中考二轮复习浮力的计算细绳栓物体模型1答案 10页

中考专题复习——浮力专题训练（二）‎ 适用学科 初中物理 适用年级 初中二年级 姓名 石瑶 课时时长（分钟）‎ ‎2课时/120分钟（0513）‎ 考点 浮力的计算——细绳拴物体模型、弹簧拴物体模型、漂浮物体上放重物悬浮模型 知识点：计算浮力的方法 1、 示重差法，就是物体在空气中的重与物体在液体中的重的差值等于浮力。即。 2、压力差法：应用F浮=F向上－F向下求浮力。这是浮力的最基本的原理。 3、公式法： F浮=ρ液gV排=G排液 4、受力分析法：如果物体在液体中处于漂浮或悬浮状态，则物体受重力和浮力作用，且此二力平衡，则F浮=G物。如果物体受三个力而处于平衡状态。则要分析出重力和浮力以外的第三个力的方向，当第三个力方向与重力同向时，则F浮=G物+F3，当第三个力方向与重力方向相反，则F浮=G物-F3。‎ ‎5、排水量法：F浮=排水量（千克）×g ‎ ‎ 轮船的满载重量，一般是以排水量表示的，即是排开水的质量，船也是浮体，根据浮体平衡条件也得：船受到的总F浮=G总，而排水量（千克）×g，就是船排开水的重，即是浮力，又是船、货的总重力。‎ 一、 浮力的有关计算——细绳拴物体模型 ‎1、如图所示，容器中装有水，水中有一个木块被细线系着，已知水重200N，水深为0.5m，木块的体积为4dm3， ‎ ‎ 木块的密度为0.6×103kg/m3，g=10N/kg , 试求： ‎ （1） 水对容器底面的压强是多少？‎ ‎ （2）木块受到的浮力是多大？‎ ‎ （3）此时细绳对木块的拉力是多大？‎ ‎ （4）若绳子断了，最终木块漂浮在水面上时，所受的浮力为多大？‎ ‎2.如图所示，体积为‎500 cm３的长方体木块浸没在装有水的柱形容器中，‎ ‎ 细线对木块的拉力为2 N，此时水的深度为‎20 cm.（g取10 N/kg），求：‎ ‎（1）水对容器底的压强；‎ ‎　（2）木块受到水的浮力；‎ ‎　（3）木块的密度；‎ ‎　（4）若剪断细线待木块静止后，将木块露出水面的部分切去，要使剩余木块刚好浸没在水中，在木块上应加多大的力？‎ ‎　‎ ‎3．如图18甲所示，水平放置的平底柱形容器A的底面积为‎200 cm2。不吸水的正方体木块B重为5 N，边长为‎10 cm，静止在容器底部。质量体积忽略的细线一端固定在容器底部，另一端固定在木块底面中央，且细线的长度L=‎5 cm。已知水的密度是1．0×‎103kg/m3，求：‎ ‎ (1)甲图中，木块对容器底部的压强多大?‎ ‎ (2)向容器A中缓慢加水，当细线受到的拉力为1 N时，停止加水，如图18乙所示，此时木块B受到的浮力是多大?‎ ‎ (3)将图18乙中与B相连的细线剪断，当木块静止时，容器底部受到水的压强是多大?‎ ‎ ‎ ‎4、如图所示的木块浸没在水中，细线对木块的拉力是2N．剪断细线，待木块静止后，将木块露出水面的部分切去，再在剩余的木块上加1N向下的压力时，木块有20cm3的体积露出水面．求木块的密度．（g取10N/kg）‎ ‎5．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0.22m，B杆长为0.2m，阀门C的上表面积为25cm2，B和C的质量、厚度、体积及摩擦均忽略不计，当A露出0.02m时，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。‎ ‎6．如图所示为自动冲水装置。装置中的柱形供水箱的截面积为2000cm2，箱内有一个底面积为200cm2的 圆柱形浮筒P，出水管口有一厚度不计、质量为0.5kg、面积为50cm2的该片Q盖住出水口，P（质量不计）和Q用细线相连。