2020浙教版科學(xué)考前刷題必備系列十一：壓強(qiáng)、浮力計(jì)算

1、2020浙教版科學(xué)考前刷題必備系列(十一)浮力與壓強(qiáng)計(jì)算(3).偉大的中華民族正在走向復(fù)興，人民海軍走向深藍(lán).2019年4月23日，為慶祝中國(guó)人民海軍成立七十周年，中國(guó)完全自主研制的055大型驅(qū)逐艦首次在山東青島公開亮相.該艦是中國(guó)第一款排水量超過萬噸的主力驅(qū)逐艦，艦長(zhǎng) 183 m、寬23 m ,滿載時(shí)吃水深度為 8 m,排水量可達(dá)12 500 t , (g取10 N/kg ,海水密 度取 p 海水=1.0X 103 kg/m3)求055驅(qū)逐艦滿載時(shí)所受的浮力；(2)求055驅(qū)逐艦滿載時(shí)，艦底受到的海水的壓強(qiáng).(3)若一架總質(zhì)量為13 t的直升機(jī)為了執(zhí)行偵察任務(wù)飛離驅(qū)逐艦，求055驅(qū)逐艦浸在水

2、里的體積減少了多少.某容器放在水平桌面上，盛有足量的水.現(xiàn)將體積為1.25X10-4 m3、質(zhì)量為0.4 kg的實(shí)心正方體放入水中，正方體不斷下沉，直到沉底，如圖所示. (已知p水= 1.0X103 kg/m3, g= 10 N/kg)求：(1)正方體受到的重力的大??；(2)正方體浸沒在水中受到的浮力的大小F?。?(3)容器底部對(duì)正方體的支持力的大小和正方體對(duì)容器底部的壓強(qiáng).如圖所示，在容器底部固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧上端連有一邊長(zhǎng)為0.1 m的正方體物塊 A,當(dāng)容器中水的深度為30 cm時(shí)，物塊A體積的3露出水面，此時(shí)彈簧恰好處于自然伸長(zhǎng)狀態(tài)(p水=1.0X 103 kg/m3 g取105N/k

3、g),求物塊A受到的浮力；(2)物塊A的密度；(3)往容器內(nèi)緩慢加水，至物塊 A剛好浸沒水中，立即停止加水，此時(shí)彈簧對(duì)物塊A的作用力F.m2,內(nèi)盛30 cm深的水.現(xiàn)將一個(gè)底 物體漂浮在水面.其浸入水中的物體最終恰好浸沒于水中靜止，如圖.圓柱形容器置于水平地面(容器重忽略不計(jì))，容器的底面積為 0.2 面積400 cm2、體積4 000 cm3的均勻?qū)嵭膱A柱體放入其中，如圖甲所示, 深度為5 cm；當(dāng)再給物體施加一個(gè)豎直向下大小不變的壓力F以后,乙所示.“水=1.0103 kg/m3, g 取 10 N/kg）則: (1)物體受到的重力是多少？(2)物體浸沒水中靜止時(shí)容器對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少？(

4、3)從物體漂浮水面到浸沒水中靜止過程中壓力F做了多少功?甲.用彈簧測(cè)力計(jì)懸掛一實(shí)心物塊，物塊下表面與水面剛好接觸，如圖甲所示.由此處勻速下放物塊，直至浸沒于水中并繼續(xù)勻速下放(物塊始終未與容器接觸).物塊下放過程中，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F與物塊下表面浸 入水中白深度h的關(guān)系如圖乙所示.求：(1)物塊完全浸沒在水中受到的浮力;(2)物塊的密度；Pa?(3)從物塊剛好浸沒水中到 h= 10 cm過程中，水對(duì)物塊下表面的壓強(qiáng)變化了多少.如圖甲，將一重為 8 N的物體A放在裝有適量水白杯中，物體 A漂浮于水面，浸入水中的體積占總體積一 4的工此時(shí)水面到杯底的距離為 20 cm ,如果將一小球 B用體積和重力

