浮力計算題-含答案

1、1我國首臺自主設計、自主集成的“蛟龍”號載人潛水器，設計最大下潛深度為7000米已順利完成5000米級海試主要任務（海水密度取1×103kg/m3，g取10N/kg）（1）若“蛟龍”號以0.6m/s的平均速度下潛100min時，下潛深度是多少？（2）當“蛟龍”號排開海水的體積為30m3時，受到的浮力多大？（3）當“蛟龍”號下潛至5000m深度時，其殼體受到海水的壓強多大？【答案】（1）若“蛟龍”號以0.6m/s的平均速度下潛100min時，下潛深度是3600m；（2）當“蛟龍”號排開海水的體積為30m3時，受到的浮力為3×105N；（3）當“蛟龍”號下潛至5000m深度時，

2、其殼體受到海水的壓強為5×107Pa【解析】試題分析：（1）知道下潛速度和時間，利用s=vt求下潛深度；（2）當潛水器下潛時，知道排開海水的體積，根據(jù)阿基米德原理F=G排=液gV排求出所受的浮力；（3）已知下潛的深度和海水的密度，根據(jù)p=gh求出潛水器殼體受到的海水的壓強解：（1）h=vt=0.6m/s×100×60s=3600m；（2）F浮=G排=海水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×30m3=3×105N；（3）p=海水gh=1×103kg/m3×10N/kg×5000m=5

3、15;107Pa答：（1）若“蛟龍”號以0.6m/s的平均速度下潛100min時，下潛深度是3600m；（2）當“蛟龍”號排開海水的體積為30m3時，受到的浮力為3×105N；（3）當“蛟龍”號下潛至5000m深度時，其殼體受到海水的壓強為5×107Pa【點評】本題考查了速度公式、液體壓強、阿基米德原理的掌握和運用，關鍵是公式的應用，是一道較為簡單的計算題3（6分）在彈簧測力計下懸掛一個金屬零件，示數(shù)是7.4N，當把零件浸沒在密度為0.8×103kg/m3的油中時，彈簧測力計的示數(shù)是6.6N，求：（1）金屬零件所受浮力為多少？（2）金屬零件的體積為多少？（3）金屬

4、零件的密度為多少？【答案】（1）零件受到的浮力為0.8N；（2）金屬零件的體積為1×104m3；（3）該金屬零件的密度為7.4×103kg/m3【解析】試題分析：（1）零件所受的浮力F浮=GF示=7.4N6.6N=0.8N，（2）把零件浸沒在油中，由F浮=油gV排得：1×104m3；（3）金屬零件的質(zhì)量，金屬零件的密度；答：（1）零件受到的浮力為0.8N；（2）金屬零件的體積為1×104m3；（3）該金屬零件的密度為7.4×103kg/m3 考點： 密度的計算、浮力的計算4（9分）小宇和同學們做了下面幾個力學實驗，請你和他們共同完成下列實驗過程

5、（g=10N/kg）：（1）在“探究浮力的大小與哪些因素有關”時，小宇使用的是如圖甲所示的實驗裝置，實驗結(jié)束后，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制了彈簧測力計的示數(shù)F與物體A的下表面浸入水中的深度h的關系圖象（如圖乙），根據(jù)圖象回答下列問題：物體A浸沒在水中之前，彈簧測力計的示數(shù)隨A的下表面浸入水中深度的增加而減小，說明浮力與 （選填“物體體積”或“排開液體體積”）有關物體A浸沒在水中后，所受的浮力為 N，且保持不變，說明浸沒在水中的物體所受的浮力與它浸沒在水中的深度 （選填“有關”或“無關”）物體A的密度為 kg/m3物體A下表面所受液體壓強P與其浸入水中深度h的關系圖象應該是丙圖中的 （2）小宇和同學們采用

