2023年中考物理高频考点突破-浮力的综合计算(有答案)

2023年中考物理高频考点突破——浮力的综合计算

1.如图甲，底面积为200cm2的圆柱形容器中水深为30cm,将一棱长为10cm的正方体物

块轻轻放入水中，物块漂浮在水面上，水面上升了4cm,如图所示。（p^l.OxlO3kg/m3,g

取10N/kg）求：

（1）物块未放入水中时，水对容器底部的压强。

（2）物块浮在水面上时所受水的浮力。

（3）物块的密度。

2.如图甲所示，底面积为0.04m2的薄壁正方形容器（质量不计）放在水平桌面上，将质地

均匀的实心圆柱体竖直放在容器底部，其横截面积为002n?,高度为0.15m。然后向容器内

缓慢注入某种液体，圆柱体始终直立，圆柱体对容器底部的压力与注入液体的质量的关系图

像如图乙所示。g取10N/kg,圆柱体不吸该液体。求：

（1）圆柱体受到的重力为多少？

（2）当圆柱体刚好被浸没时，它受到的浮力是多少？

（3）当液体对容器底部的压强与容器对水平桌面的压强之比为1:3时、容器内液体的质量

是多少？

3.如图是创新科技小组用轻质杆设计制作了测量液体密度的工具——密度秤。其中经防腐

处理的合金块重8N,体积IxIOTm，,秤坨重2N,秤纽处。到4端长10cm。测量时手提着

秤纽将密度秤的合金块浸没在待测液体中（不接触容器），调节秤坨位置，使秤杆AB在水

平位置平衡，此时秤蛇悬挂处的刻度值为被测液体密度。g取10N/kg,请解答下列问题：

（1）创新科技小组在烧杯内装入适量的待测液体，其测量情况如图，测得OC长30cm。此

时秤杆A端受到绳子的拉力为多大？

（2）C点刻度表示的待测液体密度多大？

（3）若烧杯内底面积为1X10?n?,则以上过程中合金块放入前后，待测液体对烧杯底部压

强变化了多少？

4.如图所示，将质量为100g、底面积为lOOcn?的溢水杯中注满水，水的质量为900g,将

边长为5cm的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中。木块静止时，从杯中溢出水的

质量为75g,（g取10N/kg）试计算：

（1）木块受到的浮力；

（2）木块的密度；

（3）放入木块后溢水杯对水平桌面的压强。

5.如图甲所示，底面积为200cm2的圆柱形容器内装有适量的水，边长为0.1m的正方体木

块漂浮在水面上，木块的下表面距离水面0.06m,求：（g取10N/kg）

（1）木块受到的浮力是多大？

（2）木块的密度是多少？

（3）若在木块上放一金属块，木块恰好没入水中，如图乙，则金属块的重力是多少？

6.如图所示，底面积为lOOcn?的溢水杯注满水后。将边长为5cm的实心正方体木块轻轻

放入装满水的溢水杯中。木块静止时漂浮在水面上，溢水杯旁的小杯对水平桌面的压力增加

了0.75N。其中，g取10N/kg。求:

(1)木块受到的浮力；

(2)木块的密度;

(3)木块下表面受到水的压强。

7.中国研发的万米载人潜水器"奋斗者''号，成功下潜到全球海洋最深处。“奋斗者”号总质

量为36吨，不考虑海水密度的变化，/>"1.02xl03kg/m3,g取10N/kg。则：

(1)“奋斗者”号下潜到多少m时，仪表显示潜水器受到海水的压强为7.14xl()7pa；

(2)“奋斗者”号完成任务后，漂浮在海面上，受到的浮力多少N?

