为S1, 内盛有密度为液的某种液体后, 容器及液体的总重为G1, 现用一弹簧测力计悬挂一长为L、底面积为S2的柱形物体 , 将其缓 缓进入薄壁容器的液体中( 此过程中液体未溢出且柱体未浸没)。图乙所示为弹簧测力计 (浸入前示数未知)随底部浸入液体中深度变化的情况,请解答如下问题:
6、 (1)写出在此过程中,柱体所受浮力F浮与其底部浸入深度 h 之间的关系式:(2)写出 此柱形物体的密度;(3)求出在此过程中薄壁容器对水平桌面的最大压强。 7. 一个底面积为100cm 2 足够高的柱形容器M装有 20cm深的水, 置于水平地面上;一个质量忽略不计的硬塑料瓶固定的 轻杆上,内有适量的水,如图8 甲所示。塑料瓶ABCD部分为柱形,柱形部分高度hAB为 16cm 。用手拿住轻杆,将该瓶 从图甲中刚接触水面位置,缓慢竖直下降6cm,杆对瓶的拉力F 随下降高度h 之间的关系图像如图8 乙所示。 然后从该 位置继续向下, 直到水面与AD相平为止。则瓶内所装水的重力为多少N;当水面与AD
7、相平时,瓶外的水对容器M底部 的压强为多少Pa? 学习必备欢迎下载 8.如图所示,将一长方体木块放入水平放置的圆柱形盛水容器中静止时,木块有 的体积露出水 面,这时容器底部受到水的压强跟木块未放入水中时相比,增大了120Pa;若在木块上放一块 铁块,使木块刚好全部压入水中,则铁块的重力与木块重力之比是多少,这时容器底部所受水 的压强跟木块未放入水中时相比,增加了多少Pa。 9. 如图所示, 高为 0.3m 的圆柱形容器内盛有0.1m 深的水 现将一密度为210 3kg/m3,底面积为 S 0m 2, 高为 0.15m 的圆柱形物块竖直放入水中,已知容器底面积为物块底面积的5 倍,则物块静止在水
8、中时 (物块与容器底不密合),物块受到的浮力为多少N,水对容器底的压力为多少N(水的密度为 1.0 10 3kg/m3, g 取 10N/kg) 10. 如图 21 甲所示为中国首艘国产航母001A 下水时的情景。 某中学物理兴趣小组的同学在实验室模拟航母下水前的一 个过程,他们将一个质量为2kg 的航母模型置于水平地面上的一个薄壁柱形容器底部,该柱形容器质量为6kg,底面积 为 0.03m 2,高为 0.4m,如图 21 乙所示。现在向容器中加水,当加水深度为0.1m 时,模型刚好离开容器底部,如图 21 丙所示。 继续加水直到深度为0.38m,然后将一质量为0.9kg 的舰载机模型轻放在航
9、母模型上,静止后它们一起漂浮 在水面。求: 学习必备欢迎下载 (1)图丙中水对容器底的压强为多少帕? (2)图丙中航母模型浸入水中的体积为多少立方米? (3)放上舰载机后整个装置静止时,相对于水深为0.38m 时,容器对水平地面的压强增加了多少帕? 11. 的细线一端固定在容器底部,另一端固定在木块底面中央,且细线的长度为L5cm, 已知水的密度为1.0 10 3kg/m3。 求:( 1)甲图中,木块对容器底部的压强多大? (2)问容器A 中缓慢加水,当细线受到拉力为1N 时,停止加水,如图乙 所示,此时木块B 受到的浮力是多大? (3)将图乙中与B 相连的细线剪断,当木块静止时,容器底部受到
10、水的压强是多大? 12. 横截面积均为S =1cm 2 的物体 A 与塑料 B 粘合成一个粘合体,全长为L=50cm。粘合体放 入水中时漂浮在水面,浸入水中的长度为4L/5,如图所示。现将浮出水面部分切去,以后每 浮出水面一部分,稳定后就把它切掉。已知水=1.0 103kg/m 3、 B=0.4 10 3kg/m3,g=10N/kg 。 求:( 1)粘合体未被切前,A 底面受到水的压强; (2)粘合体未被切前的总质量; (3)第一次切掉后,稳定时浸入水中的长度; 学习必备欢迎下载 (4)第四次切掉后,稳定时浮出水面部分的长度。 13. 如图甲所示,一个底面积为75cm 2的柱形物体 A 挂在弹
11、簧测力计下,静止时弹簧测力计的 示数 F1=15N:底面积为 120cm 2 且足够深的柱形容器放在水平桌面上,将物体A 放入容器中 且与容器底接触但对容器无压力,慢慢向容器注水,待液面稳定后物体A 上表面到水面的距 离 h=5cm,如图乙所示,此时弹簧测力计示数F2=7.5N;然后,将物体 A竖直向上移动8cm (忽略绳重和附在物体表面上水的重力水=1.0 103kg/m 3,g=10N/kg )求: (1)物体 A 浸没在水中受到的浮力; (2)物体 A 的密度; (3)物体 A 竖直向上移动8cm 前后,水对容器底压强的变化量 14. 如图甲所示,放在水平桌面上的圆柱形容器的底面积为10
12、0 cm 2,装有 20 cm 深的水,容器的质量为 0.02 kg,厚度 忽略不计。 A、B是由密度不同的材料制成的两实心物块,已知B 物块的体积是A 物块体积的1/8。当把 A、B 两物块用 细线相连放入水中时,两物块恰好悬浮,且没有水溢出,如图乙所示,现剪断细线,A 物块上浮,稳定后水对容器底 的压强变化了60 Pa,物块 A 有 1/4 体积露出水面。已知水的密度为1.0 103 kg/m 3,g 取 10 N/kg 。试求: (1)如图甲所示,容器对水平桌面的压强; (2)细线被剪断后水面的高度差; (3)A、B 两物块的密度。 学习必备欢迎下载 15 如图所示,一个底面积为100c
