2021年中考物理浮力计算.pdf

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1、2021年中考物理浮力计算专练1.如图所示，弹簧秤下用细线一个高为0.2 m的金属圆柱体，静止悬停在空的圆柱形水槽中，水槽的底面积为0 1 2 m2 ,水槽上方有一水龙头，开启水龙头水匀速注入水槽时开始计时，直到水槽水满溢出为止，金属圆柱体始终保持静止，弹簧秤的示数与时间的关系图线如图2所 示,g=1 0 N/kg,水的密度P水=L0 xl0 3 kg/m3 ,试根据图中数据，求：(1 )金属的密度。(2 )金属圆柱体的底面积。(3 )水龙头每秒流出的水的体积。(4 )试画出槽内的水对底的压强。随时间r变化的图像，并在图像中标注特殊点的坐标数值。图12.如图甲所示,一个底面积为4 xl(r2

2、m 2的薄壁圆柱形容器置于水平地面上,装有0.3 m深的水。现将物体A放入其中，物体A漂浮于水面上，如图乙所示此时容器底部受到水的压强比图甲增大了 4 0 0 Pa。当再给物体A施加一个竖直向下大小为4 N 的 力/以 后，物体A 恰好浸没水中静止(水未溢 出),如图丙所示(题中g=10N/kg X 求：(1)容器中水的质量；(2)放入物体A 后(乙 图)，水面上升的高度；(3)物体A 的密度。3.底面积为So的薄壁圆柱体容器，其底部装有一阀门K,容器内装密度为P。的液体。横截面积为与的圆柱形木块，上端与不可伸长的悬线相连，且部分木块浸入液体中，此时悬线刚好伸直，如图所示。已知悬线所能承受的最

3、大拉力为7,现打开容器底部的阀门K 使液体缓慢流出，直到悬线刚好被拉断时立刻关闭阀门K。请解答下列问题：(1)画出悬线刚好伸直时，木块在竖直方向的受力示意图；(2)导出悬线未拉断前，悬线对木块拉力尸与流出的液体质量m之间的关系 式；(3)求出从悬线断开的瞬间到木块再次漂浮时，容器底部所受液体压强的变化量。4.水 平 桌 面 上 有 一 长 方 体 轻质薄壁容器，如 图 甲 所 示，底 面 积 为200cm2,高16cm,里 面 装 有2kg的水。将一正方体实心物体A轻 放 入 水 中，A的质量 为0.8kg,待 液 面 静 止 后，打 开 容 器 底 部 阀 门(阀 门 未 画 出)，向外匀速

4、放水。容器底部所受液体压强与放出的水的质量关系如图乙所示,图像中A/ni=Aw2,A/72=2Apio(1)求 未 放 入 物 体 前，液体对容器底部的压强？(2)判断未向外放水时正方体A在 水 中 的浮沉状态?放水质量为1.4kg时，液体对容器底部的压强？(3)另 有 一 实 心 长 方 体B,底 面 积 为50cm2,高 为8cm,质 量 为0.6kg。向容 器 中 注 水，使 容 器 中 的 水 依 然 为2kg,再 将B轻 放 在A的 正 上 方，AB均不 倾 倒，待 液 面 静 止 后，容器底部所受液体压强记为P。将B从A上 取 下，轻 放 入 旁 边 水 中，A、B和 容 器 内

5、部 均 不 接 触，待 液 面 静 止 后,容器底部所受 液 体 压 强 变 化 了 多 少？P/Pa5.如图甲所示，重 为 3 N、底面积为2x10-2m2的圆柱形玻璃容器放在水平桌面上，重力为5 N、边长为L=0.1 m 的正方体木块（不吸水）静止在容器的底部，用一根长为七=0.05 m 的细线（质量和体积不计）将木块与容器底部相连.现向容器缓慢注水，直到木块受到的浮力等于6 N 时停止注水（如图乙所示X 已知水的密度为10 x103 kg/m g 取 10 N/kg,容器的厚度不计。求：（）木块的密度；（2）注水过程浮力对木块所做的功；（3）木块受到的浮力等于6 N 时容器对桌面的压强。