(3)利用图1所示的起重装置将其匀速竖直吊离水面。起重装置起吊拉力的功率随时间变

化的图像如图2所示，图中巳=2匕。求力时刻“奋斗者”号受到的浮力大小？(不考虑水的

阻力)。

图1图2

8.如图，在足够高的圆柱形容器底部，贴有一个底面为边长为0.1m正方形的压力传感器(厚

度不计)。将一个边长为0.1m的实心正方体物块放在传感器上，然后缓慢地向容器内倒入某

种液体，物块对传感器的压力F与倒入液体的深度//的关系如下表所示。求：

h/m00.010.020.030.04

F/N64.83.62.41.2

(1)实心正方体物块的重力；

(2)液体的密度；

(3)液体深度人从0增加到0.08m的过程中，浮力对物块做的功。

9.如图甲所示，一个圆柱形容器的底面积为200cm2,然后在容器中装入适量水，现在有一

个重为24N、高为12cm、底面积为100cm2的物体，用一个弹簧通过细绳将物体悬挂在水面

上，并将物体慢慢没入水中，当物体上表面恰好与水面相平时，水的深度为20cm。如图乙

所示为弹簧所受拉力户与其伸长量Ax的关系。求：

(1)当物体上表面恰好与水面相平时，水对容器底的压强；

(2)此时弹簧所受拉力的大小；

(3)若打开阀门K放出水，使物体有四分之三的长度露出水面，问需要放出水的质量和容

器对水平地面的压强变化量各为多少？

10

20cm

Ax/cm

—►

TTTTTnifnmiinni10.0

甲乙

10.在底面积为S/的圆柱形容器中注入水，把一横截面积为52、高为从密度为P物的圆柱

体放入水中，圆柱体静止后漂浮在水面上(图所示)，此时容器中的水深为“。水的密度为

P次。要求：

(1)画出圆柱体漂浮在水中时竖直方向受力示意图;

(2)求圆柱体在水中漂浮时受到的浮力；

(3)求放入圆柱体前，水对容器底部的压力。

与

11.在底面积为200cm2圆柱形底部。点处固定一个轻质连杆，连杆的长度为12cm,将体

积为lxl0-3m3的圆柱体物块A固定在连杆的顶端，如图甲所示。。点受物块A的压（拉）

力尸与容器中注入水的质量相的关系如图乙，已知〃点注水的质量为2.4kg,c点注水质量

为5.4kg,A恰好浸没时，受到轻杆的拉力为5N,（轻质连杆的质量、体积忽略不计）求：

（1）物块A浸没在水中时受到的浮力；

（2）物块A的密度；

（3）当注水至。点时，容器底部受到水的压强。

12.如图甲所示，水平地面上有一底面积为400cm2、不计质量的薄壁柱形容器。容器中放

有一个用细线与容器底部相连的小木块，质量为600g,细线体积忽略不计。如图乙所示，

往容器中缓慢加水，直至木块完全没入水中，木块所受的浮力F浮与时间，的关系图象如图

丙所示，其中48段表示木块离开容器底上升直至细线被拉直的过程（已知g取10N/kg）。

求：

（1）木块浸没在水中时绳子的拉力；

（2）木块的密度；

（3）剪断绳子，木块静止后水对容器底部压强的变化量。

13.一柱形容器，深度足够，底面积为0.50?,盛有适量的水。如图甲所示，现将一个底面

积为O.ln?、体积为In?的物体A放入其中，物体A漂浮于水面上。如图乙所示，当再给

物体A施加一个竖直向下的大小不变的力F后，直至使物体A恰好浸没于水中时保持静止，

此时容器底部受到的压强增大了lxlO4Pa,求：

（1）物体A浸没水中静止时容器底部所受的压力增大了多少？

（2）物体A浸没水中保持静止时受到的浮力是多少？

（3）物体A从漂浮水面到浸没水中静止过程中力厂做的功是多少？

14.如图甲所示，薄壁圆柱形容器放在水平台上，容器的底面积S容=100cm2,质量均匀的

圆柱体物块上表面中央用足够长的细绳系住，悬挂于容器中。以恒定速度向容器中缓慢注水

（每分钟注入100g）,直至注满容器为止，细绳的拉力大小与注水时间的关系图像如图乙所

示。p次=lg/cm3,常数g=10N/kg,物块不吸水，忽略细绳体积、液体扰动等其它次要因素。

求：

（1）注水前圆柱体物块的下表面到容器底部的距离//;

