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- 2021-10-27 发布
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第九章 浮力与升力
1 2 3 4
1
1.如图所示,一个棱长为10 cm的正方体浸没在水中,下表
面距水面30 cm,则(g取10 N/kg):
(1)物体上表面受到水的压强是多少帕?
(2)物体下表面受到水的压强是多少帕?
(3)物体上表面受到水的压力是多少牛?
(4)物体下表面受到水的压力是多少牛?
(5)物体受到的浮力是多少牛?
解:(1)上表面受到水的压强p向下=ρgh1=1.0×103 kg/m3×
10 N/kg×(0.3 m-0.1 m)=2×103 Pa。
(2)下表面受到水的压强p向上=ρgh2=1.0×103 kg/m3×
10 N/kg×0.3 m=3×103 Pa。
(3)上表面受到水的压力F向下=p向下S=2×103 Pa×
(0.1 m)2=20 N。
(4)下表面受到水的压力F向上=p向上S =3×103 Pa×(0.1 m)2=
30 N。
(5)受到的浮力F浮=F向上-F向下=30 N-20 N=10 N。
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2
2.(中考·乐山)在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是
2.7 N。当把零件浸没在水中时,弹簧测力计的示数是
1.7 N。现把该零件浸没在另一种液体中时,弹簧测力
计的示数是1.9 N,求(g取10 N/kg):
(1)该零件浸没在水中时受到的浮力F浮;
(2)该金属零件的密度ρ金;
(3)另一种液体的密度ρ液。
解:(1)金属零件重等于在空气中称时弹簧测力计的示数:
G=F示1=2.7 N,
该金属零件浸没在水中时受到的浮力:
F浮=G-F示2=2.7 N-1.7 N=1 N;
(2)由F浮=ρ水V排g得金属零件的体积:
V排= = =1×10-4 m3,g
F
浮
水
3 3
1N
1.0 10 kg / 10 /m N kg
金属零件的质量:m= = =0.27 kg,
金属零件的密度:ρ= = =2.7×103 kg/m3;
(3)浸没在另一种液体时受到的浮力:F浮′=G-F示3=2.7 N-
1.9 N=0.8 N,由F浮=ρ液V排g得液体的密度:ρ液= =
=0.8×103 kg/m3。
g
G 2.7
10N/kg
N
m
V -4 3
0.27kg
1 10 m
F
gV
浮
排
-4 3
0.8
1 10 m 10 /
N
N kg 返回
3
3.(中考·贺州)如图甲所示,将一个5.4 kg质量分布均匀的
长方体物块水平放置在水平桌面上,物块的长0.2 m,
宽0.1 m,高0.1 m,求(g取10 N/kg):
(1)物块的密度;
(2)图甲中,物块水平放置时对桌面的压强;
(3)图乙中,把物块竖直放置于足够大的容器内,然后倒入
水,直至水深0.3 m,物块受到水的浮力。(物块静止在
容器底)
解:(1)物块的体积V=abh=0.2 m×0.1 m×0.1 m=0.002 m3,
物块的密度ρ= = =2.7×103 kg/m3。
(2)物块对桌面的压力F=G=mg=5.4 kg×10 N/kg=54 N,
物块与桌面的接触面积S=ab=0.2 m×0.1 m=0.02 m2,
物块对桌面的压强p= = =2.7×103 Pa。
m
V 3
5.4
0.002m
kg
F
S 2
54
0.02m
N
(3)物块浸没在水中,静止在容器底,其受到的浮力F浮=
ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.002 m3=20 N。
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4
4.(庐阳区校级期中)如图所示,小英同学得到一棱长为10
cm,密度为0.7 g/cm3的正方体木块,她将木块用细线
系于圆柱形容器的水中,上表面与水面平行,距水面5
cm。(圆柱形容器静止在水平桌面上,
g取10 N/kg)
(1)根据浮力产生原因计算出木块所受的浮力;
(2)求细线对木块的拉力大小;
(3)如果向容器内加水使水面上升,木块所处的深度变大,
请进一步运用浮力产生原因分析木块所受浮力大小的变
化情况。
解:(1)木块上、下表面的高度差为Δh=10 cm=0.1 m;
木块上、下表面所受水的压强差:Δp=ρgΔh=1×103
kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1 000 Pa;
木块的底面积为S=0.1 m×0.1 m=0.01 m2;
则木块浸没在水中时受到的浮力F浮=F下-F上=ΔF=
ΔpS=1 000 Pa×0.01 m2=10 N;
(2)正方体木块的体积V=(0.1 m)3=1×10-3 m3,木块的重力
G木=m木g=ρ木Vg=0.7×103 kg/m3×1×10-3 m3×10 N/kg
=7 N,图中木块处于静止状态,受到竖直向下的重力和细
线的拉力以及竖直向上的浮力,由力的平衡条件可得G木+
F拉=F浮,则细线的拉力F拉=F浮-G木=10 N-7 N=3 N;
(3)如果向容器内加水使水面上升,木块所处的深度变大,
但上下表面的压强变化量相同,压力变化量也相同,所
受水的压力差与原来相同,故浮力不变。
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