《物体的浮沉条件及应用》巩固练习及答案

1浮力的应用巩固【典型例题】例1.如图所示，金属铝块的体积为500cm3，用线系着放入装有某种液体圆柱形容器中，容器中的液体深度由20cm上升到21cm，这时细线对铝块的拉力为9.5N，求：（1）铝块受到的重力（2）铝块在液体中受到的浮力（3）液体的密度（4）剪断细线，铝块沉底静止后，容器对水平支持面的压强（容器的重力和容器壁的厚度忽略不计，33/107.2mkg＝铝，）＝kgNg/10解：（1）铝块受到的重力：gVmgGN5.13m10500kg/N10m/kg107.23633（2）铝块受到的浮力：NNFGF45.95.13拉浮（3）由排液浮gVF可得：3336m/kg108.0m10500kg/N10N4gVF铝浮液（4）∵容器的底面积：235002021500cmcmcmcmhVS排∴容器中的液体的重力：m1020m10500kg/N10m/kg108.0gShG22433液N80即容器对水平支持面的压强为：Pa1087.1m10500N5.13N80SGGp324铝液例2.某乡镇为了提高全民身体素质，举办春季全民田径运动会，操场上漂浮着几只巨大的彩色飞球蔚为壮观，一只气球的重量为0.5kg，气球球体半径为1m，空气的密度3m/kg3.1空气，气球内装有某种气体的密度为3m/kg1.0气，运动会结束后将气2球拉下收回，求气球被匀速拉下时受的拉力为多少？（球体体积公式为34V3R，R为球半径，π取3.14，不计皮球厚度）。.解：因为球体积为3332.4114.33434mRV球内气体的重量为NmkgNmkggVmgG2.42.4/10/1.033气气又∵NmkgNmkggVF6.542.4/10/3.123排空气浮根据二力平衡条件：气球受到的合力为0∴浮气皮拉FGGF∴NNNNGGFF4.45105.02.46.54气皮浮拉例3.如图所示，圆柱形容器内盛有某种液体，一正方体木块漂浮在液面上，已知木块的体积为1000cm3，,/107.033mkg木容器底面积是木块底面积的2倍，g取10N/kg，求：（1）木块受到的浮力（2）要使木块浮出液面的高度恰好为1cm，必须向木块施加2N竖直向下的力，求液体的密度为多大？（3）用力将木块恰好全部按入液体中，容器底部所受到的液体的压强比（2）中增大了多少？解：（1）∵木块漂浮在液面，有木木木浮gVGF∴N7m10kg/N10m/kg107.0F3333浮（2）当NNNFGFNF927',211木浮时∵木液排液浮VggVF109'∴3333/100.191010/109910'mkgmkgNNgVF木浮液（3）∵)(22木液木木木液木液木，gVGgVFgVFF3∴NF3103.01010332又∵NFFF12312∴Pa50m102N1SFp22例4.某次空难飞机的黑匣子已经找到，潜水员在出事地点从10m深的海底将它匀速拉出水面，它是体积约为5031020cm，重量为20kg，表面为红色的长方体，黑匣子防护要求很高，必须经受1000oC的高温而不被烧坏，平放时能承受2.5104N的挤压而不变形，在海水（设33m/kg1003.1海水）中浸泡36小时而不渗水，请根据上述条件，自己设计提出三个问题并进行解答？解：问题（1）黑匣子的平均密度是多少？323100.1102050mcmV3332m/kg100.2m100.1kg20Vmp问题（2）黑匣子平放时能承受的压强是多大？Pa105.2m102050N105.2SFp5244问题（3）黑匣子在海底受到海水的压强是多少？pa1003.1m10kg/N10m/kg1003.1ghp533海水问题（4）黑匣子在海水中受到的浮力是多大？N103m101kg/N10m/kg1003.1gVF3233排海水浮问题（5）潜水员在海水中对黑匣子做了多少功？黑匣子在海水中匀速上升时受到以下三个力作用：重力G，浮力F浮和拉力F，F=G-F浮=（2010-103）N=97N；W=FS=9710J=970J例5.一个体积为1000cm3的空心铁球，其空心部分的体积占整个体积的54，用手拿住浸没在水中，（1）求铁球受到的浮力是多少牛？（2）放手后铁球将上浮、悬浮还是下沉？解：（1）牛排水浮10m10kg/N10m/kg100.1gVF3333（2）牛铁8.15m10kg/N10m/kg109.751gV51G33334又GF浮铁球在水中下沉.例6.几年前我国科学工作者第一次水下考古调查在云南省澄江县抚仙湖正式展开。考古工作者从湖底打捞出一批文物，其中有一长约70cm，质量为100kg的石块，考古人员是用气囊把它从水中浮起拉离湖底的。经测算可得，石块受到气囊向上的拉力为588牛时，它恰好能在水中匀速上浮，求（1）石块在水中受到的浮力；（2）该石块的密度（g＝9.8kgN）解：（1）石块能从水中匀速上浮，说明受力平衡：即气囊的拉力F1，水的浮力FG，石块的重力为浮其平衡方程为FGF＝浮1∴FN392N588kgN8.9kg100FG1＝＝浮（2）∵F排水浮＝Vg∴石块的体积V＝3333m04.0m98003928.9mkg100.1N392gF＝＝＝水浮∴石块的密度333mkg105.2m04.0kg100Vm＝＝＝石例7.