（2）圆柱体物块的底面积；

（3）当细绳的拉力为1.4N时，求水对物块下表面的压强。

15.如图甲所示，足够高的圆柱形容器底面积为50cm2,容器内装有一定量的水，容器正上

方天花板上有轻质细杆（体积忽略不计），黏合着由两个横截面积不同的实心圆柱体M,N

组成的组合，此组合是由不吸水的复合材料构成，且有/?M=15cmo容器底部有一个出水口，

最初水面与的上表面相平，打开阀门放水直到水放完。杆上方有一传感器可显示杆对物体作

用力的大小。图乙中坐标记录了杆对物体作用力大小与排出水的体积之间的关系。根据相关

信息，求：

（1）M与N的总重力；

(2)放水前物体浸在水中的体积；

(3)当杆的示数为3B时，水对容器底的压强。

16.如图甲，小宇将一梯形容器放置在水平桌面上，再缓慢加入8kg的水至15cm深。现将

一不吸水的合金块缓慢浸入至;体积浸在水中，如图乙所示位置。测出此时细线对合金块的

拉力为78N,容器对桌面压强为2350Pa；如图丙所示，再将合金块浸没在水中，水无溢出,

测出此时拉力为72N,容器对桌面压强为2500Pa。求：

(1)图甲中水对容器底部的压强；

(2)图丙中合金块的浮力大小；

(3)松开细线，合金块沉底且无水溢出，不计细线质量，容器对桌面的压强。

17.半潜式钻井平台由甲板模块和下船体两部分组成，整体安装时，利用"泰山吊''将甲板模

块水平吊起，然后利用拖船将下船体水平拖至甲板模块正下方，再将甲板模块下放安装在下

船体上，甲板模块和下船体整体合拢后，“泰山吊”脱离，如图甲所示的“泰山吊''设备采用平

行双梁结构，在基座上端等长的前后横梁分别对甲板模块提供大小相等的竖直向上的拉力，

前排横梁跨度AC为125m。现有一半潜式钻井平台要进行吊装合拢作业，其甲板模块质量

是150001o

(1)若“泰山吊'’提升甲板模块的速度为0.2m/min,则lh可以将甲板模块提升多少米？

(2)若甲板模块被水平吊起后，其对前排横梁拉力的作用点可等效为8点，大小为甲板模

块重力的一半。已知A8:BC=12:13,则前排横梁对右侧基座的压力较吊起甲板模块前增大

了多少？

（3）甲板模块水平吊起后，用拖船将钻井平台的下船体水平抛至甲板模块正下方，此时下

船体的浮箱有羡露出水面（图乙）；再将甲板模块下方安装在下船体上，整体合拢后，“泰山

吊”脱离，此时下船体的浮箱有3三露出水面（图丙），求下船体质量是多少吨？

*Z.M

18.物件A是质量均匀的实心、不吸水长方体，另有一圆柱形容器B,其厚度忽略不计,

相关数据如表所示。如图甲所示将物件A放在容器B的正中央，然后按要求向容器B中加

水，p^=1.0xl03kg/m\g取10N/kg。

底面积（cm2）高(cm)质量（g）

物件A308192

容器B10015

（1）求物件A的密度。

（2）缓慢沿容器壁注入水，当物件A对容器B底部的压力刚为0时，求此时水对容器B

底部的压强。

（3）如图乙，在（2）的基础上，通过一轻质细线将物件A竖直向上提升6cm后悬挂起来，

待物件A稳定后（始终竖直），再继续注入水到细线对物体A拉力为0.42N时，忽略细绳体

积、液体扰动等其它次要因素，求继续注入水的质量。

19.小何同学用传感器设计了如图甲所示的力学装置，竖直细杆B的下端通过力传感器固

定在容器底部，它的上端与不吸水的实心正方体A固定，不计细杆B及连接处的质量和体

积。力传感器可以显示出细杆B的下端受到作用力的大小，现缓慢向容器中加水，当水深

为15cm时正方体A刚好浸没，力传感器的示数大小尸随水深力变化的图像如图乙所示•已

知容器底面积为300cm2,求：

（1）物体A重力；

（2）物体A的密度；

（3）当力传感器的示数大小F为。时，容器底部受到水的压强。