6、（变式拓展）（4）（剪绳子问题）剪断绳子，待木块静止后,木块排开液体的体积；剪断绳子，待木块静止后，容器底部受到液体压强的变化量；剪断绳子，待木块静止后，将露出水面的部分切去，要使剩余部分木块全部浸入水中，应该在木块上加多大的力。(5)(继续加水问题)继续加水，当木块刚好完全浸没时：此时木块的浮力；此时绳子的拉力；(蓄水池问题)B 是质量为m,面积为1 0 cma的金属硬片，当木块刚好全部浸没时，B 片被拉开，此时水对B 片的压力。6 .如图所示,实心均匀圆柱体A 和 重 3 0 N的薄壁圆柱形容器B 置于水平地面上。容 器 B 的底面积为3 x1 0-2 ,其内部盛有0.3 m深的水，已知。

7、水=1.0 xl03kg/m3,g 取 1 0 N/kg。()求水对容器底部的压强。(2 )若 将 A 浸没在容器B 的水中(容器足够高，水未溢出)，如图甲所示，水对容器底部压强的增加量为2 xl03Pao容 器 B 对水平地面压强的增加量为3 x 1 0 3 pa。求 A 在水中静止后容器底部对它的支持力。(3 )若将A 顶部的中心通过一段长1 0 cm的细绳与均匀圆柱体C 底部的中心相连，再向容器内缓慢注人一定量的水，一段时间后，当 A 对容器底的压力刚好为零时停止注水，水面恰好与圆柱体C 的上表面相平，如图乙所示，已知P A=3 P C,底面积SA=Sc=200cm2,实心圆柱体A 和

8、C 均不吸水，绳重、体积和形变均不计。求此时容器B 对水平地面的压强。7.如图所示，甲、乙两个薄壁圆柱形容器置于水平桌面上，两容器底部用一根细管相连，开始阀门K 关闭。甲容器底面积为300cm2,甲盛有深度为0.2m 的 水，乙容器的底面积为200cm2乙中放一底面积为100cm?、高为0.2m的圆柱形木块。求：(1)甲中水的质量；(2)甲中水对容器底部的压强是木块对乙底部压强的2 倍求木块的密度；(3)打开阀门，当乙容器中的木块恰好漂浮，乙容器中的水深；(4)打开阀门，直到水不再流动时，整个过程进入乙容器中水的质量。8.如图所示,均匀圆柱体A 和盛有适量水的轻质薄壁圆柱形容器置于水平地面上，

9、A 的底面积为50cm2，高 10cm;容器高30cm,底面积为200cm2。将质量为400g的正方体木块B 放入容器后有2/5的体积浸在水中，此时液面深度为25cm。求：(1)图乙中水对容器底部的压强大小；(2)若用力将木块向下压2cm,此时木块受到的浮力；(3)若将A 竖直放在B 上 面，B 能够浸没且水未溢出,圆柱体A 密度的取值范围。9.如图甲所示的薄壁容器放置在水平桌面上，两侧容器上端开口，底部通过一阀门连通。其中左侧容器的上半部分和下半部分的横截面积分别为150cm2和 250cm2,上半部分足够高，下半部分容器高12cm,容器右侧底面积为50cm2，里面装有足量的液体。在左侧容器

10、内放一个底面积为100cm2,质量为500g的正方体木块A,木块A 底部中心通过一段轻质细线与容器底部相连。打开阀门后，右侧容器内液体深度变化量h和木块A 底部所受液体压强的关系如图乙所示。(不计两侧容器之间连接部分水的体积)求：(1)未打开阀门时，木块A 对容器底部的压强；(2)液体的密度是多少kg/nP;(3)当/?=97cm时，液体对左边容器底的压强。10.如图甲所示,底面积为1 的圆柱形容器的侧壁有溢出口，容器内盛有适量的水，另有底面积为S”的实心圆柱体A 漂浮在水中，其中没入水中的高度为5 c m，现用一向下的外力F缓慢地将A 压入水中,(A 的底部未触底)，这一过程中外力F 随 A

11、 相对于容器下降的高度x 的变化关系如图乙所示。求：(1)圆柱体A 的底面积Sa为多少？(2)容器的底面积既为多少？(3)圆柱体A 的平均密度是多少？夕水=L0 x IO?kg/m311.如图甲所示，柱形容器A 的底面积为400cm2。容器内放有一密度为0.75xl03kg/m3,边长为10cm的正方体木块B,用一条质量可忽略不计的细绳，两端分别系于木块底部中心和柱形容器的中心。往容器A 中缓慢注水，当水深20.5cm时，如图乙所示，此时木块处于漂浮，细绳刚好拉直，但对木块没有拉力。细绳能承受的最大拉力为2N。求：(1)木块的重力；(2)在乙图的基础上继续向容器内缓慢注水(水未溢出)，细绳对木

