1.如图所示，杠杆AD放在钢制水平凹槽BC中，杠杆AD能以B点或C点为支点在

竖直平面内转动，BC=0.2m．细绳的一端系在杠杆的A端，另一端绕过动滑轮固定在天花板上，物体E挂在动滑轮的挂钩上。浸没在水中的物体H通过细绳挂在杠杆的D端，与杠杆D端固定连接的水平圆盘的上表面受到的压力为F．已知

60N≤F≤200N，动滑轮的质量m0=1kg，物体H的密度ρ=2×103kg/m3，AD=0.8m，CD=0.2m，杠杆、圆盘、细绳的质量及摩擦均忽略不计，g取10N/kg．为使杠杆AD 保持水平平衡，求：

（1）物体E的最小质量m；

（2）物体H的最小体积V。

2.为寻找失联的MH370航班，启用了“蓝鳍金鱼﹣21”（简称“金鱼”）自主水

下航行器进行深海搜寻．其外形与潜艇相似（如图甲所示），相关标准参数为：体积1m3、质量750kg，最大潜水深度4500m，最大航速7.4km/h（不考虑海水密度变化，密度ρ取1.0×103kg/m3，g取

10N/kg）．

（1）假设“金鱼”上有面积为20cm2的探测窗口，当它由海水中2000m处下潜至最大潜水深度处，问该探测窗口承受海水的压力增加了多少？（2）“金鱼”搜寻任务完成后，变为自重时恰能静止漂浮在海面上，此时露出海面体积为多大？

（3）若上述漂浮在海面的“金鱼”，由起重装置将其匀速竖直吊离海面．起重装置拉力的功率随时间变化的图象如图乙所示，图中P3=3P1．求t1时刻起重装置对“金鱼”的拉力（不考虑水的阻力）．

3.如图所示，将一个重为20N的物块用弹簧测力计挂着浸没在装满水的溢水杯中，物

块静止后，从杯中溢出的水的质量为0.5kg，求：（ρ水＝1.0×103kg／m3）

（1）弹簧测力计的示数。

（2）物体的密度。

4.某兴趣小组利用同一物体“探究浮力大小等于什么”的实验过程如图所示。

（1）物体所受的重力为_______N。

（2）利用水进行探究记录的实验数据如下表，请将表中空缺的数据补充完整。

实验过程弹簧测力计的示

数F（N）

排开液体的体积

V（cm3）

排开液体的重力

G（N）

液体所受的浮力

F（N）

A4000 B 3.5500.5C10011

D310011

（）利用另一种液体进行实验（如图所示），则所用液体的密度是；

（4）当测力计吊着物体，从接触水面开始缓慢完全浸入水中，到与底部刚好接触的过程中，能正确表示物体所受浮力F与浸入水中深度h关系的图象是______；

（5）分析实验数据可知，物体所受浮力大小等于______。

（6）小亮想利用实验结论来计算体积2.5立方分米，重22N的长方体物块浸没在水中受到多大的浮力，并判断自由状态下物块是漂浮、悬浮还是沉底，请帮他完成。

5.在打捞海底沉船时，常用水下机器人潜入水下打捞船上的物品，已知海水密度ρ海

水=1.03×103kg/m3。(g=10N/kg)⑴机器人在水下70m处受到海水产生的压强是多大？

⑵某时刻机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.02m3，密度为2.7×103kg/m3的

物体静止不动，求该力的大小。

6.如图所示是一艘完全依靠太阳能驱动的船，该船长30m，宽15m，排水量60t，船

的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为1．6×105W，若接收的太阳能只用来驱动船前进。在一次航行中，从某一时刻开始，太阳能船受到水平方向的牵引力F随时间t的变化关系如图甲所示，船的运动速度v随时间t的变化关系如图乙所示。(g取10N/kg) 求：

