文档介绍：浮力计算题
1.(2015·南充)如图所示,用细绳系住3×10-4 m3的物体A,使它竖直下垂且全部浸入水中静止, N, kg,容器与水平桌面的接触面积是100 cm2。(ρ水=×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)物体A受到的浮力。
(2)物体A的密度。
(3)容器对桌面的压强。
解.(1)物体A所受的浮力:
F浮=ρ水gV排=×103 kg/m3×10 N/kg×3×10-4 m3=3 N。
(2)由于物体A处于静止状态,受力平衡,则GA=F浮+F拉=3 N+ N= N,
质量为mA=== kg,
则物体A的密度ρA===×103 kg/m3。
(3)容器内水和容器的重力:
G′=m′g= kg×10 N/kg=7 N,
以容器、水以及物体作为整体研究,受力平衡,桌面受到的压力大小为:
F=G′+F浮=7 N+3 N=10 N,
所以容器对桌面的压强:
p===1000 Pa。
2.(2015湖南郴州,第29题)如图是一厕所自动冲水装置,圆柱体浮筒A与阀门C通过杆B连接,浮筒A的质量为 1kg,高为 ,,阀门C的上表面积为25 cm2,B和C的质量、厚度、体积及摩擦均忽略不计,,C恰好被A拉开,实现了自动冲水(g 取 10N/kg)。求:
(1)刚拉开阀门C 时,C 受到水的压强和压力;
(2)此时浮筒A 受到的浮力;
(3)浮筒A 的密度。
答案:(1)4000Pa 10N (2)10N (3)
3.(2015,天津)底面积为S0的圆柱形薄壁容器内装有密度为ρ0的液体,横截面积为S1的圆柱形木块由一段非弹性细线与容器底部相连,且部分浸入液体中,此时细线刚好伸直,如图所示,已知细线所能承受的最大拉力为T,现往容器中再缓慢注入密度为ρ0的液体,直到细线刚好被拉断为止,请解答下列问题:
(1)画出细线刚好伸直时,木块在竖直方向上的受力示意图;
(2)导出细线未拉断前,细线对木块拉力F与注入液体质量m之间的关系式;
(3)求出细线刚好被拉断时与细线拉断后容器中液面恢复稳定时,容器底部所受液体压强的变化量.
解:(1)细线刚好伸直时,木块只受到重力和浮力作用,二力平衡,大小相等,力的作用点画在重心上,如图所示;(2)注入液体的质量为m时,细线对木块的拉力为F,液面上升的高度为Δh,细线对木块的拉力F等于木块增大的浮力,则有F=ΔF浮=ρ0gΔV排=ρ0gS1Δh①,由ρ=得,容器内注入的液体质量m=ρ0ΔV液=ρ0(S0-S1)Δh②,将①式和②式联立,解得:F=m;(3)当细线刚好被拉断时,F浮=G+T,液面恢复稳定后,F浮′=G,即F浮-F浮′=T,ρ0g(V排-V排′)=T,ρ0gΔh′S0=T,Δp=ρ0gΔh′=.
4.(8分)(2015•盘锦)如图甲所示,正方体石料在钢丝绳拉力作用下,从水面上方以恒定不变的速度缓慢下降,.(g取10N/kg,ρ水=×103kg/m3).求:
(1)石料全部没入水中时受到的浮力.
(2)石料的体积.
(3)石料浸没后钢丝绳拉力的功率.
解:
(1)由图象可知:在空气中受到的拉力F1=×104N,
浸没在水中受到的拉力F2=×104N
因为匀速下降浸没水中
石料全部浸没水中受到的浮力F浮=F1﹣F2=×104N﹣×104N=×104N;
(2)根据F浮=G排=ρ液V排g
石料的体积V石=V排===1m3;
(3)根据V=l3=1m3,得石料边长l=1m
由图可知200s至300s之间石料下降1m
石料运动的速度V石===;
石料浸没后钢丝绳拉力的功率
P===Fv=×104N×=150W.
答:
(1)×104N;
(2)石料的体积1m3;
(3)石料浸没后钢丝绳拉力的功率150W.
5.[2015·枣庄] 在水平桌面上放置一个底面积为100 cm2、质量为400 g的圆筒,筒内装有16 cm深的某种液体。弹簧测力计的下端悬挂着一个底面积为40 cm2、高为8 cm的金属柱,当金属柱从液面上方逐渐浸入液体中直到全部浸没时,弹簧测力计的示数F与金属柱浸入液体深度h的关系如图ZT4-17乙所示。(圆筒厚度忽略不计,筒内液体没有溢出,g取10 N/kg)求:
(1)当金属柱有一半的体积浸在液体中时,受到液体的浮力是多少。
(2)圆筒内所装液体的密度是多少。
(3)当金属柱有一半的体