12、块的拉力刚好达到最大值时，木块排开水的体积；(3)当细绳上的拉力刚好达到最大值时，剪断细线，当木块最后静止时，容器底部受到水的压强为多少。12.小侨学习了浮力、压强知识后，回家做了如下小实验，如图甲所示将足够高且装有20cm深水的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上，容器的底面积是5 0 0 cm2,用一根轻杆(不计体积和质量)吊着由A、B两部分组成的工件AB(硬质工件A、B材料相同，中间紧密连接，均不吸水 A、B部分为均匀的实心圆柱体，B的高为1 0 cm,用手拿住轻杆,将A B工件从图甲中刚接触水面位置缓慢竖直下降直到刚好接触容器底部，杆 对A B工件的作用力F随A B工件下降高度h的关系如图乙所

13、示,求：(1 )工件A B的总质量：(2)B浸没时水对容器底部的压强；(3)工件A的底面积SA。1 3 .有一个质量为叭 密度为P、高为、不吸水的圆柱体A,其顶部系有一根轻质细线。(1)将A竖直放入薄壁柱形容器中，求A对容器底的压强；(2)向容器中缓慢加入某种液体直至加满，液体体积V与液体深度h的关系如图所示。用细线将A竖直向上提升 (M 0.5/)时，细线的拉力为F,求液体的密度。(圆柱体A始终处于竖直状态)(温馨提示：推导计算过程中需要的物理量，请提前设定!)14.底面积为IOOcm2的圆柱形容器放在电子台秤上，图甲是向装有水的容器缓慢放入圆柱形金属块的示意图。在放入过程中，金属块以恒定速

14、度v=0.01m/s下降。图乙是细绳的拉力F随时间变化的图像，从/=0时开始到金属块刚好接触容器底部且水未溢出，忽略水的阻力。(g=10N/kg,水的密度 p-l.Ox 103kg/m3)求：(1)完全浸没后金属块所受的浮力；(2)金属块的密度；(3)若金属块完全浸没后剪断绳子，物块下沉并最终静止在容器底部，求此时与剪断绳子前容器底对台秤压强的变化量为多大？此时水对容器底的压强为多大?15.如图甲所示,一个底面积为300cm2的柱形容器放在水平桌面上，容器中立放着一个底面积为100cm2，高 为 12cm均匀实心长方体木块A,A 的底部与容器底用一根细绳连在一起，现慢慢向容器中加水，如图乙所示

15、，当加入水的深度为9cm,木块A 对容器底部的压力刚好为0o已知细绳长度为Z,=8cm,p 水=1.0 x1()3kg/m3。求：当木块A 对容器底部的压力刚好为0,A 受到的浮力；(2)木 块 A 的密度；(3)若继续缓慢向容器中再加水2.7kg后，停止加水，如图丙所示,此时将与A 相连的细绳剪断，求细绳剪断前、剪断后木块静止时，水对容器底部压力的变化量。(整个过程中无水溢出)16.水平桌面上放置一个底面半径为2八 高 为2 的圆柱形薄壁开口容器如图所示，将高为h、半径为，的圆柱体木块竖直放在容器中，木块的密度是液体密度的J ,然后向容器内注液体，若要使木块竖直漂浮（木块吸液忽略不计），求：

16、向容器中注入液体的质量范围。17.如图所示，水平地面上的轻质圆柱形容器甲、乙分别盛有质量相同的密度为P水的水和密度P酒精的酒精（。水 P酒精），甲、乙容器的底面积分别为 S、1.5S.求：（I）甲容器中深度为h处的水的压强p水；现有质量均为m ,密度分别为PA和陛的两个物体A、B（外 p水”酒精PB）,请在物体A、B和容器甲、乙中各选一个，当把物体放入容器中后（液体不会溢出，液面足够高），可使液体对容器底部的压强增加量A p液与容器对地面的压强增加量Ap容的比值最小，求出最小比值。甲 乙18.如图所示,甲、乙两轻质圆柱形容器放置在水平地面上，甲中盛有水,甲容器的底面积为1X10-2米 2且比乙