(1)满载时太阳能船受到的浮力；(2)第50s到第100s内牵引力做的功；

(3)第50s到第100s的运动过程中，太阳能船的效率。

7.归纳式探究

某同学用弹簧测力计下悬挂一均匀实心金属圆柱体，他先把圆柱体浸在同种液体中，

通过改变液面到圆柱体底部的距离，记下弹簧测力计的示数（如表1）．再把圆柱体浸没在不同液体中，分别记下了弹簧测力计的示数（如表2）。

表1

液面到金属块底部的距离h（米）00.20.30.40.50.60.7

弹簧测力计示数F（牛）13.511.19.98.77.57.5______ 表

液体密度ρ（×103千克/米3） 1.2 1.8 2.0 2.2 2.4 2.5

弹簧测力示数F（牛）7.5 4.5______ 2.5 1.5 1.0

（1）完成表1和表2中的空格填写。

（2）分析表1中数据可知，物体的重力为______，进一步分析可以看出拉力大小与物体浸没液体中的深度______（填“有关”或“无关”）

（3）当物体浸没在密度为3.0×103千克/米3的液体中时，发现测得弹簧测力计的示数为0，则该种液体的密度______物体的密度。

（4）在图中，能正确反映表2中弹簧测力计示数与液体密度之间关系是图中的______。

8.一金属块重为27N，挂在弹簧测力计的挂钩下浸没在水中时，弹簧测力计的示数为

17N．求：

（1）金属块的质量；（2）金属块浸没在水中时受到的浮力；

（3）金属块排开水的体积；

（4）金属块的密度。

9.A.体积为2m3，密度为的古代石像沉在河底，考古工作者用动滑轮

将石像缓慢提升，如图所示，在石像没有露出水面前，若不计摩擦和滑轮重力，求：（g取10N/kg，）

（1）石像在水中受到的浮力；

（2）作用于绳端的拉力。

B．在修建轨道时，建筑工人用图所示的滑轮组提升重360N的水泥砼，建筑工人用150N的拉力在1min内使水泥砼匀速上升10m。求：（g取10N/kg）

（1）工人做的有用功；

（2）拉力所做功的功率；

（3）此时滑轮组的机械效率。

10.在探究“影响浮力大小因素的实验”时，小琴做了一系列的实验（实验装置及相关

数据如图所示），请回答以下问题：

（1）物体A在图②水中所受浮力大小为______N；

（2）分析比较图①②③，可以得出结论：物体所受浮力的大小与______ 有关。

（3）在图③若物体A完全浸没在盐水后，继续向下移动，则物体A受到的浮力将______。（选填“变大”、“变小”或“不变”）

-------- 答案及其解析 --------

1.答案：解：由于60N≤F≤200N，当F min=60N时，由题意知，此时以B点为支点，分别以E、杆、H为研究对象，受力分析如图所示：

；

因为是动滑轮，所以F A=（m+m0）g

F D=F+

G H-F浮=F+ρgV-ρ水gV

根据题意及杠杆的平衡条件：

F A•L AB≤F D•L BD

则（m+m0）g×L AB≤（F min+ρgV-ρ水gV）×L BD①

当F max=200N时，由题意知，此时以C点为支点，分别以以E、杆、H为研究对象，受力分析如图所示：

根据题意及杠杆的平衡条件：

F A•L AC≥F D•L CD

则（m+m0）g×L AC≥（F max+ρgV-ρ水gV）×L CD②

由①②可得：

（F max+ρgV-ρ水gV）≤（m+m0）g≤F min+ρgV-ρ水gV

V≥1.0×10-3m3，m≥13kg

因此物体E的最小质量为13kg，物体H的最小体积为1.0×10-3m3。

答：（1）物体E的最小质量为13kg；（2）物体H的最小体积为1.0×10-3m3。

解析：将整个题目分成三部分：

①动滑轮的特点：F=（G动+G物）

②杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2

③浮力知识：F=G-F浮

关键是对各种情况进行受力分析，搞清各力之间的关系，什么时候是最小值，什么时候是最大值；此题是一道有关杠杆、滑轮、浮力的综合性题目，关键是利用学过的知识对杠杆进行分析，利用滑轮和浮力的知识分析出杠杆所受的力，根据杠杆的平衡条件计算出结果。

2.答案：解：（1）海面下2000m处的压强为：

p1=ρgh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×2000m=2×107Pa；

下潜至最大潜水深度处压强为：p2=ρgh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×4500m=4.5×107Pa；