5、不計(jì)的細(xì)線系于A下方后，再輕輕放5入該杯水中，靜止時(shí) A上表面與水面剛好相平，如圖乙.已知 陽=1.8X 103 kg/m3, g= 10 N/kg.求：(1)在甲圖中杯壁上距杯底 8 cm處O點(diǎn)受到水的壓強(qiáng)；(2)甲圖中物體A受到的浮力；物體A的密度；(4)小球B的體積.卬乙.為節(jié)約水資源，公廁用的定時(shí)定量沖水裝置主要部件如圖所示，浮筒底面積為Si = 100 cm2且足夠高，略大于出水口的圓形閥門(厚度不計(jì))的表面積為S2=20 cm2,浮筒與閥門用細(xì)桿相連，不計(jì)浮筒、閥門、輕 桿的重量.通常情況下，水龍頭以滴漏形式向儲(chǔ)水桶供水，當(dāng)儲(chǔ)水罐水位上升到20 cm時(shí)，浮筒即將通過輕桿將閥門拉起沖

6、水，問即將開始沖水時(shí)(g= 10 N/kg , p水=1.0X103 kg/m3)(1)閥門所受水的壓強(qiáng) p為多少？(2)浮筒對(duì)閥門的拉力 F為多大?(3)浮筒浸入水中部分的深度 H為多少？電/筒二二二二閥門二三已x.狗拉雪橇是因紐特人冬日常用的出行方式，阿拉斯加雪橇犬因?yàn)槟秃?，耐力好而能夠勝任這一工作.現(xiàn)有一雪橇及貨物總質(zhì)量為200 kg,設(shè)雪地能承受的最大壓強(qiáng)為5 000 Pa,地面對(duì)雪橇的摩擦力為重力的0.1倍.(g=10 N/kg)(1)試求雪橇面積最小應(yīng)為多少？(2)如果每條阿拉斯加雪橇犬能提供50 N的拉力，至少需要多少只雪橇犬才能拉動(dòng)雪橇？(3)因紐特人乘雪橇行過的雪地上會(huì)形成一

7、層薄冰，請(qǐng)解釋其形成的過程.9.2019年，我國(guó)航天事業(yè)取得了世界矚目的又一項(xiàng)成就一一“玉兔二號(hào)”月球車成功登陸月球背面.圖示為科技館展廳內(nèi)“玉兔二號(hào)”月球車的模型，質(zhì)量為 36 kg.(g取10 N/kg)(1)模型車靜止在水平地面上時(shí)，它對(duì)地面的壓力為多少？1一，,，6.將該模型車靜止在月球表面時(shí)，車(2)若車輪與地面的總接觸面積為400 cm2,則車對(duì)地面的壓強(qiáng)為多少？月球?qū)λ砻娓浇奈矬w的引力為地球?qū)Φ孛娓浇晃矬w引力的 對(duì)月面的壓強(qiáng)為多少?10.如圖所示，夏天的街道上灑水車經(jīng)常出現(xiàn)，降低了街道的溫度，為市民提供更舒適的生活環(huán)境.某灑水車自重5 t,滿載時(shí)可裝5 m3的水，每個(gè)輪子

8、與地面的接觸面積為50 cm2.求(g取10 N/kg)：(1)當(dāng)灑水車滿載并以 2 m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，牽引力為1X105 N,則此時(shí)灑水車受到的摩擦力是多少？(2)灑水車以2 m/s的速度勻速行駛 5 min通過的路程是多少?(3)灑水車滿載時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少?(4)請(qǐng)用物理知識(shí)簡(jiǎn)要分析灑水車灑水時(shí)在水平路面勻速行駛一段時(shí)間后機(jī)械能的變化情況.參考答案1.解：(1)驅(qū)逐艦滿載時(shí)所受的浮力為F浮=G排=m排g= 12 500 X 103 kg X 10 N/kg = 1.25X 108 N(2)滿載時(shí)艦底受到海水的壓強(qiáng)p= p海gh = 1.0 x 103 kg/m3 x 10