6、如下方法測量B液體的密度，請你將實驗數(shù)據(jù)補充完整；用天平測出燒杯和B液體的總質(zhì)量為150.4g；將B液體倒入量筒中一部分，讀出體積為10mL；測量燒杯和剩余B液體的總質(zhì)量時，天平平衡后，砝碼和游碼在標尺上所對的刻度值如圖丁，質(zhì)量為 g，則B液體的密度為 g/cm3（3）小宇將彈簧測力計掛著的物體A浸沒在B液體中，此時彈簧測力計的示數(shù) （選填“大于”、“小于”或“等于”）物體A浸沒在水中時彈簧測力計的示數(shù)，說明浸在液體中的物體受到的浮力還與 有關【答案】（1）排開液體的體積；1；無關；1.2×103；D；（2）139.4；1.1；（3）小于；液體的密度【解析】試題分析：（1）物體A浸沒

7、在水中之前，浸入水中深度越大排開水的體積越大，彈簧測力計的示數(shù)減小，這說明物體受到的浮力的大小與排開液體體積有關；由圖乙可知，h=0時彈簧測力計的示數(shù)即為物體A的重力GA=1.2N，h=5cm時物體完全浸沒彈簧測力計的示數(shù)F=0.2N，則物體A浸沒在水中后所受的浮力F浮=GAF=1.2N0.2N=1N；物體A浸沒在水中后，受到的浮力不變，說明浸沒在水中的物體所受的浮力與它浸沒在水中的深度無關；因物體A完全浸沒在水中，所以，由F浮=gV排可得，物體A的體積：VA=V排=10-4m3，則物體A的質(zhì)量由p=gh可知，物體A下表面所受液體壓強p隨其浸入水中深度h的增大而增大，且p與h成正比，選項中D符

8、合；（2）由圖丁可知，燒杯和剩余B液體的總質(zhì)量m剩=100g+20g+10g+5g+4.4g=139.4g，倒出液體的質(zhì)量：mB=mm剩=150.4g139.4g=11g，倒出液體B的體積：VB=10ml=10cm3，液體B的密度：（3）將彈簧測力計掛著的物體A浸沒在B液體中時，物體A受到B液體的浮力：因B液體的密度大于水的密度，物體浸沒在水中與浸沒在B液體時排開液體的體積相同，由可知F浮F浮，由F浮=GF可知，此時彈簧測力計的示數(shù)小于物體A浸沒在水中時彈簧測力計的示數(shù)，說明浸在液體中的物體受到的浮力還與液體的密度有關考點： 影響浮力大小的因素、液體密度的測量52013年6月1日，由武漢造船廠

9、制造的“中國海監(jiān)5001”在江蘇南通交付使用（如圖），它是目前我國最先進的海洋公務執(zhí)法船。其部分技術參數(shù)如下表（計算時取g =10N/kg，海水密度海水=1.0×103kg/m3）。船名中國海監(jiān)5001型號船長88m×型寬12m×型深5.6m滿載排水量1500t巡航速度36km/h求：（1)海監(jiān)船連續(xù)巡航5h，通過的路程是多少km？（2分）（2）海監(jiān)船在某海域巡航時，船底在海水中的深度達到3.0m，求船底受到的海水壓強是多少？（2分）（3）海監(jiān)船滿載時受到的浮力是多少N？（2分）【答案】（1）180km （2）3.0×104Pa （3）1.5×

10、107N【解析】（1）欲求路程，由表中可知其速度，又知道時間，根據(jù)速度的變形公式即可求出路程；（2）欲求海水對船底的壓強，根據(jù)公式p=液gh可知，已知海水的密度，深度，則可直接求出；（3）由于表中已知船的排水量，即船滿載時排開水的質(zhì)量，故可求船滿載時排開水的重力，即浮力。解：（1）根據(jù)v=，海監(jiān)船通過的路程s=vt=36km/h×5h=180km；（2）船底受到的壓強p=液gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3.0m=3.0×104Pa；（3）根據(jù)阿基米德原理，海監(jiān)船受到的浮力F浮=G排液=m排液g=1500×103kg&#