增加的压强为：△p=p2-p1=4.5×107Pa-2×107Pa=2.5×107Pa；

探测窗口承受海水的压力增加：△F=△pS=2.5×107Pa×20×10-4m2=5×104N；

（2）由于“金鱼”搜寻任务完成后，静止漂浮在海面上，

所以有F浮=G．又由F浮=ρV排g，G=mg，得ρV排g=mg；

；

则露出海面体积为：V露=V-V排=1m3-0.75m3=0.25m3；

（3）由于起重装置吊起“金鱼”是匀速竖直离海面，所以速度保持不变即v1=v3，

由P=Fv，得P1=F1v1，P3=F3v3，又P3=3P1，

所以有F3=3F1，在t3时刻“金鱼”离开水面，

由图象分析知，此时起重装置对“金鱼”的拉力等于“金鱼”的重力，

即F3=mg所以t1时刻起重装置对“金鱼”的拉力：

。

答：（1）窗口承受海水的压力增加了5×104N；

（2）露出海面体积为0.25立方米；

（3）起重装置对“金鱼”的拉力是2500N。

解析：（1）根据压强公式p=ρgh求航行器由2000m下潜至4500m深度时受到海水的压强差，根据公式F=PS求所受压力差；

（2）处于漂浮状态的物体露出液面的体积等于总体积与浸在液面下的体积之差；

（3）利用功率变形式，结合受力分析，计算所受拉力。

本题考查了浮力、压强和功的计算，认真计算即可正确解题，解题时，有时要注意单位换算。

3.答案：解：（1）由阿基米德原理可得，物块浸没在装满水的溢水杯中时所受到的浮力：

F浮=G排=m排g=0.5kg×10N/kg=5N；

由F浮=G-F′可得，弹簧测力计的示数：

F′=G-F浮=20N-5N=15N；

（2）因为物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等，

所以，由可得物体的体积：

，

由G=mg可得，物体的质量：

，

物体的密度：。

答：（1）弹簧测力计的示数为15N；

（2）物体的密度为4×103kg/m3。

解析：（1）知道物块浸没在装满水的溢水杯中时溢出水的质量，根据阿基米德原理求出受到的浮力；然后根据F浮=G-F′求出弹簧测力计的示数；

（2）物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等，根据求出物体的体积，根据G=mg和求出物体的密度。

