專題訓(xùn)練  浮力綜合計算 1．如圖甲，將一重為8 N的物體A放在裝有適量水的杯中，物體A漂浮于水面，浸入水中的體積占總體積的，此時水面到杯底的距離為20 cm。g取10 N/kg，求：（1）甲圖中物體A受到的浮力及容器底部受到的壓強。（2）物體A的密度。2．“蛟龍?zhí)?/span>”是我國首臺自主設(shè)計、自主集成研制、世界上下潛最深的作業(yè)型深海載人潛水器。“蛟龍?zhí)?/span>”體積約為30m3，空載時質(zhì)量約為22t，最大荷載240kg。（1）“蛟龍?zhí)?/span>”空載漂浮在水面時受到的浮力為多大？（2）若“蛟龍?zhí)?/span>”某次滿載時下沉是采用注水方式實現(xiàn)的，則至少注入多少m3的水？（海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）3．邊長為10cm、質(zhì)量為0.5kg的正方體木塊漂浮在水面上，如圖甲所示，已知ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg；（1）求木塊漂浮時，底部受到水的壓力。（2）求木塊漂浮時，浸在水中的體積。（3）把棱長為5cm的正方體金屬塊輕輕放在正方體木塊的上表面中央，靜止后金屬塊上表面恰好與水面相平，如圖乙所示，求此時金屬塊對木塊的壓強。4.如圖甲所示，在水平地面上有一個裝有水的圓柱形容器(水的深度不變)，一物體浸沒在容器底部(非密合)，現(xiàn)用彈簧測力計將物體緩慢拉出。彈簧測力計的示數(shù)為F，物體下表面距容器底的距離為h，F與h的關(guān)系如圖乙所示，求：(g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)甲              乙(1)物體浸沒在水中所受的浮力。(2)物體的密度。(3)物體上表面剛出水面時，水對下表面產(chǎn)生的壓強。5．一個圓柱形杯身的杯子，裝12cm高的水密封后（杯子厚度忽略不計）放在水平桌面上，如圖甲所示．再將杯子分別倒置在盛有水和某種液體的容器中，靜止后杯子內(nèi)外液面高度差如圖乙和圖丙所示．（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：（1）圖甲中杯底受到水的壓強．（2）圖丙中某種液體的密度．（3）如果杯子自身質(zhì)量為80g，則杯內(nèi)水的質(zhì)量．6．麻省理工學(xué)院的研究人員研發(fā)出一款機器魚。該機器魚重16N，體積為1.28×10-3m3，用鋰聚合物電池提供動力，續(xù)航時間可達40分鐘。該機器魚的浮力控制單元是一個圓柱體結(jié)構(gòu)，通過壓縮和解壓空氣，來實時調(diào)整機器魚的密度，從而改變浮力，從而改變浮力，來保持在所需要的水深。由于機器魚有了自己的“鰾”，能實現(xiàn)水深0~18m內(nèi)的控制。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）（1）機器魚在某一深度進行以0.25m/s的速度續(xù)航測試，請計算該機器能游動的最大距離？（2）機器魚下潛至水下15m時受到水壓強是多少？（3）在某次豎直下潛的測試中，機器魚通過浮力控制單元使其自身的平均密度后，剛好能勻速豎直下沉，求此時受到浮力為多少？受到水的阻力是多少？17.物塊P與金屬球Q用細線連接，一起放入裝有一定質(zhì)量水的柱狀容器內(nèi)，二者恰好懸浮，如圖甲所示，此時柱狀容器中水的深度為23 cm；物塊P重1 N、體積為1.25×10－4 m3(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g＝10 N/kg)。求：(1)圖甲中水對容器底部的壓強。(2)圖甲中物塊P所受浮力的大小。(3)若剪斷細線，物塊P上浮，金屬球Q下沉，待穩(wěn)定后，物塊P漂浮于水面，如圖乙所示，則此時物塊P露出水面的體積。8．中國研制的“鯤龍”AG600是目前世界上最大的水陸兩棲飛機，可用于森林滅火、水上救援等，其有關(guān)參數(shù)如表所示。在某次測試中，飛機在水面以12m/s的速度沿直線勻速行駛，此時阻力是重力的0.1倍。（水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：“鯤龍”AG600有關(guān)參數(shù)最大起飛質(zhì)量53.5t最大巡航速度500km/h最大航行時間12h最大航行路程4500km（1）飛機以最大巡航速度飛行4000km所用的時間；（2）飛機在水面勻速行駛時，水平動力（推力）的大小；（3）達最大起飛質(zhì)量時的飛機關(guān)閉動力系統(tǒng)靜止在水面上，飛機受到的浮力及排開水的體積。