11、215;10N/kg=1.5×107N。6日照是個美麗的海濱城市，這里有“藍天、碧海、金沙灘”；每年夏天有很多的中外游客慕名前來觀光游玩，如圖是可供游客在海上游玩時的一種旅游觀光艇，此觀光艇的質(zhì)量為900kg，在海上航行的最大速度為36km/h，最多可載的游客數(shù)量為20人，如果海水的密度取1.0×103kg/m3，g=10N/kg，求（1）觀光艇以最大航速行駛2小時的路程是多少米？（2）該觀光艇在水面下50cm深處有一個面積為20cm2的小零件，求小零件受到的海水的壓力是多少？（3）假設每位乘客的平均質(zhì)量為60kg，觀光艇滿載乘客時，此時浸入水中的體積多大？【答案】（1）7

12、.2×104m；(1分)（21）10N(1分)（3）2.1m3(1分)【解析】考點：速度公式及其應用；壓力及重力與壓力的區(qū)別；液體的壓強的計算；阿基米德原理分析：（1）已知路程與最大航速，由速度公式的變形公式s=vt可以求出2h的路程（2）利用p=gh求出小零件受到的海水的壓強，再利用求得小零件受到的海水的壓力（3）知道觀光艇的質(zhì)量，求出總質(zhì)量，利用重力公式求人艇總重，再利用漂浮條件求觀光艇滿載乘客時，所受水的浮力，再利用F浮=gV排求出浸入水中的體積本題考查了學生對速度公式、重力公式、漂浮條件的掌握和運用，是一道力學綜合計算題要求靈活運用所學公式及其變形公式求解答：（1） 觀光艇運

13、動的路程為s=vt=36km/h ×2h=72km=7.2×104m；(1分) (2)小零件受到海水的壓強為p=gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa；(1分)零件受到的海水的壓力 F=pS=5×103Pa×20×10-4m2=10N(1分)（3）觀光艇滿載時的總重力為G總=m總g=（60×20+900）kg×10N/kg=2.1×104N；(1分) 觀光艇滿載時受到的浮力為F浮=G總=2.1×104N；(1分)滿載時浸入的體積為V排

14、= F浮 /g=2.1×104N；/1.0×103kg/m3×10N/kg=2.1m3(1分)7如圖所示，容器中裝有水，水中有一個木塊被細線系著，已知水重200N，水深為0.5m，木塊的體積為4dm3，木塊的密度為0.6×103kg/m3，試求：（1）水對容器底面的壓強是多少？木塊受到的浮力是多大？（2）若繩子斷了，最終木塊漂浮在水面上時，所受的浮力為多大？此時水對容器底的壓強比第（1）問中的大還是小？（g取10Nkg）【答案】（1）5×103 Pa ，40N，（2）24 N，小【解析】解： （1）對容器底的壓強P=水gh =1×10

15、3×10×0.5=5×103(Pa)木塊受到的浮力是F浮=水gV木=1×103×10×4×10-3=40（N）（2）木塊將漂浮在水面上F浮=G=木gV木 =0.6×103×10×4×10-3=24（N）因水面下降，所以水對容器底的壓強比中的小 8（8分）底面積為50cm2的平底圓柱形容器內(nèi)盛滿某種液體后，置于水平桌面中央（容器壁厚度不計）。液體的壓強與深度的關系如圖甲所示?，F(xiàn)將一個質(zhì)量為0.08kg的金屬塊A用輕質(zhì)細線懸掛在彈簧測力計下，再緩慢浸沒于容器內(nèi)的液體中，待金屬塊靜止后，擦干

16、容器外壁，彈簧測力計的示數(shù)如圖乙所示。求：圖乙圖甲P（×102Pa）h（cm）（1）液體的密度是多少？（2）金屬塊排開液體的質(zhì)量是多少？（3）剪斷細線，金屬塊下沉到容器底部，此時容器對桌面的壓強比只盛滿液體時對桌面的壓強增大了多少？【答案】（1）1×103kg/m3 （2）30g （3） 100Pa【解析】試題分析：（1）由圖甲所示圖象可知，當h=4cm=4×10-2m時，p=4×102Pa，由于p=液gh，所以，液體密度液=p/gh=4×102Pa /(10N/Kg×4×10-2m)= 1×103kg/m3；（2