本题考查了阿基米德原理和称重法求浮力以及密度公式、重力公式的应用，要注意物体浸没在液体中时排开液体的体积和自身的体积相等。

4.答案：4；1.2×103；C；排开液体的重力

解析：解：（1）由图A知，物体受到的重力为4N；

（2）B：F浮B=G-F B=4N-3.5N=0.5N；

C：F C=G-F浮C=4N-1N=3N；

（3）F浮E=G-F E=4N-2.8N=1.2N；

V排=600cm3-500cm3=100cm3=1×10-4m3；

由F浮=ρ液gV排得，ρ液===1.2×103kg/m3；

（4）在完全浸没前，随着深度的增加，受到的浮力增大；完全浸没后，深度增加，但浮力不变，所以C正确；

（5）由表格中数据知，浸在液体中的物体受到的浮力等于物体排开液体的重力；（6）物体完全浸没时受到的浮力：

F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.5×10-3m3=25N；

G=22N，

F浮＞G，所以物体上浮，最后漂浮在水面上。

故答案为：（1）4；（2）

实验过程弹簧测力计的示

数F（N）

排开液体的体积

V（cm3）

排开液体的重力

G（N）

液体所受的浮力

F（N）

A4000B 3.5500.50.5

C310011

D310011

最后漂浮在水面上。

（1）物体在空气中时弹簧测力计的拉力等于物体的重力；

（2）根据阿基米德原理，排开水的重力等于物体所受的浮力，根据F浮=G-F计算物体所受的浮力大小；

（3）根据AE计算出在E中受到的浮力，由F浮=ρ液gV排得，ρ液=，代入数据便可求

出液体的密度；

（4）当物体慢慢浸入水中时，完全浸没前，由于排开水的体积增大，受到的浮力增大，当物体完全浸没后，深度增大，排开水的体积不变，浮力不变；

（5）根据表格中数据进行分析，得出浮力大小等于物体排开液体的重力；

（6）根据物体的浮沉条件，首先计算出物体完全浸没时受到的浮力，根据浮力与重力的关系判断物体的沉浮。

此题是“探究浮力大小等于什么”的实验，考查了称重法浮力公式的应用，同时考查了对阿基米德原理的掌握及公式的变形应用，还涉及到了物体的浮沉判断，考查得比较全面。

5.答案：解：（1）机器人受到海水的压强：

p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×70m=7.21×105Pa；

（2）∵物体在水下静止，V排=V物，

∴物体受平衡力的作用，

∴G=F浮+F举

F举=G-F浮=ρ物gV物-ρ海水gV排

=2.7×103kg/m3×10N/kg×0.02m3-1.03×103kg/m3×10N/kg×0.02m3

=334N。

答：（1）机器人在水下70m处受到海水产生的压强是7.21×105Pa；

（2）举力的大小是334N。

解析：（1）知道深度和海水的密度，利用液体压强公式求机器人受到海水的压强；（2）知道物体的体积、密度和海水的密度，利用重力公式和阿基米德原理可以求物体重和所受浮力；又因为机器人在水下物体静止不动，物体受重力等于物体受浮力加上机器人对它向上的力，据此求机器人对物体施加的力。

6.答案：解：（1）满载时太阳能船受到的浮力：

F浮=G排=m排g=60×103kg×10N/kg=6×105N；

（2）第50s到第100s内，由图甲可知牵引力F=8×104N，由图乙可知船匀速行驶的速度v=0.5m/s，

由可得，船行驶的距离：s=vt=0.5m/s×50s=25m，

第50s到第100s内牵引力做的功：W=Fs=8×104N×25m=2×106J；

（3）由题可知，太阳能电池板接收太阳能的功率为1.6×105W，

则第50s到第100s的运动过程中，太阳能电池板接收到的太阳能：

E=Pt=1.6×105W×50s=8×106J，

则太阳能船的效率：。

答：（1）满载时太阳能船受到的浮力为6×105N；（2）第50s到第100s内牵引力做的功为2×106J；

（3）第50s到第100s的运动过程中，太阳能船的效率为25%。

解析：（1）知道太阳能船的排水量，根据阿基米德原理F浮=G排=m排g求出满载时受到的浮力；

（2）第50s到第100s内，由图甲可知牵引力的大小，由图乙可知船的速度，根据s=vt 求出船行驶的距离，根据W=Fs求出牵引力做的功；

（3）知道太阳能电池板接收太阳能的功率，根据E=Pt求出接收到的太阳能，利用求出太阳能船的效率。

本题考查了阿基米德原理和速度公式、做功公式、功率公式、效率公式的应用，从图象中读出第50s到第100s内的牵引力和速度是关键。

7.答案：7.5；3.5；13.5N；无关；等于；A

解析：解：（1）表1中，当液面到金属块底部的距离达到并超过0.5m时，弹簧测力计的示数不再变化，始终保持7.5N，说明此时物体完全浸没，故表中空格处的数值均为7.5N；

表2中，液体密度越大，弹簧测力计示数越小，仔细分析可以看出，液体密度每增大0.2×l03Kg/m3，弹簧测力计的示数F就减小1N，故表中空格处的数据为4.5N-1N=3.5N；（2）表1中，当液面到金属块底部的距离为0时，物体还未接触水面，此时测力计的示数就是物体的重力，即G=13.5N；

当h达到0.5m时，弹簧测力计的示数不再改变，说明此时金属块已完全浸入液体中，其浮力的大小不再改变，进一步分析可以看出拉力大小与物体浸没液体中的深度无关；（3）当物体浸没在密度为3.0×103千克/米3的液体中时，发现测得弹簧测力计的示数为0，则该种液体的密度等于物体的密度，此时物体可以悬浮在液体中，不再需要测力计的拉力。

（4）表1中可以看出，弹簧测力计的示数F随液体的密度ρ的增大而减小，故初步判断只有A、B可选，同时可以判断弹簧测力计的示数F不可能为负值，故B可以排出，只有A符合题意。

故答案为：（1）7.5；3.5；（2）13.5N；无关；（3）等于；A。

（1）观察表1中的数据可以看出，一开始，当金属块底部距离液面的越深时，弹簧测力计的示数越小，但当h达到0.5m时，弹簧测力计的示数不再改变，说明此时金属块已完全浸入液体中，其浮力的大小不再改变。据此可得出表1空格处的数值；