9、N/kg x 8 m = 8 x 104 Pa(3)直升飛機(jī)飛離驅(qū)逐艦，055驅(qū)逐艦所受的浮力減少了Fb = G機(jī)=m機(jī)g= 13X 103kgX 10 N/kg = 1.3X105 N,由阿基米德原理 F浮=p gV非可知，055驅(qū)逐艦浸在水中的體積減小了F浮V排=1.3X 105 N1.0103 kg/m3 10 N/kg13 m3.解：(l)G=mg=0.4 kg X 10 N/kg = 4 N(2)F 浮=p水 gV 排=1.0X 103 kg/m3x 10 N/kg x 1.25X 10 4 m3= 1.25 N(3)正方體沉底，有 G = F支+F浮，可得F支=6 5浮=4 N-

10、1.25 N = 2.75 N = F 壓=5 支=2.75 NF壓 p= S2.75 N=1 100 Pa (3/1.25 x 10 4) 2 m2.解：(1)物塊 A體積為 V=(0.1 m)3= 10 3 m3 322.根據(jù)題意可得，物塊 A排開水的體積為 V排=丫一丫露=丫一丫=工丫 = * 0.001 m3=4X 10555m3物體 A受到的浮力為 F浮=p水gV排=1 X 103 kg/m3x 10 N/kg X4X10 4m3= 4 N(2)由于彈簧處于自然伸長(zhǎng)的狀態(tài)，重力等于浮力，故Ga= F浮=4 N ,GamAmA=-g-=0.4 kg,所以號(hào)度 p=-0.4 kg10 3

11、 m3= 0.4 * 103 kg/ m3(3)物塊A浸沒時(shí)受到的浮力為F浮=p水gV= 1X 103 kg/m3x 10 N/kg x 103m3= 10 N由于Ga=4 N,所以彈簧對(duì)物體 A的作用力F = F浮一Ga= 10 N-4 N = 6 N4.解：(1)物體漂浮時(shí)排開液體的體積為V排= 0.04 m2X0.05 m = 2X10 3 m3物體受到的浮力為 F 浮=p 水 gV 排=1.0X 103 kg/m3x 10 N/kg x 2X 10 3 m3=20 N物體受到的重力為 G物=5浮=20 N(2)當(dāng)物體浸沒時(shí)，排開液體的體積為 V排=4X 103m3,物體受到的浮力為 F

12、浮=p水gV排=1.0X103 kg/m3x 10 N/kg X4X 10 3 m3=40 N ,壓力 F 為 F = F 浮G 物=40 N - 20 N = 20 N,容器內(nèi)水的體積 V 水=0.2 m2x 0.3 m = 0.06 m3,容器內(nèi)水受到的重力為 G水=p水gV水=1.0X103 kg/m3x 10 N/kg x 0.06 m3 = 600 N,容器對(duì)地面的壓力為5壓=6水+ G物+F= 600 N+20 N + 20 N = 640 N,容器對(duì)地面的壓強(qiáng)為p =F壓 640 NSI 0.2 m2=3 200 Pa 3/ CCC -3(3)由題意得，物體露出水面的高度為八露=

13、5一5 cm = 40Q cm2 - 5 cm = 0.05 m ,施加壓力 F后，水面上升一，. VV排 2X10 3 m31“，八 一局度為h水=-=一2=0.01 m,則物體下降的圖度為h=h露一h水=0.05 m 0.01 m= 0.04 m ,壓S 0.2 m2力 F 做的功為 W= Fh=20 NX 0.04 m=0.8 J.解：(1)由圖乙可知：G = 8 N,在浸沒水中時(shí) F拉=4 NF 浮=G-F 拉=8 N-4 N =4 N(2)由F浮=p水gV排得物體的體積 V= V排=;3-;-3dn M/. =4X10 4 m3代Kg 1X 103 kg/m3x 10 N/kgm G

