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1、浮力计算题专题训练（四）1（2014年汕尾市）（6分）如题19 图所示为某种型号潜水艇，其体积为5103m3。（海水密度近似取1.0103kg/m3, g 取10N / kg）求：（1）它在潜入到水下执行任务时所受浮力；（2）当它潜入到水下200m 时，它的一个面积为1.2m2的舱盖所受海水的压强和压力。题19图2（山东省烟台市2014）在马航MH370失联后，由东海舰队导弹驱逐舰“长春”舰、导弹护卫舰“常州”舰和综合补给舰“巢湖”舰组成的中国第17批搜救编队参及了搜救工作如图所示，“长春”舰满载时排水量为7.5106kg，吃水深度6m（海水的密度为1.0103kg/m3，g取10N/kg）（
2、1）搜救舰队通常采用“一”字编队形式前行，而不是“并排”前行，为什么？（2）满载时，“长春”舰受到的浮力有多大？（3）“长春”舰底受到海水的压强是多少？（4）“长春”舰以36km/h的速度匀速航行6h，海水平均阻力为1.0106N，则这一过程中军舰所做的功至少为多少？乙3（黄冈市2014）2014年4月14日，为寻找失联的MH370航班，启用了“蓝鳍金枪鱼-”（简称“金枪鱼”）自主水下航行器进行深海搜寻。其外形及潜艇相似（如下图甲所示），相关标准参数为：体积1m3、质量750kg，最大潜水深度4500m，最大航速7.4km/h（不考虑海水密度变化，密度取1.0103kg/m3，g取10N/kg
3、）。甲 （1）假设“金枪鱼”上有面积为20cm2的探测窗口，当它由海水中2000m处下潜至最大潜水深度处，问该探测窗口承受海水的压力增加了多少？（2）“金枪鱼”搜寻任务完成后，变为自重时恰能静止漂浮在海面上，此时露出海面体积为多大？（3）若上述漂浮在海面的“金枪鱼”，由起重装置将其匀速竖直吊离海面。起重装置拉力的功率随时间变化的图象如上图乙所示，图中P3=3P1。求t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力（不考虑水的阻力）。A甲卷扬机F1B乙卷扬机F2图20M1M24（2014年北京市）用如图20甲所示的滑轮组提升水中的物体M1，动滑轮A所受重力为G1，物体M1完全在水面下以速度v匀速竖直上升的过程
4、中，卷扬机加在绳子自由端的拉力为F1，拉力F1做功的功率为P1，滑轮组的机械效率为；为了提高滑轮组的机械效率，用所受重力为G2的动滑轮B替换动滑轮A，如图20乙所示，用替换动滑轮后的滑轮组提升水中的物体M2，物体M2完全在水面下以相同的速度v匀速竖直上升的过程中，卷扬机加在绳子自由端的拉力为F2，拉力F2做功的功率为P2，滑轮组的机械效率为。已知：G1G2=30N，=5%，M1、M2两物体的质量相等，体积V均为410-2m3，g取10N/kg，绳重、轮及轴的摩擦及水的阻力均可忽略不计。世纪教育网求：（1）物体M1受到的浮力F浮； （2）拉力F1及F2之比；来源:世纪教育网（3）物体M1受到的重
5、力G。5（4分）（2014广安）如图所示，一个圆柱形容器的底面积是10dm2，装入一定量的水现将一个方木块放入容器中，木块漂浮在水面上，水未溢出，木块浸入水中的体积是6dm3，这时水的深度为8dm（g取10N/kg，p水=1.0103kg/m3）求：（1）木块受到的浮力是多大？（2）放入木块后，容器底部受到水的压力是多大？6（昆明市2014年）(6分)如图l5所示，一个半径为r的实心球体处于某种液体中，球体最上端距离液面的距离为h，求液体对球体向下的压力。(已知液体的密度为 ，球体的体积为)7（3分）（2014呼和浩特）如图所示，有一实心长方体，悬浮在水和水银的界面上，浸在水中和水银中的体积之
6、比为3：1，已知水的密度为1.0103kg/m3，水银的密度为13.6103kg/m3求：（1）该物体在水中和水银中所受到浮力之比；（2）该物体在水中所受到浮力及物体重力之比；（3）该物体的密度8（2014年广东省广州市）（10分）（2014广州）悬浮在海水中的潜艇排开海水的质量为3106kg（g取10N/kg，海水的密度取1103kg/m3）（1）在如图上面画出潜艇的受力示意图（以点代替潜艇）（2）潜艇排开海水的体积是多少？（3）潜艇所受浮力多大？（4）潜艇所受重力多大？9.(6分)建设中的港珠澳大桥由桥梁和海底隧道组成，隧道由一节一节用钢筋混凝土做成的空心沉管连接而成，如图23所示，建造隧