观察表2中的数据可以看出，随着液体密度的增大，弹簧测力计的示数在逐渐减小，通过计算得出变化的数量关系，即可得出表中空格处的数值；

（2）根据表一中的数据，当物体未浸没时测力计的示数，可得出物体的重力；并根据测力计示数随深度的变化规律可得出拉力大小与浸没深度的关系；

（3）当物体的密度与液体的密度相同时，则物体可以悬浮在液体中，测力计的示数为零；

（4）表2中F随ρ的增大而减小，且F不可能为负值，据此可对四个图象做出判断。对表1的分析要抓住关键数据，从中找出当何时物体完全浸没，此时深度的改变不会影响测力计示数的大小，据此得出要求的数据；对表2的分析主要运用了归纳的方法，找出数据变法的规律及数量关系，以此推断出要求的数据；总之能正确分析表中的数据，熟练运用阿基米德原理和浮沉条件等，是解答本题的关键，有一定的难度。

8.答案：解：（1）由G=mg可得金属块的质量：

m===2.7kg；

（2）金属块浸没在水中时受到的浮力：F浮=G-F示=27N-17N=10N；

（3）由F浮=ρ水gV排可得金属块排开水的体积：

V排===10-3m3；

（4）金属块全部浸没在水中，则V金=V排=10-3m3，

金属块的密度：

ρ金===2.7×103kg/m3。

答：（1）金属块的质量为2.7kg；

（2）金属块浸没在水中时受到的浮力为10N；

（3）金属块排开水的体积为10-3m3；

（4）金属块的密度为2.7×103kg/m3。

解析：（1）由公式G=mg求出物体的质量；

（2）利用二次称重法求出金属块受到水对它的浮力；

（3）根据F浮=ρ水gV排求出金属块排开水的体积，当金属块浸没水中时，排开水的体积等于金属块的体积；

（4）根据公式ρ=求出该金属块的密度。

本题考查了学生对阿基米德原理的掌握和运用，利用好称重法测浮力是本题的关键。

9.答案：解：

A

（1）石像受到的浮力：

答：石像受到的力为：2×104N

(2)石像的重力：

石像受到的拉力：

绳端拉力：

答：绳端的拉力为1.6×104N

B

（1）工人做的有用功：

答：工人做的有用功为3600J.

(2) 滑轮组的股数为

绳子端移动的距离

拉力做的功：

拉力的功率为：

答：拉力的做功的功率为75W。

（3）滑轮组的机械效率为：

答：滑轮组的机械效率为80%。

解析：A

【分析】

（1）石像没有露出水面前，排开水的体积不变，根据阿基米德原理带入数据即可计算出石像浮力的大小；

（2）石像在水中受到重力、浮力和绳的拉力的作用，且处于平衡状态，根据重力计算公式出石像重力的大小，根据绳对石像的拉力与重力和浮力关系即可计算出绳对石像拉力的大小，最后根据动滑轮的特点，绳端拉力与绳对石像拉力之间的关系即可求出绳端拉力的大小。

本题考查了浮力的计算、动滑轮的特点，准确判断出绳对石像的拉力与石像重力、浮力之间的关系是解题的关键。

B

【分析】

（1）根据有用功计算公式带入数据即可得出答案；

（2）根据滑轮组的股数计算出绳端移动的距离，根据总功计算公式求出拉力所做的功，再根据功率计算公式即可计算出功率的大小；

（3）根据机械效率计算公式，带入数据即可得出答案。

本题考查了滑轮组的相关计算，准确判断出滑轮组的股数是解题的关键。

10.答案：0.8；液体密度；不变

解析：解：（1）由图①所示实验可知，物体的重力G=3.6N；

在②中物体受到的浮力F浮=G-F=3.6N-2.8N=0.8N；

（2）由图示①、②、③所示实验可知，物体排开液体的体积相同而液体密度不同，物体受到的浮力不同，由此可知，浮力大小与液体密度有关。

（3）物体浸没在盐水中，排开盐水的体积等于物体自身的体积，继续向下移动时，排开盐水的体积V不变，盐水密度ρ不变，由浮力公式F=ρgV可知，物体A受到的浮力将不变。

故答案为：（1）0.8；（2）液体密度；（3）不变。

（1）浸在液体中的物体受到的浮力等于物体的重力减去物体浸在液体中弹簧测力计的示数，即F浮=G-F；

（2）同一物体浸没在水和盐水中排开液体的体积是相等的，都等于物体的体积；盐水的密度大于水的密度，通过F浮=G-F示求出浮力的大小，若浮力不同就说明了浮力的大小和液体的密度有关；

（3）根据浮力公式分析答题。

此题考查了探究浮力大小实验，应用控制变量法分析图示实验即可正确解题，解题时要注意浮力公式的应用。下载本文