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1、专题训练1 8压强、浮力综合计算1 .在“阿基米德解开王冠之谜 的故事中，若王冠的质量为490 g,浸没在水中称时，测力计示数为4.5N。求：(1)王冠受到的重力是多少？(2)王冠浸没在水中受到的浮力是多少？(3)若王冠体积为40 c n?,它的密度是多少？2 .在“想想做做”教学活动中，老师组织学生开展了用橡皮泥进行“造船”比赛活动。要求每个学生用一块质量为6 0 g、密度为1.5x 1 0 3 kg/n?的橡皮泥造一艘小船，然后把图钉或者螺母、沙粒等当做“货物”装进去，看谁的小船装载的“货物”最多，最后是小华同学造的小船以装载了 1 0 0 g 的“货物”获胜，如图所示。求：(1)这块橡皮
2、泥直接放入水中所受到的浮力。(2)小华“造”的小船装载1 0 0 g 货物时受到的浮力。(3)根据上面的计算，说一说用钢铁造的船能浮在水面上的道理。3 .潜水艇能潜入水下，进行侦察和袭击，是一种重要的军用舰艇。某型号潜水艇体积达 2 0 0 0 1 1?,可潜入水下3 0 0 米深，问：(1)在 3 0 0 m 深的水下，潜水艇受到水的压强是多大？所受水的浮力是多少？(g=1 0 N/kg,p z x=l.O x lO g/m3)(2)潜水艇在水中上浮过程中(未露出水面)，浮力如何变化？为什么？所受压强如何变化？为什么？4.某同学用圆柱体容器制作了一个测量物体质量的装置.它的底部较重，可以竖直
3、漂浮在水面，总质量为0.2 1 kg、底面积为3 x l0-3 m 2,不放物体时，在与水面所对应位置处标为质量的“0”刻度线，如图甲.请解答下列问题：(g 取 1 0 N/kg)(1)不放物体时，该装置所受的浮力是多大？(2)如图乙所示，在该装置中放入一个体积为1.5x l()-5m 3 的物块/,它的底部在水面下的深度A=0.1 1 m.此时，该装置受到的浮力是多大？与水面所对应位置处的刻度线应标多少g?(3)物块N 的密度是多少？5.潜水艇能潜入水下航行，进行侦察和袭击，如图是某型号的潜水艇的截面图，潜水艇两侧有水舱，通过向水舱中充水或从水舱中排水来实现下沉或上浮(p 海 水=1.0 3
4、 x l()3 kg/m3；g=1 0 N/kg )(1)如果水舱没有充海水时，潜水艇的总质量为9.2 7 x 1 05kg,此时潜水艇漂浮在海面，求潜水艇排开海水的体积；(2)在某次海上演习时，若潜水艇底部某处距海面的深度为3 0 0 m,求该处受到海水的压强。6 .小 东同学有一块质量是6 0 g 的奇特的小石头，他学习了浮力的知识后，想测出这石头的密度.小东做法如下：他用细绳系住石头，把石头慢慢放入深为8 c m 的盛满水的烧杯中，直到浸没，如图所示，同时有部分水从烧杯中溢出，他用天平测出了溢出的水质量为3 0 g。请你帮他计算:(取水的密度p 成=l.O x l f P k g /m
5、3,g=1 0 N /k g)(1)小石头没有放入烧杯前，烧杯底受到水的压强是多大?(2)小石头浸没在水中时受到的浮力是多大？(3)小石头的体积有一半浸入水中时，细绳的拉力是多大?(4)小石头的密度是多大？7.如图所示，某同学在一薄壁平底玻璃管中装入沙子，管口密封，制成一个“密度计”，用来测量液体密度。己知，试管和沙子总质量为4 0 g,试管底面积为2.5 c m 2。当放入某未知密度的液体中静止时，“密度计”漂浮在液面上，浸入液体中的体积为5 0 c m 3。(提示：计算中取g=1 0 N/k g)(1)“密度计”受到的浮力是多大？(2)这种液体的密度是多大？(3)液体对“密度计”底面的压强
6、是多大？8 .如图所示，将一个体积为1.0 x i(y 3 m 3、重 6 N的木块用细线系在底面积为4 0 0 c m 2 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=1 0 N/k g)同(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？9 .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 x l()3 k
7、g/m 3,塑料球和球内气体的质量共计为1 5 k g,若某次游戏中游戏者的质量为5 5 k g,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？(3)水面下1 0 c m 深处水对塑料球的压强为多少？1 0 .上周学校购买了一批水龙头，据商家说材料是铜质的，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1.4 N。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
8、多少？商家的说法是否正确？1 1.如图所示，在木块A 上放有一铁块B,木块刚好全部浸入水中，已知：木块的体积 为 l OOcn?,木块的密度为0 木=0.6 x l()3 k g/m 3,水的密度水=1.0 x()3 k g/m 3,容器底面积为 1 00cm2.(g=1 0N/k g)求：(1)C 点受到的水压强和容器底部受到水的压力；(2)铁块的质量。参考答案1.(1)4.9 N (2)0.4 N (3)1 2.2 5 g/cm3m _ 60 xlO-3kgp 1.5xlOUg/?3=4X1O5/73F n=pgV =l.Ox 1 03k g/m3x 1 0N/k g x 4 x 1 05