7、道时，先将沉管两端密封，如同一个巨大的长方体空心箱子，然后让其漂浮在海面上，再用船将密封沉管拖到预定海面上，向其内部灌水使之沉入海底。设某一节密封长方形沉管的长、宽、高分别是180m，35m，10m，总质量为6107kg（海水密度取1.0103kg/m3,g取10N/kg）2-1-c-n-j-y(1) 漂浮在海面上的密封沉管，在灌水前受到的浮力F浮=_ N(2) 在对密封沉管灌水使其下沉过程中，其下表面受到海水的压强大小将_,当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时，注入的海水至少为_kg,此时其下表面受到海水的压力等于_N(3) 当密封沉管灌水下沉到海底后，将其下半部分埋入海底的泥沙中，再将灌
8、入其中的海水全部抽出，此时空心密封沉管不会再上浮，请用浮力的知识来解释其原因。答：_10（6分）（2014湖北）一个底面积为10m2的圆柱状容器，装有适量的水，现在将一个体积为20m3、密度为0.8103kg/m3的物体A放入其中，最终物体A漂浮于水面上则：（1）物体A所受到的浮力是多少？（2）如图所示，若将画斜线部分截取下来并取出（其体积为浸入水中体积的一半），则取出的那部分物体的质量是多少？（3）待剩余部分再次静止后，容器底部受到压强减小了多少？（g=10N/kg）11（6分）（2014衡阳）在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数是7.4N，当把零件浸没在密度为0.8103kg/m3的油中时
9、，弹簧测力计的示数是6.6N，求：（1）金属零件所受浮力为多少？（2）金属零件的体积为多少？（3）金属零件的密度为多少？12（10分）（2014广西）如图甲所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上端连有一边长为0.1m的正方体物块A，当容器中水的深度为20cm时，物块A有的体积露出水面，此时弹簧恰好处于自然伸长状态（水=1.0103kg/m3，g取10N/kg）求：（1）物块A受到的浮力；（2）物块A的密度；（3）往容器缓慢加水（水未溢出）至物块A恰好浸没时水对容器底部压强的增加量p（整个过程中弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量关系如图乙所示）13（6分）（2014黔东南州）如图甲所示，石料在钢绳拉力
10、的作用下从水面上方以恒定的速度下降，直至全部没入水中，如图乙所示是钢绳拉力随时间t变化的图象，若不计水的阻力（g=10N/kg，水=1.0103kg/m3），求：（1）石料全部没入水中时受到的浮力是多少？（2）石料的体积是多少？（3）石料的密度是多少？14（6分）（2014绥化）如图所示，将边长为10cm的正方形物块，放盛有水的水槽内，待物块静止时，其下表面距 水面6cm求：（1）物块受到水的浮力大小；（2）取出物块，把一冰块放入水中，冰块也漂浮在水面上，待冰块全部熔化后，水面高度会发生怎样的变化？说明理由15（6分）（2014巴中）一边长为10cm，密度为0.6g/m3的正方体木块，用细线置
11、于容器的水中，如图所示，求：（1）木块所受的浮力大小？（2）细线的拉力大小？（3）细线剪断后，木块静止时，木块下方所受到水的压强是多大？16（7分）（2014赤峰）如图所示，一艘排水量100吨的货船，船上装有质量为8吨的货物A，货物A的底面积为5m2（货物A地面及船完全接触）求：（1）该船满载时受到的浮力；（2）货物A对船的压强；（3）将货物A从船上卸下后，船排开水的体积减少多少？（水=1.0103kg/m3 g=10N/kg）答案：题19图1.（1）5107N；（2）2106Pa；（3）2.4106N。2.乙3（1）海面下2000m处的压强为： p1gh11.0103kg/m310N/kg2