在图中所示位置时，连线恰好被拉直，箱中水面到供水箱底部的距离是20cm。若进水管每分钟进入9dm3的水，问：经过多长时间出水管被打开放水？‎ 先把所有的参数都用符号表示以方便运算。 出水口盖片Q面积S1=50平方厘米=5*10^-3平方米； 圆柱形浮筒P底面积S2=200平方厘米=2*10^-2 平方米; 供水箱的截面积S3=2000平方厘米=2*10^-1 平方米; 当P稍露出水面时，连线恰好被拉直，箱中水面到供水箱底部的距离为L=20厘米=0.2米。 水的密度为ρ，出水口盖片Q质量为m; 假设当水位在加高h时，出水管刚好开始放水，此时的总水位高度为：H=L+h=0.2+h。 然后开始正式分析如下， 当出水管刚好开始放水时，盖片Q所受的拉力T应该等于盖片本身的重量加上水对盖片的压力，所以： T=mg+ρg(L+h)*S1; 这个拉力完全是因为浮筒的浮力产生的，而浮力的大小等于没过浮筒的高度的水的重量，所以： T=F=ρgh*S2；所以： mg+ρg(L+h)*S1 = ρgh*S2，可以解出来： h=(m/ρ+LS1)/(S2-S1)，把那些数据代进去就能算出来h=0.1米。 ‎ 接下来就很容易了，再加高0.1米的水需要的时间： t=h*S3/v=0.1*2*10^-1/(9*10^-3)=2.2分钟。‎ 二、浮力的有关计算——弹簧拴物体模型 ‎1. 如图所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上方连有长方体木块A，容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口，当容器中水深为‎15cm时，木块A有3 /4 的体积浸没在水中，此时弹簧恰好处于自然状态，没有发生形变．（已知水的密度为1.0×‎103kg/m3，不计弹簧受到的浮力）‎ ‎（1）求此时容器底部受到的水的压强．‎ ‎（2）求木块A的密度．‎ ‎（3）线向容器内缓慢加水，直至木块A刚好完全浸没在水中，此时弹簧对木块的作用力为F1，再打开阀门B缓慢防水，直至木块A完全离开水面时．再关闭阀门B，此时弹簧对木块A的作用力为F2，求F1与F2之比．‎ ‎2.如图甲所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上端连有一边长为0.1m的正方体物块A，当容器中水的深度为20cm时，物块A有2/5的体积露出水面，此时弹簧恰好处于自然伸长状态（ρ水=1.0×103‎ kg/m3‎ ‎，g取10N/kg）．求：（1）物块A受到的浮力； （2）物块A的密度； ‎ ‎（3）往容器缓慢加水（水未溢出）至物块A恰好浸没时，求水对容器底部压强的增加量△p（整个过程中弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量关系如图乙所示）．‎ ‎3.如图所示，两根完全相同的轻细弹簧，原长均为L0＝20cm，甲图中长方体木块被弹簧拉着浸没在水中，乙图中长方体石块被弹簧拉着浸没在水中。木块和石块体积相同，木块和石块静止时两弹簧长度均为L＝30cm。已知，木块重力G木＝10N，水和木块密度关系ρ水＝2ρ木，ρ水＝1×103kg/m3(忽略弹簧所受浮力)。‎ ‎(1)求甲图中木块所受浮力。‎ ‎(2)若弹簧的弹力满足规律：F＝k(L－L0)，求k值(包括数值和单位)。 (3)求石块的密度。‎ 一、 浮力的有关计算——漂浮物体上放重物悬浮模型 ‎1.‎ ‎2．如图6所示，一个水槽中盛有足够深的水。将一个体积为V的木块甲放入水中时，木块甲恰好有一半体积露出水面；当在木块甲上面放一个金属块乙时，木块上表面恰好与水面相平；当把金属块乙用细线系在木块下再放入水中时，木块有的体积露出水面。