17、容器的底面积大，乙中盛某液体，且两液体的体积相等。将一体积为1.0X10一米 3小球放入甲容器内，待其静止后如图所示，此时甲、乙两容器底部受到的液体压强大小相等。求：小球放入甲容器后，容器的底部受到水的压强增加量水。(2)未放小球时，甲、乙两容器底部液体压强的大小之差。(3)如果将小球从甲容器中取出并放入乙容器液体中，待小球静止后(无液体溢出),试比较此过程中两容器底部受到液体压强的变化量 P甲和 P 乙的大小。(要求写出分析过程)19.六一儿童节，同学送给小明一个透明密闭容器做的礼物。容器中盛有两种分层的液体，一只小熊悬浮在两种液体的交界处。热爱物理的小明同学找来一个正方体木块A、一个电子台

18、秤、刻度尺、底面积为200cm2的薄壁容器等对两种液体进行了以下探究：将密闭容器顶部打开，将液体全部倒入容器中，并将容器放在台秤上，记下容器和液体的总质量；用刻度尺测出A 木块边长为10cm,并用一根不计质量和体积的细杆固定在 A 的顶部正中央，再将木块放入容器中如图所示北匕时杆的作用力为0。放入物体A 后，台秤的读数增加了 1080g,此 时，甲液体的深度为10cm,乙液体的深度为6cm,A 浸入乙液体的深度为4cm;将 A 提 升，使 A 全部浸入甲液体中，发现台秤读数减小280g,求：(1)物 体 A 的重力；(2)物 体 A 的密度；(3)使 A 全部浸入甲液体中时，液体对容器底的压强

19、；(4)将物体A 上下移动，在保证物体A 浸没的情况下，A 处在最高点和最低点时杆的作用力之比(A与容器可接触但不挤压)。20.如 图，底面积为150cm2的圆柱薄壁容器放置在水平地面上，底面积为100cm2的轻质圆柱薄壁塑料瓶内装有若干小石块，质量为800g的铁块沉在容器底部(没有紧密接触)，塑料瓶和铁块通过细绳相连，细绳刚好拉直。为了拉起铁块，需要把瓶内的部分小石块投入水中。求铁块刚好被拉起时：(已知 P 石=3g/cnP、p 铁=8g/cm3)。求：(1)铁块的重力；(2)绳子对铁块的拉力至少为多少；(3)至少需要把多少克的小石头投入水中。答案1.(1)2.5x103kg/m3;(2)2

20、x1 Om2;(3)2x 04m3;2.(1)12kg;(2)0.04m;(3 )O.8xlO3kg/m34.(1)lOOOPa;(2)漂 浮,600Pa;(3)50Pa5.(1 )0.5x103 kg/nP；(2)0.25 J;(3)1.2x103 pa；(4)5x10-4 m3；50Pa;(3)1.25 N;(5)10 N;5 N;1.5 N6 .(1)3000Pa;(2)30N;(3)8000Pa7.(1 )6kg;(2)0.5x103kg/m3;(3)0.1m;(4 )1.8kg8 .(1 )2500Pa;(2)6N;(3)1.2xl03kg/m32xl03kg/m39 .(1)500

21、Pa;(2)l.OxlO3;(3)3.1xlO3Pa10.(l)2xl0-4m2;6x10/12；(3)o.5xlO3kg/m311.(1)7.5N;(2)950cm3;(3)2200Pa12.(l)3.6kg;(2)2400Pa;(3)400cm2mg-F 3Fh13.(l)pgh;(2)。液=-2 或。液=-Pmg 4mgAh14.(1)5N;(2)2.8xl03kg/m3;(3)900Pa;1.3xlO3Pa15.(1)9N;(2)0.75x103kg/m3;(3)1.5N16.L5炉卜STVrhp,.17.(l)p水g/?;旦 也PA18.(l)980Pa;(2)980Pa;(3)小球

22、从甲容器中取出后，甲容器底部受到液体压强的变化量A小产水=圣=誓%J甲 甲小球放入乙容器后，乙容器底部受到液体压强的变化量 乙=警 乙若小球在乙液体中漂浮或悬浮，贝!J F浮乙=G球，所以小。乙=*，由于小球J乙在甲液体中沉底，所 以6球 尸 浮,又因为S甲5乙，所以一孚1 v G球W瓦即 p甲 P乙，若小球在乙液体中沉底，则F浮乙=液”球，所以S乙当羽 时J甲 J乙s甲 s乙所以甲乙；当=组 时 4 c rv H JJ甲 D乙Q水g一 _ 夕液g-5乙所以八?甲二。乙；当经 缰时3甲 J乙水g匕求 夕液g匕求s甲S乙所 以A 甲 p乙。19.(1)1O.8N;(2)1.08xl03kg/m3;(3)1560Pa;(4)1:120.(1)8N;(2)7N;(3)420g