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2014.4.25压轴题中浮力与压强的关联
2025-09-29 17:04:55 责编:小OO
文档
例1桌面上有一足够高、底面积为5×10-3米2水槽,其中装有适量水,另有一枚三角形柱体铁块放置在桌面上,如图7(a)所示,铁块高h=6cm,其横截面是直角三角形,两直角边a=4cm,b=3cm,铁密度ρ=7.8×103kg/m3,现将铁块放入水槽,它的最大侧面同水槽底紧密接触,如图7(b)所示。若此时水槽中水深H=10cm,求:

(1)铁块的质量m铁。

(2)水槽中水的质量m水。

(3)铁块对水槽底的压力F与压强p为多少?(本题g取10N/kg)

例2如图6所示,在足够深的圆柱形水槽内装有适量的水,水深0.3m,设此时水对水槽底的压强为p0,将质量为50g的木块浸没在水中,用细线拴在水槽底,此时水对水槽底的压强为1.5p0,线对木块的拉力是放入木块之前水对水槽底压力的。求:

(1)放入木块之前水对水槽底的压强p0。

(2) 木块的密度ρ木与体积V木。

(3)剪断细线后,水槽底受到的压力的最小值F最小。(本题g取10N/kg)

例3 如图所示,一个质量为1.58千克的实心铁块,(铁=7.9×103千克/米3)用一根细线与一木块相连结,实心木块的密度为0.5×103千克/米3,体积为5×10-3米3。

(1)求出铁块的体积V铁与木块的体积V木。

(2)若不断向容器中倒水,当木块露出水面的体积多大时,铁块对容器底无压力?              

例4 如图14所示,水平地面上足够深的轻质圆柱形容器中放有质量为0.8千克,密度为0.8×103千克/米3的圆柱形木块。

  ①若木块、容器的底面积分别为2S、8S,往容器中加水,当木块对容器底部的压力恰好为0时,求:

 (a)容器对桌面的压力F。

 (b)此时容器内水的体积。

②若木块、容器的底面积分别为4S、6S,此时烧杯中仅有质量为0.5千克的水,请问:

__________(选填“能”或“不能”)使木块对容器底部的压力为0,请通过计算简要说明理由。

  

 ③若木块的底面积为1×10-2米2,容器的底面积为5×10-2米2,高度为0.4米,在往容器中加水的过程中,水对木块底部的压强p1与容器对地面的压强p2的比值存在________(选填“最大值”或“最小值”),并求出此比值p1/p2。

例5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3×10-4 m2,高为10cm,质量为0.3kg。问:

  ⑴玻璃杯对桌面的压强多大?

⑵把玻璃杯口朝上放入水银槽内,往杯内缓慢添加某种矿石粉,当矿石粉达到杯内一半时,杯口恰好与水银面相平,该矿石粉密度多大?(ρ水银=13.6×103Kg/m3)

例6在水平桌面上竖直放置一个圆柱形容器,内装一定深度的水。将挂在弹簧测力计下体积为V=1×10-3米3的金属浸没在该液体中(水未溢出)。物体静止时,弹簧测力计示数为F=4N;撤去弹簧测力计,球下沉并静止于容器底部,此时液体对容器底的压力为容器底对金属球的支持力的10倍。(本题g取10N/kg)

求:

(1)金属球的密度ρ球与质量m球;

(2)圆柱形容器内水的质量m水。

例7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2.5×10-3m3的小柱体,静止时,木块刚好能全部浸入水中,如图甲;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,如图乙。(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)求:

①木块的密度ρ木与质量m木;  

②小柱体的密度ρ柱。

③拿走小柱体后,水对容器底部压力的变化量ΔF。

例8如图所示,水平地面上有一个底面积为2×10-2m2的容器,容器高度为0.2m,一边长为10 cm的正方体木块,在水中静止时,刚好有二分之一露出水面,此时水深为15cm。若g取10N/kg, 求:

①木块的密度是多大?

②用手将木块缓慢压人水中,当木块刚好全部没人水中时,手对木块的压力是多大?

③当木块刚好全部没人水中时,水对容器底部的压力为多少?

例9了给立方体工件表面均匀地涂上某种油,需要用竖直向下的力F把漂浮在油面上的工件缓缓地压入油内,如图6甲所示。工件的下底面与油面的距离为h,力F与h的大小关系如图6乙所示。小科觉得图中CB的延长线BA段是没有意义的,老师告诉他,力F为负值时,表明它的方向与原来的方向相反了。

(1)分析BC段:随着h的增大,工件所受的浮力大小将    _    ,油对工件下底面的压强大小将    _    (填“变大”、“变小”或“不变”);    

(2)若A点的坐标为(-a,0),则a=        。 从图像分析,a表示了工件一个物理量的值,这个量就是工件的    _     ;

(3)求C点所对应状态下,工件所受的浮力及油对工件下底面的压强。(不考虑大气压强)

例10如图7所示,在底面积为S=4×10-2m2的圆柱形水槽底部有一个金属球,圆柱型的烧杯漂浮在水面上,此时烧杯底受到水的压力为F1=10N。若把金属球从水中捞出放在烧杯里使其底部保持水平漂浮在水中,此时烧杯底受到水的压力为F2=25    N,此时水槽底部受到水的压强与捞起金属球前的变化量为250pa,水的密度已知。则:

(1)金属球的质量和密度为多少?