13、m2,质量和壁厚均忽略不计的圆柱形溢水杯放在水平地面上,内装960g 液体(液体 在图中未画出)。把一个质量为135g、密度为 3 0.9/g cm的小球轻轻放入溢水杯中,小球静止后,测得从溢水杯中溢 出 50cm 3 液体,溢水杯内剩余液体和小球的总质量为1055g。( g=10N/kg)求: (1)放入小球前,溢水杯对水平地面的压强; (2)小球在溢水杯的液体中静止时受到的浮力; (3)放入小球后,液体对溢水杯底部的压强。 16. 如图甲所示,重为3N,底面积为210 2m2 的圆柱形玻璃容器放在水平桌面上,重为5N,边长为L1=0.1m 的正方体 木块(不吸水)静止在容器的底部,用一根长
14、为L2=0.05m 的细线(质量和体积不计)将木块与容器底部相连,现向容 器缓慢注水, 直到木块受到的浮力等于6N 时停止注水 (如图乙所示) ,已知水的密度为1.0 10 3kg/m3,g取 10N/kg容 器的厚度不计,求: (1)木块的密度; (2)注水过程浮力对木块所做的功; (3)木块受到的浮力等于6N 时容器对桌面的压强 17. 如图甲所示,将一个5.4kg 质量分布均匀的长方体物块水平放置在水平桌面上,物块的长0.2m,宽 0.1m,高 0.1m, 学习必备欢迎下载 求: (1)物块的密度是多少kg/m 3( 2)图甲中,物块水平放置时对桌面的压强是多少 Pa? (3)图乙中,把
15、物块竖直放置于足够大的容器内,然后倒入水,直至水深0.3m,物块受到水的浮力是多少N? 答案 1. 2. 解:( 1)空心管对容器底的压力刚好为零,此时空心管处于漂浮状态,浮力等于重力, 设注入液体的深度为h1, 浮力 F浮=gS0h1, 空心管的重力G=mg= 0gh0(S0), 即gS0h1=0gh0(S0), 学习必备欢迎下载 解得液体的深度h1=; (2)若管的密度大于液体的密度,设液体深度为h2,若使空心管对容器底的压力最小,即浮力最大,此时空心管应恰 好完全浸没,即液体的深度等于管的高度,h2=h0,所以液体的质量m2= (S)h0=h0(2SS0); 若管的密度小于液体的密度,设
16、液体深度为h3,若使空心管对容器底的压力最小,此时空心管处于漂浮状态,浮力等 于其重力, 浮力 F浮=gS0h3,空心管的重力G=mg= 0gh0(S0),即 gS0h3=0gh0( S0), 解得液体的深度h3=,液体的质量m3= (S )=0h0(2SS0) (1)此时容器中液体的深度; (2)若管的密度大于液体的密度,注入液体的总质量最小是h0( 2SS0); 若管的密度小于液体的密度,注入液体的总质量最小是0h0(2S S0) 3(1)变大变大;( 2)400 受到重力; . 4. (1)当加入的水m水 =3kg 时, p 水=0.6 10 3Pa, 由 p=gh 可得,水的深度h=
17、0.6 10 3Pa 1.0 10 3kg/m3 10N/kg =0.06m=6cm ; (2)由于物体M刚好漂浮且露出水面的高度为4cm,则物体M的高度 H=h+h露=6cm+4cm=10cm ; 由漂浮条件可知:F 浮=G ,即: 水 V排 g=物 V物 g,则 水 Sh浸 g=物 SHg , 所以 物=3/5 水=3/5 10 3 kg/m 3=0.6 103 kg/m 3; (3)由于加入的水等于7kg 与 3kg 时压强分别为1.0 10 3Pa、0.6 103Pa, 答:( 1)圆柱体 M刚好漂浮时容器中水的深度h 为 6cm ; (2)圆柱体M的密度 为 0.6 10 3kg/m
18、3; (3)圆柱形容器的内底面积S为 0.1m 2 学习必备欢迎下载 5. (1)移除磁铁前,玻璃管底受到水的压强:p=gh=1.0 10 3kg/m310 N/kg 1m=1 104Pa; (2)由图可知,球4s21s 时,小球以速度v0匀速上升,受力平衡, 对小球受力分析可知,受到竖直向下的重力和阻 力、竖直向上的浮力,由共点力的平衡条件可得:G+f=F浮,把 G=mg= Vg、f=kv 和 F浮= gV排带入可得: Vg+kv0=0gV排=0gV,整理可得: =0 答:( 1)移除磁铁前,玻璃管底受到水的压强为110 4Pa; (2)的密度表达式为 =0 7.1 2;2400 【解析】
19、试题分析:( 1)由图乙可知,h=0 时, F=2N ,则瓶内所装水的重力G=F=2N ; (2)由图可知,当瓶子下降6cm时,杆对瓶的拉力恰好为零,此时平时受到的浮力和自身的重力相等,由F浮 = gV 排可得,瓶子排开水的体积: V排 =F 浮/ 水g=G/水g=2N/1.0 10 3kg/m310N/kg =210-4 m 3 =200cm3 , 容器内水的体积:V水 =SM h 水 0 =100cm 2 20cm=2000cm 3 , 容器内水的深度:h水 1 =V水+V排/SM=2000cm 3+200cm3/100cm2=22cm , 则水面上升的高度:h=h水 1 -h 水 0 =
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