12、000m=2107Pa 下潜至最大潜水深度处压强为：p2gh21.0103kg/m310N/kg4500m=4.5107Pa增加的压强为：pp2p14.5107Pa2107Pa2.5107Pa 由FpS得探测窗口承受海水的压力增加： F=pS=2.5107Pa2010-4m2 =5104N （2）由于“金枪鱼”搜寻任务完成后，静止漂浮在海面上，所以有F浮G。又由F浮V排g，Gmg ，得V排gmg 0.75m3 露出海面体积为 ：V露=VV排=1m30.75m3 =0.25m3 （3）由于起重装置吊起“金枪鱼”是匀速竖直离海面，所以速度保持不变即v1v3，由PFv，得P1F1v1，P3F3v3，
13、又P33P1 ，所以有F3=3F1， 在t3时刻“金枪鱼”离开水面，由图像分析知，此时起重装置对“金枪鱼”的拉力等于“金枪鱼”的重力，即F3=mg 所以t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力：F1=2500N 4解：（1）F浮=水gV排 =1103kg/m310N/kg410-2m3=400N 图42F1F浮G1G甲2F2F浮G2G乙 （2）P=F P1= F1绳=2 F1 P2= F2绳 =2 F2 （3）在匀速提升水中物体M1的过程中，以动滑轮A和物体M1为研究对象，受力分析如图4甲所示；在匀速提升水中物体M2的过程中，以动滑轮B和物体M2为研究对象，受力分析如图4乙所示。由图4可知： 2F1
14、+ F浮=G+G1 2F2+ F浮=G+G2 G1G2=30N 由得：F1F2=15N 由解得：F1=240N F2=225N h2-h1=5%=5% =5% G=760N 5解：（1）V排=V=6dm3=6103m3，F浮=水gV排=1000kg/m310N/kg6103m3=60N（2）h=8dm=0.8m，则水对容器底的压强：p=gh=1000kg/m310N/kg0.8m=8103PaF=pS=8103Pa10102m2=800N；答：（1）木块受到的浮力是60N；（2）放入木块后，容器底部受到水的压力是800N 6.77.解：（1）根据阿基米德原理，该物体在水中和水银中所受到浮力之比
15、为：=；（2）该物体受到重力和在水中和水银中受到的浮力的作用：F1+F2=G；=在水中所受到浮力及物体重力之比为：=；（3）F1+F2=G+=物gV物；该物体的密度为：物=103kg/m3+13.6103kg/m3=4.15103kg/m3；答：（1）该物体在水中和水银中所受到浮力之比为；（2）该物体在水中所受到浮力及物体重力之比为；（3）该物体的密度为4.15103kg/m38解：（1）悬浮时受到的重力等于浮力，如图：（2）根据=得：V=3103m3；（3）根据基米德原理：F浮=G排=m排g=3106kg10N/kg=3107N；（4）悬浮时浮力等于重力：F浮=G=3107N；故答案为：（1
16、）如上图；（2）潜艇排开海水的体积是3103m3；（3）潜艇所受浮力为3107N；（4）潜艇所受重力为3107N9、（6分）（1）6108 （2分） （2）增大；3106；6.3108 （每空1分） （3）此时密封固管的下表面没有及海水接触，不再受到海水向上的压强，向上的压力为零，所以密封沉管不会再上浮。10.解（1）由=得：物体A的质量mA=AVA=0.8103kg/m320m3=1.6104kg，则GA=mAg=1.6104kg10N/kg=1.6105N物体A漂浮于水面上，F浮=GA=1.6105N（2）由F浮=水gV排得：V排=16m3，取出的那部分物体的体积V=V排=16m3=8m3
17、，由=得质量：m=AV=0.8103kg/m38m3=6.4103kg，（3）根据取出的那部分物体的重力G=mg=6.4103kg10N/kg=6.4104NF=G=6.4104N，p=6400Pa答：（1）物体A所受到的浮力是1.6105N（2）取出的那部分物体的质量是6.4103kg（3）待剩余部分再次静止后，容器底部受到压强减小了6400Pa11.解：（1）零件所受的浮力F浮=GF示=7.4N6.6N=0.8N，（2）把零件浸没在油中，由F浮=油gV排得：V=V排=1104m3；（3）金属零件的密度=7.4103kg/m3；答：（1）零件受到的浮力为0.8N；（2）金属零件的体积为110