(2)捞起前金属球受的支持力为多少?

例11如图8所示,底面积为S=2×10-2m2的圆柱形水槽内,一装有金属球的小盆漂浮在圆柱形水槽的水面上,此时小盆受浮力F1=30N。若把金属球从盆中拿出并投入水槽中,球沉到水槽的底部。此时小盆受浮力F2=10N,水槽底对金属球的支持力为N=10N。求:

(1)金属球的密度ρ球;

(2)水对水槽底部的压强变化量ΔP与压力变化量ΔF;

例12一个竖直放置在水平桌面上的圆柱形容器,内装某种液体。将体积为V的金属块A挂在弹簧测力计下并浸没在该液体中(A与容器底未接触)。金属块A静止时,弹簧测力计的示数为F。将木块B放入该液体中,静止后木块B露出液面的体积与其总体积之比为7:12,把金属块A放在木块B上面,木块B刚好没入液体中,如图10所示。若已知金属块A的体积与木块B的体积之比为13:24,求:

(1)金属块A受到的浮力F浮A、重力GA与密度ρA;

(2)木块B的重力GB;

(3)求F与V的关系。

例13如图1所示,放在水平桌面上的甲、乙两容器质量相等,上下两部分高度相同,容器壁厚度可忽略。容器甲的底面积为S1,开口端面积为S2,容器乙的底面积为S2,开口端面积为S1,S1∶S2=1∶2。在两容器中装入深度相同的水,再分别放入体积相同,密度不同的物块A 和B。物块A 放在容器甲中,静止时有的体积露出水面,物块B 放在容器乙中,静止时有的体积露出水面,物块A 和B 均未与容器底部接触,水也没有溢出。求:

(1)物体A的密度ρA与B的密度ρB;

(2)放入物块前,甲、乙容器对桌面的压强之比p甲/p乙;

(3)放入物块后,甲、乙容器底部受到水的压强变化量之比Δp1/Δp2;

(4)放入物块后,甲、乙容器底部受到水的压力变化量之比ΔF1/ΔF2。

例14如图8所示,向两个质量可以忽略不计且完全相同的塑料瓶中装入密度为ρA和ρB的液体后密闭,把它们分别放在盛有密度为ρ甲、ρ乙两种液体的容器中,所受浮力分别为F甲、F乙,二者露出液面的高度相等,下列判断正确的是(      )

A.由图可知:ρA >ρ甲>ρ乙 

B.若ρA =ρB,则ρ甲>ρ乙 

C.若ρ甲=ρ乙,则ρA>ρB 

D.若F甲=F乙,则ρ甲>ρ乙

例15如图9所示的薄壁容器的质量为0.1千克,底面积为200厘米2,容器放在水平地面上。在容器中注入重力为50牛的水,水面到容器底部的深度为20厘米。

求: 

     (1)水对容器底部的压力。

     (2) 容器对地面的压强。

     (3)若在水中轻轻放入重力为2牛的小木块,水没有溢出,则水对容器底部增加的压力将_______容器对水平地面增加的压力(选填“大于”、“等于”或“小于”)。

     

例16如图所示烧杯中盛有水,将一块冰放入水中,冰漂浮在水面,此时水面恰好与杯子口相平。则在冰块熔化的过程中(     )

A.将有水从烧杯中溢出      B. 水面先下降后上升  

C.烧杯中的水面会下降      D. 水面始终与杯子口相平

例17 曹冲称象"是家喻户晓的典故。某校兴趣小组模仿这一现象,制作了一把"浮力秤"。将厚底直筒形状的玻璃杯浸入水中,如图所示。已知玻璃杯的质量为200g,底面积为30cm2,高度为15cm。(水的密度ρ水=1×103kg/m3)求:

⑴将杯子开口向上竖直放入水中时(注:水未进入杯内),杯子受到的浮力。

⑵此时杯子浸入水中的深度(即为该浮力秤的零刻度位置)。

⑶此浮力秤的最大称量(即量程)。

例18 如图所示,一圆柱形容器,底面积为100cm2,内装有20cm深的水.现把一质量为120g,密度为0.6×103kg/m3的木块放入水中,水未溢出杯外(计算时ρ水取1.0×103kg/m3,ρ铁取8.0×103kg/m3,g取10N/kg.) 求:

(1) 静止后木块浸入水中的体积.

(2) 若把木块缓慢地刚好全部压入水中(水未溢出),此时水对容器底的压强为多大?

(3) 若在木块上放一铁块,使他们不沉入水底,铁块的最大质量是多少?下载本文

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