20.五一劳动节期间，小军将家中的景观鱼缸底部的鹅卵石取出清洗时，他将一个鹅卵石放

入鱼缸中,并将高为10cm正方体木块放入鱼缸水中，木块竖直漂浮在水面上,露出水面5cm,

如图甲所示。他再将鹅卵石捞出放在木块上，此时木块露出水面的高度为3cm,如图乙，他

用细线将鹅卵石悬挂于木块底部的中央，木块露出水面的高度为3.8cm,如图丙，鱼缸的底

面积为800cm2（不考虑捞石头时带出的水以及绳子的质量和体积）。求：

（1）木块漂浮时所受的浮力是多少？

（2）图丙中细绳对石块的拉力是多少？

（3）剪断丙中的细线，水对鱼缸底部的压强变化了多少？

III1L|

甲乙国

参考答案：

1.(1)3X103Pa；(2)8N；(3)0.8X103kg/m3

【详解】解：(1)物块未放入水中时，水对容器底部的压强为

p=p*g〃=1.0X103kg/m3X10N/kgX0.3m=3Xl()3pa

(2)物块排开水的体积为

容XA/?=200x10-4m2x0.04m=8xl0-4m3

物块受到的浮力为

F浮=P水gVtt=1.0X103kg/m3X10N/kgX8X10-4m3=8N

（3）物块漂浮，则物块的重力为

G=F浮=8N

物块的质量为为

m=Gg=8N10N/kg3=0.8kg

物块的体积为

V=(10cm)3=1000cm3=lX10-3m

则物体的密度为

答：(1)物块未放入水中时，水对容器底部的压强为3Xl()3pa。

(2)物块浮在水面上时所受水的浮力为8N。

(3)物块的密度为0.8XI()3kg/m3。

2.(1)160N；(2)30N；(3)3.5kg

【详解】解：(1)由乙图向容器注入液体的质量为0时，圆柱体对容器底部的压力来自与重

力，所以圆柱体的重力

G=F=160N

(2)由题意知，圆柱体的体积为

%=%/；=3xl0Tm3

当圆柱体刚好被浸没时，液体的体积为

由图乙可知，当圆柱体刚好被浸没时，注入液体的质量为3kg,则液体的密度为

根据阿基米德原理可得，当圆柱体刚好被浸没时，它受到的浮力为

%=外逐％=/g%=1x103kg/m3x10N/kgx3x10Tms=30N

(3)由(2)知，圆柱体刚好被浸没时注入液体的质量为3kg,当注入液体的质量叫小于或

等于3kg时，液体的底面积为

AS=5容一S枝=0.04m2-0.02m2=0.02m2

由夕=n£i可得，容器内液体的深度为

_叫

AS外AS

液体对容器底部的压强为

/，叫m】g

…gfg'k丽7①

由图乙可知，当没有注入液体时圆柱体对容器底部的压力为160N,即圆柱体的重力为160N,

则注入液体后，容器对水平桌面的压力为

F=160N+〃?]g

容器对水平桌面的压强为

外1=60^N+?〃②%g/

已知

Pt:P2=l：3③

将①②代入③解得

tny-3.2kg

因为仍=3.2kg>3kg,故应舍去。

当注入液体的质量用大于3kg时，即注入液体的深度大于15cm,因液体体积与圆柱体体积

之和等于容器底面积乘以液体的深度，即

曝+%=5眼

且根据Py可得液体的体积为

所以有

詈+%=S容%"

P浪

则此时液体的深度

坐+唳

h"=^——

s容

此时液体对容器底部的压强为

旦+匕

,。浪"m2g+P»gVfi®

A=P^gh=%gx—=--------J

。容J容

容器对水平桌面的压强为

£J6°N+sg

S容S容口

因为

P：：E=1：3⑥

将④⑤代入⑥解得

m2=3.5kg

答：(1)圆柱体受到的重力为I60N；

(2)当圆柱体刚好被浸没时，它受到的浮力是30N；

(3)当液体对容器底部的压强与容器对水平桌面的压强之比为1:3时，容器内液体的质量

是3.5kg»