9、m3=0.4 N(2)G&=G 物+G =0.1 k g x 1 0N/k g+0.06 k g x 1 ON/k g=1.6 N小船漂浮尸浮=G*=1.6 N(3)用钢铁造的船是空心的，增大了排开水的体积，从而增大了浮力。3.(1)JE p=p g h =1.0 x 1 03k g/m3x 1 ON/k g x 3 00m=3 x 1 06Pa；F i?.=p g V =l.Ox 1 03k g/m3x 1 0N/k g x 2 000m3=2 x 1 07 N(2)浮力不变。因为上浮过程，排开水的重力不变，所以浮力不变；压强减小。因为上浮过程，潜水艇在水中的深度在减小，所以压强减小4.(1
10、)解：该装置的重力为 G=m g=0.2 1 k g x l 0N/k g=2.1 N因为该装置漂浮在水面，由二力平衡条件可知F浮 i=G=2.1 N.(2)该装置排开水的体积为Kt t*=S/z =3 x l 0-3m2x 0.1 1 m=3.3 x l 0-4m3所受浮力为尸浮2=水/排 水 g=1.0 x 1 03k g/m3x 3.3 x 1 0-4m3x 1 ON/k g=3.3 N因为该装置和物块4整体漂浮在水面，由二力平衡条件可知G怂=FS7 2=3.3N.物块/的重力为 G/=G 总一G=3.3 N 2.1 N=1.2 NGA 1 .2N ICC物块 A 的质量为 mA=-=，
11、=0 12kg=120gg ION/kg与水面所对应位置处的刻度线应标为1 2 0g.(3)物块”的密度为夕 八=以=。，宴=8x 1 k g/n?V 1.5 x 1 0 m5.(1)9 00m3(2)3.09 x 1 06P a6.(1)烧杯底受到水的压强是：p=p 4;g h=l .Ox 1 03k g/m3x 1 0N/k g x 8 x 1 0_2m=8 x 1 02P a(2)小石头浸没在水中时受到的浮力：F ；?=G 物=1 1 1 排 g=3 0 x 1 0-3k g x 1 0N/k g=0.3 N(3)细绳的拉力是：F *,=G B-F ./2=m 而 g-F ；?/2=6
12、0 x 1 0-3k g x 1 ON/k g -0.3 N/2=0.4 5 N(4)小石头浸没在水中时，小石头的体积是：4-%=1.0 x 1 03 年/加 X 1 0 N/依=2-0 X10 依/7.(1)“密度计”的重力 G=m g=4 0 x l(y 3 k g x l 0N/k g=0.4 N由于“密度计”漂浮在未知液体中，浮力等于重力，所以，“密度计”受到的浮力F 1?=G=0.4 N(2)根据阿基米德原理F泞=p/g V j h 变形得这种液体密度为%=泉=前总黑记/=-8 x,3(3)方 法 1：“密度计”浸入液体中的深度h=%=5 0 而S 2.5cm2=20cm=0.2 m
13、液体对“密度计”底面的压强p=p 浓 gh=0.8x KPkg/mx 0N/kgx0.2m=l.6*103Pa方法2：“密度计”漂浮在液面上时，底面受到水的压力等于它的浮力即，F=F 浮=0.4N“密度计”底面受到水的压强为 =x 1O3 PaS 2.5xl()7 8.(1)由 F=pV 徘 g 得：Fff=1.0 xl O3kg/m3 xl.Oxl O-3m3x 1 ON/kg=1 ON(2)木块静止在水面时，由于漂浮，所以F；=G=6NV 推 =F 浮/p 水 g=6N/1.0 x 103kg/m3x 10N/kg=6.0 x 1 Om3V s=V-V=1 .Ox 10 3m3-6.0 x
14、 10-4m3=4.0 x 10 4m3(3)h 减=V 妍/S=4.0 x 10-4m3/400 x 10-4m2=0.01 m由p=p液 hg 得：p=1 .Ox 103kg/m3x0.01mx 1 ON/kg=1 OOPa9.(1)/=G=(町 +m2)g=(55左g+15Ag)xl0N/Zg=700N。Fn _700N_p水g l.Ox kg/m!kg=7x10：m3(3)p=水 g/l=l.Ox 1()3 必/加 xlON/kgxO.1/72=l.OxlO310.(1)m=0.16kgg lON/kg(2)/浮=G-G=1.6N-1.4N=0.2N(3)K=7n=-=-：空 -=2x
15、l05m3pg lxlO3kg/m xlON/kgP=m/K=0.16kg/2X 10-5m3=8X 103kg/m3V8X 103kg/m38.9X103kg/m3这批水龙头不是纯铜。11.(1)由图可知C 点的深度：/?=40cm=0.4m,则 C 点受到水的压强为：p p*g/!=1 x 103kg/m3x iON/kgxO.4m=4x 103Pa；由于C 点在容器底部，则容器底部受到水的压强与C 点的压强相等,根据p=与F可得容器底部受到水的压力：F=/?5=4x 103Pax 1 OOx 10_4m2=40N；(2)木块刚好全部浸入水中，则九*=/木=1 00cm 3=l x l()-4 m 3；则木块受到的浮力：F浮=/?木 g k 排=1 x 103kg/m3xlON/kgx 1x10 4m3=lN,木块受到的重力：G 木=木/木g=0.6x 103kg/m3x|x （）4m3X10N/kg=0.6N,因为木块和铁块的整体处于漂浮，所以，F 浮=G.&=G V G 佚，则铁块的重力：G 缺=E；?G 木=1N O.6N=O.4N,铁块的质量m铁 弋G钞 =温0 4Ng-004kg=40g。