9．海冰723破冰船是中國自主研發(fā)的第二艘新型破冰船，它滿載排水量為5000t。該船可連續(xù)破除1米厚的冰層，且破冰時的最大航速為1m/s。在普通海域航行最大速度為36km/h。主要承擔以黃渤海海域為主的冰情調(diào)查和破冰，對冰區(qū)被困船舶，人員進行搜救、以及電子試驗保障、巡邏、警戒、護航等任務(wù)。求：（1）破冰船的滿載時所受的浮力是多少？（g取10N/kg）（2）破冰時，船頭的一部分壓在冰面上，利用巨大的壓強使冰層破裂，若船頭壓在冰面上的受力面積是10m2，冰面受到的壓力是破冰船滿載時總重的0.1倍，船對冰面的壓強；（3）若破冰船在1m厚的冰層破冰時，以最大航速前進時的功率為1.5×107W，則此時破冰船的牽引力。10．如圖為中國新一代通用型導(dǎo)彈驅(qū)逐艦169 號（武漢艦），它是 052B 型導(dǎo)彈驅(qū)逐艦。其滿載時的排水量約為7×10 3t，當驅(qū)逐艦以20m/s 的速度勻速直線航行時，受到的阻力是自身總重力的0.01倍。海水密度近似取 1×10 3 kg/m3，g=10N/kg。求：（1）船底在水面下3m 深處，船底受到的海水的壓強p；（2）驅(qū)逐艦滿載時，受到的浮力F浮；（3）驅(qū)逐艦滿載時，排開海水的體積V排；（4）驅(qū)逐艦滿載時以20m/s的速度勻速航行，驅(qū)逐艦的功率P。11．如圖所示，輕質(zhì)薄壁柱形溢水杯甲和柱形容器乙（質(zhì)量均不計）放在水平桌面上，溢水杯甲和容器乙的底面積分別為2×10-2m2和1×10-2m2。在溢水杯甲中注入水直到與溢水口相平，此時水的深度為0.2m，將一個質(zhì)量為3kg密度為3.0×103kg/m3的實心金屬球用細線系著輕輕的浸沒在溢水杯甲中后放手，水通過溢水口流入柱形容器乙中（乙容器中水未溢出）。求：（1）放入金屬球前溢水杯甲底部受到水的壓強；（2）金屬球受到的浮力；（3）放入金屬球放手后溢水杯甲對水平桌面的壓強與容器乙中水對容器底部的壓強之比。12．工人師傅利用汽車作為動力，從水中打撈一個正方體物件，繩子通過定滑輪，一端系著物件，另一端拴在汽車上，如圖甲所示。汽車拉著物件勻速上升，已知汽車對繩子的拉力F與物件底面距離水底的高度h的變化關(guān)系如圖乙所示。（繩子的體積、繩重及摩擦均忽略不計，，）。求：（1）物件浸沒在水中時，受到的浮力為多大；（2）該物件的密度；（3）物件上表面恰好到達水面時，下表面受到水的壓強為多少。   參考答案1．（1）8N，2000 Pa；（2）0.8×103 kg/m32．（1）220000N（2）7.76m33．（1）5N；（2）0.0005m3；（3）2000Pa4．(1)由圖乙可知，物體的重力G物＝12 N，物體浸沒時，所受拉力F＝4 N物體浸沒在水中所受的浮力：F浮＝G物－F＝12 N－4 N＝8 N(2)由阿基米德原理可知，物體的體積：V物＝V排＝＝＝8×10－4 m3物體的質(zhì)量：m物＝＝＝1.2 kg物體的密度：ρ物＝＝＝1.5×103 kg/m3(3)由圖乙可知，物體的高度h物＝8 cm－5 cm＝3 cm＝0.03 m，所以物體上表面剛出水面時，下表面所處的深度為h＝h物＝0.03 m水對下表面產(chǎn)生的壓強：p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.03 m＝300 Pa5．（1）1200Pa（2）0.8×103kg/m3（3）240g（0.24kg）6．（1）600m；（2）1.5×105；（3）12.8N；3.2N7．(1)容器底部水深：h＝0.23 mp＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.23 m＝2.3×103Pa(2)物塊P浸沒在水中，V排＝VP＝1.25×10－4 m3由阿基米德原理知：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1.25×10－4 m3＝1.25 N(3)因為物塊P漂浮于水面，由二力平衡知：F浮′＝G＝1 N由F浮＝ρgV知：V排′＝＝＝1×10－4 m3則物塊P露出水面的體積：V露＝VP－V排′＝1.25×10－4 m3－1×10－4 m3＝2.5×10－5 m38．（1）8h；（2）；（3），9．（1）5×107N；（2）5×105Pa；（3）1.5×106N10．（1）；（2）；（3）；（4）11．（1）2×103Pa；（2）10N；（3）3∶112．（1）1250N；（2）2×103kg/m3；（3）5×103Pa

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