3.(1)6N；(2)2xlO3kg/m3；(3)200Pa

【详解】解：(1)由杠杆平衡条件可得

FAxOA=G舵x0C

代入数据有

FAxlOcm=2Nx30cm

解得

以=6N

(2)由力的平衡条件可知，合金块受到的浮力

£字=G金一行=8N-6N=2N

因为合金块浸没在液体中，所以合金块排开液体的体积

^=V^=lxlO-4m3

由耳孚可得，液体的密度

p稔="=----------r=2x1O3依/m*

展g%lON/^xlxIO^m3

(3)由图可知，容器为柱形，合金块放入液体后对容器底增大的压力是由浮力的反作用力

引起的，水给合金块向上的浮力，合金块给水向下的压力，合金块放入液体后对容器底增大

的压力

AF=E?=2N

则增大的压强

AF2N

△Ap==-------7=200Pa

Slxio2m2

答：(1)此时秤杆A端受到绳子的拉力为6N：

(2)C点刻度表示的待测液体密度为2x103kg/n?：

(3)待测液体对烧杯底部压强变化了200Pa。

4.(1)0.75N；(2)0.6xl03kg/m3；(3)lOOOPa

【详解】解：(1)木块受到的浮力

F行G/jj=m103kgx10N/kg=0.75N

(2)正方体木块的体积

V次=(5xl()-2m)3=I.25X10-4m3

因为木块漂浮，所以

G卡尸桁0.75N

因为

G行tn木g=p木V木g

所以木块的密度

谭方

(3)因为木块漂浮在水面上，所以结合阿基米德原理可得

F桁G忻G木

此时溢水杯对桌面的压力

F=G#,+G行(m样+m水)=(0.9kg+0.1kg)xl0N/kg=10N

此时溢水杯对桌面的压强

丁'・OOOPa

答：(1)木块受到的浮力为0.75N；

(2)木块的密度为0.6x103kg/n?；

(3)放入木块后，溢水杯对桌面的压强为lOOOPa。

5.(1)6N；(2)0.6x103kg/m3；(3)4N

【详解】解：(1)木块排开水(浸入水中)的体积

V析〃S=0.1mxO.1mxO.O6m=6x10-4m3

由阿基米德原理可得木块受到的浮力

F/^=p水V4应=1x103kg/m3x6x10-4m3x10N/kg=6N

(2)木块的体积

V^=Z.MO.lm)3=lxlO-3m3

木块漂浮在水面上，根据物体浮沉条件可得木块的重力

G行F浮=6N

木块的质量

区=4

0.6kg

示g10N/kg

则木块的密度

p.=—=.O'里二=0.6x1()3kg/m3

(3)木块全部浸没在水中受到的浮力

F行p木叙方p水N1.Ox103kg/m3x1ON/kgx1x10-3m3=1ON

因为木块与金属块一起处于漂浮状态，则

F衍G^+G铁

所以金属块的重力

G行尸涉G产10N-6N-4N

答：(1)木块受到的浮力为6N；

(2)木块的密度为0.6xl()3kg/m3；

(3)金属块的重力为4N。

6.(1)0.75N；(2)600kg/m3；(3)3OOPa

【详解】解：(1)由溢水杯旁的小杯对水平桌面的压力增加了0.75N,即溢出的水的重力为

0.75N,则小木块排开水的重力6折0.752根据阿基米德原理可得木块所受的浮力

F朽G伊=0.75N

(2)正方体木块的体积为

V^t=(0.05m)3=1.25x10-4m3

因为木块漂浮，所以

G本=/浮=0.75N

则正方体木块的质量为

G木0.75N

m..==0.075kg

木glON/kg

所以木块的密度为

mA.0.075kg3

px-------600k/m

木以l.ZSxlO-4!!!3

(3)由于木块漂浮，根据浮力产生的原因可知，木块下表面受到的水的压力为

F=尸浮=0.75N

木块的底面积为

S=(0.05m)2=2.5xl0-3m2

木块下表面受到的水的压强:

F=0.75NQ()pa

S2.5xl0-3m2

答：(1)木块受到的浮力为0.75N；

(2)木块的密度为600kg/m-

(3)木块下表面受到水的压强为300Pa。

7.(1)7000m；(2)3.6x105N；(3)1.8xl05N

【详解】解：(1)由p彳可知，“奋斗者”号下潜的深度

7.14xlO7Pa

h-=7000m

猴水g1.02xl03kg/m3xl0N/kg

(2)“奋斗者'’号的总重力

G=mg=36x103kgx10N/kg=3.6x105N

“奋斗者''号完成任务后，漂浮在海面上，受到的浮力

F^G=3.6X105N

(3)由功率的公式得

设在小f2时刻起重装置对“奋斗者”号的拉力分别为巳、尸2,“奋斗者”号匀速运动的速度为

v,由图2知，/2时刻后，起吊拉力的功率保持不变，说明起吊拉力不变，可知及时刻“奋斗

者”号刚好全部离开水面(不再受到浮力的作用)，〃时刻，还有一部分浸入海水中，对于“奋

斗者'’号有

Fi+F/=G

可得

F尸G-F@①

f2时刻，"奋斗者'’号刚好全部离开水面，对于“奋斗者”号有

&=G②

由题意知尸2=2?,由

P=Fv

可得

F2V=2F/V

所以

F2=2FI

由①②得

G=2(G-F浮')

所以

G=3.6X1O-N=18X1O5N

“22

答：(1)“奋斗者”号下潜到7000m时，仪表显示潜水器受到海水的压强为7.14xl()7pa；

(2)“奋斗者”号完成任务后，漂浮在海面上，受到的浮力3.6X105N；

(3)〃时刻“奋斗者”号受到的浮力大小为1.8X105N,

8.(1)6N；(2)1.2xl03kg/m3；(3)0.18J

【详解】解：(1)由图表可知当液面高度八=0时，此时传感器上的示数F就是物体的重力,

由

G物=F=6N=,%g

可得物体的质量

〃乐=0.6kg

物体是正方体，边长为0.1m,故正方体体积

咻=(0.1m>=10-0?