18、4m3；（3）该金属零件的密度为7.4103kg/m3（1）物块A受到的浮力；（2）物块A的密度；（3）往容器缓慢加水（水未溢出）至物块A恰好浸没时水对容器底部压强的增加量p（整个过程中弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量关系如图乙所示）12.解：（1）物块A体积为V=（0.1m）3=0.001m3，则V排=VV露=VV=V=0.001m3=6104m3，F浮=水gV排=1103kg/m310N/kg6104m3=6N； （2）弹簧恰好处于自然状态时没有发生形变F浮=G，水gV排=物gV，物=水=1103kg/m3=0.6103kg/m3；（3）物块A刚好完全浸没水中F1=F浮G=水gV物gV=110
19、3kg/m310N/kg103m30.6103kg/m310N/kg103m3=4N； 由图乙可知：此时弹簧伸长了2cm，假设水面不动（即不加水），弹簧伸长2cm，木块向上运动2cm，水面距底部距离为20cm+2cm=22cm由于将水加至木块A刚好完全浸没水中，水面再升高的高度h=10cm10cm=4cm水面升高的高度h=22cm+4cm20cm=6cm=0.06mp=水gh=1103kg/m310N/kg0.06m=600Pa答：（1）物块A受到的浮力为6N；（2）物块A的密度为0.6103kg/m3；（3）往容器缓慢加水（水未溢出）至物块A恰好浸没时水对容器底部压强的增加量p为600Pa1
20、3解：（1）由图乙所示图形学可知，当石块没有浸入水中时，拉力等于重力，即：F=G=1400N，石料的质量：m石=140kg，当石块全浸入后，拉力等于重力减去浮力，F浮=GF=1400N900N=500N；（2）根据阿基米德原理，F浮=水gV排，得：V排=5102m3，因为石料完全浸没，石料的体积：V石=V排=5102m3；（3）石料的密度：石=2.8103kgm3答：（1）石料浸没水中时受到的浮力为500N；（2）石料的体积为5102m3；（3）石料的密度是2.8103kgm314解：（1）物块静止时，其下表面距水面6cm，说明物体没有全部浸入水中，漂浮在水面上，根据浮力产生的原因可知，物体受
21、的浮力等于物体下表面受到的压力下表面受的压强p=gh=1103kg/m310N/kg0.06m=600Pa，来源:学科网物体底面积S=10cm10cm=100cm2=0.01m2，p=，物体受的浮力F浮=F=pS=600Pa0.01m2=6N；（2）冰漂浮于水面上，F浮=水gV排=G冰，又冰熔化成水后，其质量不变，重力不变，G水=水gV水=G冰，由可得：水gV排=水gV水，V排=V水，即：冰熔化为水的体积等于冰排开水的体积冰块全部熔化后，水面高度不会发生变化答：（1）物块受到水的浮力为6N；（2）冰块全部熔化后，水面高度不会发生变化；冰熔化为水的体积等于冰排开水的体积15解：（1）木块完全浸没
22、，V排=V=（10cm）3=1000cm3=1103m3，F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg1103m3=10N，（2）G木=mg=Vg=0.6103kg/m31103m310N/kg=6NF浮=F拉+G，绳子对木块的拉力：F拉=F浮G=10N6N=4N；（3）木块漂浮在水面上：F浮=G木=6N；浮力是液体对物体上下表面的压力差，所以下表面的压力F=F浮=6N，下表面的压强p=600Pa答：（1）木块所受的浮力为10N；（2）绳子对木块的拉力为4N；（3）细线剪断后，木块静止时，木块下方所受到水的压强是600Pa16.解：（1）船满载时受到的浮力：F浮=G排=m排g=100103kg10N/kg=106N；（2）货物A对船的压力：F=GA=8103kg10N/kg=8104N，A货物对船的压强：p=1.6104Pa；（3）因为船始终处于漂浮状态，所以将货物A从船上卸下后，船减小的浮力等于货物A的重力；即F减少=GA水gV减少=mAgV减少=8m3答：（1）该船满载时受到的浮力为106N；（2）货物A对船的压强为1.6104Pa；（3）将货物A从船上卸下后，船排开水的体积减少了8m3第 8 页