如图所示、一圆柱形平底容器底面积为22105m，把它平放在水平桌面上，在容器内放入一个底面积为22102m，高为0.15m的圆柱形物块，且与容器底不完全密合，物块的平均密度为)/10(,/108.033kgNgmkg求：（1）物块对容器底的压强？（2）向容器内缓慢注入重量为多少千克的水时，物块对容器底的压强恰好为零？解：（1）物块对容器的压强为p：Pa102.1m15.0kg/N10m/kg108.0ghSgShSmgSGp333物物（2）当物块与容器底接触且物块对容器底的压强恰好为零时5N2415.0m102kg/N10m/kg108.0gShmgGF2233物物浮＝＝＝∴3333104.2/10/100.124mkgNmkgNgFV水浮排物块浸入水中的深度为hm12.0m102m104.2SVh2233＝＝物排水∴注入水的体积为水VV水=（S容－S物）水h=（5-2）210m2m12.0=3.63310m即：m水=水水V=1.0kgmmkg6.3106.3103333【模拟试题】一、填空题：1、将一个长、宽、高分别为3cm，2cm，15cm，密度为33/109.0mkg的长方体木块，轻放在溢水杯底（木块与杯底不密合），向溢水杯内缓慢注水，当溢水杯被灌满水时水深为10cm，则木块的重量是______kg，所受的浮力为多少_______N（g＝10N/kg）2、若在烧杯中放入一个小木块，再装满水，总重量为700g、木块有103体积露出水面；若在相同的烧杯中放入这个小木块，再装满某种液体，总重量为790g，木块有32的体积露出液面，由此可知，烧杯的质量是________g。3、质量相等的两个实心小球A和B，已知它们的密度之比2:1:BA。改将A，B放入盛有足够多水的容器中，当A，B两个球静止时。水对A，B两个球的浮力之比5:8:BAFF，则33/______,/______mkgmkgBA。4、用手把体积为34105m的球浸没在水中，球受到的浮力为_______N，若球重为6N，则浮力和重力的合力大小为_______N，放平后这个球将________。5、如图所示，一个质量为5kg体积为13210m的木块A用一根细绳系着，静止在水中，此时木块受到的重力大小为________N。若将细绳剪断，那么在剪断细绳的瞬间，木块受到的合力为_______N。6二、选择题：1、甲、乙、丙、丁是四个体积形状相同，原材料不同的球，把它们投入水中，静止后的情况如图所示，它们中受浮力最小的是（）A、甲B、乙C、丙D、丁2、如图所示，在三个相同的容器中分别盛有甲、乙、丙三种液体，将三个完全相同的铜球，分别沉入容器底部，当铜球静止时，容器底受到铜球的压力大小关系是丙乙甲FFF，则液体密度相比较（）甲乙丙A、甲的最小B、乙的最小C、丙的最小D、一样大3、下列说法中错误的是（）A、潜水艇开始上浮时，浮力大于潜水艇的重力。B、当气球上升到一定高度时，在气球体积不变的情况下，浮力变小。C、密度计是侧定液体密度的仪器，它的刻度值越向下越大；D、密度计是侧定液体密度的仪器，它的刻度值越向下越小；4、将一空心铁球投入CuSO4溶液中，恰好悬浮，过一段时间后铁球的状况发生变化：下列判断正确的是（）A、开始时球的重力与球受到的浮力平衡；B、铁球与CuSO4发生反应，液体密度增大、铁球重力减小、球体上浮；C、铁球与CuSO4发生反应、液体密度减小、铁球重力增大、球体下沉；D、铁球与CuSO4不发生反应、球体保持悬浮。5、体积相同的钢，铁、铝、木四个小球、放在水中静止后，如图所示，已知这几种物质的密度大小为木铝铁钢，则下列判断正确的是（）7A、铝、木两球一定是实心的，钢、铁两球一定是空心的。B、四个小球的浮力关系是：铝铁木钢＝FFFF。C、四个小球的重力关系是：钢木铁铝GGGG。D、四个小球的质量关系是：木钢铁铝mmmm。三、计算题1、如图所示，水平桌面上放一个厚度不计的平底圆柱形玻璃杯，它的底面积为32410m，高为10cm，质量为0.3kg，问：（1）玻璃杯对桌面的压强多大？（2）把玻璃杯口朝上放入水银槽内，往杯中缓慢添加某种矿石粉，当矿石粉达到杯内一半时，杯口恰好与水银相平，该矿石粉的密度为多少大？（kgN10gmkg106.1333水银）2、有一重19.6N的实心物体，体积为2dm3，把它分别放入（1）水中。（2）密度为0.83310mkg的酒精中；（3）密度为1.23310mkg的盐水中，求它在三种液体中所受的浮力。3、在研究物体沉浮条件时，将一个空心金属球放入一个足够大盛满水的容器中，当球静止时，露出水面的体积是它体积的31，将球的空心部分注入5510m3的水时，球恰好悬浮在水中，此时球内水的体积是球空心部分体积的52；将球的空心部分注满水，球沉入容器底（g=kgN10）求：（1）此时容器底对小球的支持力（2）金属球的密度【试题答案】一、填空题：1、0.08；0.62、1603、3108.0；3106.14、4.9；1.1；下沉5、49；49二、选择题：1、A2、A3、D4、A，C5、C三、计算题81、（1）Pa4100.1（2）33/102.7mkg2、（1）19.6N（2）15.68N（3）19.6N3、33m/kg104N75.0F＝；＝金支