17、）由圖可知，彈簧測力計的示數(shù)為0.5N，由力的平衡可知，金屬塊所受到的浮力F浮=G-F=mg-F=0.08kg×10N/Kg=0.8N-0.5N=0.3N；金屬塊排開液體的質(zhì)量是m排=F浮/g=0.3N /10N/Kg =0.03Kg=30g； （3）剪斷細線，金屬塊下沉到容器底部，此時容器對桌面的壓力增加了0.5N由于是圓柱形容器，所以，壓強比只盛滿液體時對桌面的增大p=F/S=0.5N /0.005m2=100Pa考點：稱重法測浮力；阿基米德原理；壓強9如圖所示，在臺秤上放一個容器，容器內(nèi)盛有適量水，彈簧秤下懸掛一個邊長為10cm的正方體金屬塊，金屬塊的密度為3×103

18、kg/m3（1）金屬塊的重力（2）用彈簧測力計拉著金屬塊緩慢地下降，當金屬塊浸入水中4cm而未觸及容器底部時，彈簧秤的示數(shù)為多少？（3）金屬塊緩慢下降直至浸沒但未觸及容器底部的過程中，臺秤示數(shù)是如何變化的？（整個過程中水不溢出）【答案】（1）金屬塊的重力為30N（2）彈簧秤的示數(shù)為26N；（3）臺秤的示數(shù)先增大后不變【解析】試題分析：（1）已知金屬塊的邊長可求得其體積，再利用密度公式變形可求得其質(zhì)量，然后可知其重力；（2）求得當金屬塊浸入水中4cm時排開水的體積，根據(jù)阿基米德原理求出金屬塊受到的浮力，利用稱重法求出彈簧測力計的示數(shù)；（3）分別對金屬塊、燒杯及水受力分析，根據(jù)力的平衡條件得出彈簧

19、測力計示數(shù)和臺秤示數(shù)的表達式，再根據(jù)阿基米德原理即可判斷金屬塊逐漸浸入臺秤上盛有水的燒杯中、直至沒入水中兩者示數(shù)的變化解：（1）V=10cm×10cm×10cm=1000cm3=1×103m3，由=可得m=V=3×103kg/m3×1×103m3=3kg，則重力G=mg=3kg×10N/kg=30N，（2）金屬塊排開水的體積：V排=10cm×10cm×4cm=400cm3=4×104m3，金屬塊受到的浮力：F浮=水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4&

20、#215;104m3=4N，F(xiàn)浮=GF，彈簧測力計的示數(shù)：F=GF浮=mgF浮=30N4N=26N；（3）對金屬塊受力分析可知：金屬塊受豎直向下的重力、豎直向上彈簧測力計的拉力和浮力，由平衡條件得：G金屬=F+F浮，F(xiàn)=G金屬F浮，在金屬塊完全浸沒前，V排逐漸增大，F(xiàn)浮逐漸增大，彈簧測力計的示數(shù)F逐漸減小對燒杯及水受力分析可知：受燒杯及水豎直向下的重力，金屬鋁塊向下的壓力F壓=F浮，臺秤的支持力FN，由平衡條件得：臺秤的支持力FN=G+F壓，在金屬塊完全浸沒前，V排逐漸增大，F(xiàn)壓=F浮逐漸增大，F(xiàn)N逐漸變大，臺秤的示數(shù)增大當金屬塊全部浸沒V排不變，F(xiàn)壓=F浮，F(xiàn)N不變，臺秤的示數(shù)不變故整個過程中臺秤的示數(shù)先增大后不變答：（1）金屬塊的重力為30N（2）彈簧秤的示數(shù)為26N；（3）臺秤的示數(shù)先增大后不變點評：本題考查了受力分析、平衡條件、浮力公式，巧妙地選取研究對象，正確進行受力分析是解題的關鍵；受力分析時要注意整體法與隔離法的應用10小張同學在學校的綜合實踐活動中，用圓柱形容器制作了一個可以測量物體質(zhì)量的裝置