14、8_N3, , 3。物=VVg 4X 10 4 m3x 10 N/kg _2 10 kg/m由圖乙可知，h= 4 cm時(shí)物塊剛好浸沒水中，因此從物塊剛好浸沒水中到 h= 10 cm過程中，水對(duì)物塊下表面的壓強(qiáng)變化為 p= p水 g 由=1X103 kg/m3 x 10 N/kg x (10 4) x 10 2 m=600 Pa.解：(1)p 水=pk gh=1.0X 103kg/m3x 10 N/kg x (0.20 m - 0.08 m) = 1 200 Pa(2)因?yàn)锳漂浮在水中，所以 F浮=Ga= 8 N3)當(dāng) A 漂浮在水中時(shí)，Ga= F 浮，即 pAgV= p7xgV 浸，所以 qa

15、=二 p水=：x 1.0 x 103 kg/m3 = 0.8x 103 kg/m3V 5(4)當(dāng)A與B浸沒水中時(shí)，小球 B對(duì)A的拉力F =1p水gV = ；p水g(4V) = ；F浮=；X 8 N = 2 N,小球B受到的 54544力： Gb=Fb浮+F,即 但gVB = p水gVB+ F,貝U Vb =( .戰(zhàn))g =2N(1.8X103 kg/m31X 103 kg/m3) x 10 N/kg= 2.5X 10 4 m37.解：(1)當(dāng)儲(chǔ)水罐水位上升到 20 cm時(shí)，閥門所受水的壓強(qiáng)為：p= p gh=1.0X 103 kg/m3x 10 N/kg x 0.2 m = 2X 103 Pa

16、(2)開始沖水時(shí)，閥門受到水的壓力為：F 閥=pS2= 2.0X 103 Pax 2.0X 10 3 m2= 4 N由于浮筒、閥門、輕桿的重量不計(jì)，開始沖水時(shí)，浮筒對(duì)閥門的拉力剛好等于水對(duì)閥門的壓力F= F 閥=4 N (3)閥門拉起沖水時(shí)， 浮筒對(duì)閥門的拉力等于浮筒受到的浮力，則 5浮=5 = 4 N,由阿基米德原理可得， 浮筒=4X 10 4 m3F浮排開水的體積為：V，=-rid kgiio N/kg浮筒底面積為 S = 100 cm2= 10 2 m2,所以浮筒浸入水中部分的深度H為4X 10 4 m310 2 m2=0.04 m = 4 cm8,解：(1)當(dāng)壓強(qiáng)最大時(shí)，受力面積最小，

17、根據(jù)p = F得S= F = Ga00黑,N/kg4 m2S ppp 5 000 Pa(2)雪橇所受的摩擦力 f= 0.1G= 0.1 x 200 kg x 10 N/kg = 200 N當(dāng)拉力大于或等于地面對(duì)雪橇的摩擦力時(shí)，雪橇能被拉動(dòng)，每條阿拉斯加雪橇犬可以提供50 N的拉力，則拉動(dòng)雪橇需要阿拉斯加雪橇犬約200N= 4只50 N(3)雪橇行駛的雪面上的雪先熔化成為水，然后水放熱凝固成冰.9.解：(1)模型車靜止時(shí)對(duì)地面的壓力F =G=mg=36 kg X 10 N/kg = 360 N(2)車輪與地面的接觸面積 S=400 cm2=4X 10 2 m2車對(duì)地面的壓強(qiáng) p= F=360 N 2 = 9X 103 Pa TOC o 1-5 h z S 4X10 2 m2a1在月球上 玉兔二號(hào) 受到的重力 G = 6G = 6 X 360 N = 60 N口口 , F G60 N3車對(duì)月 面的壓強(qiáng) p = 飛-=鼠 =4. 10 2 m2 = 1.5 x 103 Pa10.解：(1)灑水車在做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)