则下列说法不正确的是（ ）‎ A．木块甲的密度是0.5×103kg/m3‎ B．金属块乙的重力是（1/2）ρ水gV木 图6‎ C．金属块乙的体积是（1/15）V木 D．金属块乙的密度是1.5×103kg/m3‎ 乙 甲 ‎3.如图甲所示，把一个边长为0.1m的正方体木块放入水中，然后其上表面放一块底面积为2.5×10-3m2的小柱体，静止时，方木块刚好能全部浸入水中；现把小柱体拿走，方木块上浮，静止时有1/5的体积露出水面，如图10乙所示，则木块的密度为 ㎏/m3，小柱体放在木块上面时对木块的压强为 Pa。(ρ水=1×103㎏/m3，g=10N/㎏)‎ ‎4．如图8所示，将一长方体木块放入水平放置的圆柱形盛水容器中静止时，木块有2/5的体积露出水面，这时容器底部受到水的压强跟木块未放入水中时相比，增大了120Pa；若在木块上放一块铁块，使木块刚好全部压入水中，则铁块的重力与木块重力之比是 1:3 ，这时容器底部所受水的压强跟木块未放入水中时相比，增加了 160 Pa。‎ ‎5.在一个圆柱形容器内盛有深为‎20cm的水。现将一质量为‎200g的密闭空心铁盒A放入水中时，空心铁盒有一半浮出水面；当铁盒上放一个小磁铁B时，铁盒恰好浸没水中，如图11甲所示；当把它们倒置在水中时，A有1/15的体积露出水面，如图11乙所示。小磁铁B的密度为 kg/m3。‎ ‎6．数字式液体压强计由薄片式压强传感器和数据采集显示器两部分组成。如图甲所示，将传感器放在大气中调零后，放入浮有圆柱体A的圆柱形水槽底部，用它来测量水槽底受到水的压强。然后在圆柱体A上逐个放上圆板，水槽底受到水的压强与所加圆板个数的关系如图乙所示。‎ 已知圆柱体的底面积S=0.02m2，圆柱体的密度ρA=0.75×103kg/m3‎ ‎。所有的圆板完全相同，圆板与圆柱体A的底面积相等，厚度d =5mm，g取10N/kg。根据以上数据计算，一个圆板的质量m1与圆柱体A的质量mA的比值m1:mA=______。‎ ‎7.甲、乙物体的密度相同，甲的体积是乙的2倍，将它们叠放在水槽里的水中，水面恰好与甲的上表面相平，如图所示，现将乙物体取下，当甲物体静止时，甲物体将( D ) ‎ A．沉在水槽的底部 B．悬浮在原位置 ‎ C．漂浮，水下部分高度与甲的高度之比为1∶2 ‎ D．漂浮，露出水面部分的体积与甲的体积之比为1∶3 ‎ ‎8.如图所示，把甲铁块放在木块上，木块恰好浸没于水中，把乙块系在这个木块下面，木块也恰好浸没水中，已知铁的密度为7.9×103kg/m3．甲、乙铁块的质量比 ．‎ ‎9.底面积为400cm2的圆柱形容器内装有适量的水，将其竖直放在水平桌面上，把边长为10cm的正方体木块A放入水后，再在木块A的上方放一物体B，物体B恰好没入水中，如图（a）所示．已知物体B的密度为6×103kg/m3．质 量为0.6kg．（取g＝10N/kg） ‎ 求：（1）木块A的密度． ‎ ‎  （2）若将B放入水中，如图（b）所示，求水对容器底部压强的变化．‎ ‎10.学完“浮力”知识后，小芳同学进行了相关的实践活动．（p水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg） ‎ ‎（1）她选取一质量为750g、体积为1250cm3‎ 长方体木块，让它漂浮在水面上，如图甲所示，求木块受到的浮力． ‎ ‎（2）取来规格相同由合金材料制成的螺母若干，每只螺母质量为50g，将螺母逐个放置在漂浮的木块上．问：放多少只螺母时，木块刚好浸没在水中？ ‎ ‎（3）她又用弹簧测力计、一只螺母做了如图乙所示的实验，弹簧测力计静止时的示数为0.4N，求合金材料的密度．‎