根据密度公式可得物体的密度

p烟=—=Ofkg、=0.6x103kg/m3

物/10-3m3

(2)从图表中可知，当液面高度/2=0.01m,物体排开液体的体积

43

%=Sl&h=O.Imx0.Imx0.0lm=10'i'n

此时物体受到的浮力

尸浮=G-F=6N-4.8N=1.2N=n&%g=0txlO-n?xlON/kg

由上式可的液体的密度为

=1.2x103kg/m3

(3)对物体进行分析，物体的密度小于液体的密度，此时物体是漂浮，根据浮力公式

%.=G^=6N=/?淞g/物=1.2xl03kg/m3xlON/kgx4物

可得此正方体在液体中排开的体积

/物=5x10—3

设此时正方体在液体中漂浮时其在液面以下的高度是/I.尸，故

咻物=5xl04nr=S底x/i液面下=(0.1m)-x/i液面下

由此可得正方体在液体中漂浮时其在液面以下的高度

心面下=0・05m

故当液面高度为0.08m时，物块被浮力抬高的高度为

M=/z-%面下=0.08m-0.05m=0.03m

浮力对物块做的功等于物块克服自身重力做的功

W=G物M=6Nx0.03m=0.18J

答：(1)实心正方体物块的重力为6N；

(2)液体的密度为1.2xl()3kg/m3；

(3)浮力对物块做的功0.18J。

9.(1)2000Pa；(2)12N；(3)1.8kg,1350Pa

【详解】解：(1)物体上表面恰好与水面相平时，水对容器底的压强

p=pr),gh=1.0x1O'kg/m*x1ON/kgx20x0.01m=2000Pa

(2)物体的面积

V=Sh=100cm2x12cm=l200cm3=1.2x10-3m3

此时物体浸没，排开水的体积等于物体的体积，所受的浮力

&=夕水g%=。水gV=1.0X10、kg/m3X1ON/kgX1.2X103n?=12N

物体受到竖直向下的重力及竖直向上的拉力和浮力的作用处于静止，所受的三个力是平衡力。

所以弹簧所受的拉力的大小

Ffii=G-F行24N-12N=12N

(3)当物体有一3的长度露出水面，排开水的体积为原来的1;，由阿基米德原理知，此时所

44

受的浮力

弹簧测力计所受的拉力

F拉'=G-Fy=24N-3N=21N

由图乙知弹簧的伸长量为6.0cm。当拉力为12N时，弹簧的伸长量为1.5cm。所以物体由浸

3

没到彳露出水面，弹簧的变化量

4

Ax=6.0cm-1.5cm=4.5cm

此时物体露出水面的高度

33

h,=—〃=—x12cm=9cm

'44

放出水的体积

匕我=AxS容+(S容一S)/q=4.5cmx200cm2+(200cm?—1OOcm?)x9cm=1800cm3

放出水的质量

tn糕=水力=1.Og/cm3x1800cm=1800g=1.8kg

放出水的重力

G后m放炉1.8kgx1ON/kg=18N

容器对桌面压力的变化量等于排开水的重力与物体对水的压力变化量之和，即

F=G/MFGF浮尸18N+(12N-3N)=27N

容器对桌面的压强变化量

F27N

Np=——=----------_7=1350Pa

S容200x107m?

答：(1)当物体上表面恰好与水面相平时，水对容器底的压强为2000Pa；

(2)此时弹簧所受拉力的大小为12N；

(3)需要放出水的质量1.8kg,容器对水平地面压强变化量为1350Pa。

10.(1)

(2)p物Sahg；(3)p水SiHg-p物Szhg

【详解】解：(1)圆柱体漂浮在水面上，受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力的作用，处

于平衡状态，这两个力是一对平衡力，大小相等，作用点在圆柱体的重心。作图如下：

境礴

咽

(2)圆柱体的重力

G=mg=p物Szhg

圆柱体漂浮时，所受的浮力等于本身的重力，所以

F浮=G=p物Szhg

(3)圆柱体漂浮时，排开水的体积

匕二4%，物S?hggh

。水gP水g。水

容器中水的深度为“时，水及浸入水中的圆柱体的总体积

V次卡S/H

放入圆柱体前，水的体积

容器是圆柱形，此时，水对容器底部的压力

F=仃水=，姝g=水8=P水x(E"-2^-)g=P水S]Hg-p姻S/g

PM

答：(1)略；

(2)圆柱体在水中漂浮时受到的浮力为p物SJig；

(3)放入圆柱体前，水对容器底部的压力为0次S/Hg-"物$2例。

11.(1)ION；(2)0.5g/cm3；(3)2.2x103Pa

【详解】解：(1)物块A浸没在水中所受浮力

F桁G忻p展gV/«<=1x103kg/m3x1ON/kgx1x10-3m3=1ON

(2)分析图乙可知，c点物块A恰好浸没，对A受力分析得

GA+F^=F

因此得物块A的重力

GA=F沪F桁10N-5N=5N

由G=mg得物块A的质量

1nVlO5NN/kg

=O.5kg=5OOg

由。=?得物块A的密度

m.500g_.,

p--=-------=0.5g/cm3

AA匕1000cm1

(3)。点注水的质量为2.4kg,体积为

m

匕一—2，警：=2.4xl05m3=2400cm3

lxlO3kg/m3

P水

此时水的高度为

,V,2400cm3

h=-s-=---------z-=12cm

"S容200cm-

此时水恰好位于物体AF表面,由〃点注水到c点过程中，注入水的质量

A/??=/叫一叫=5.4kg-2.4kg=3kg

则此时注水的体枳

3

AV=—=―季~r=3000cm

0k10M/m3

圆柱体A的高度

△V+匕一3000。/+1000cm'

4==20cm

S*20cm2

圆柱体A的底面枳

匕1000cm32

cS.=—=--------=50cm2=0n.A0n0c5m

'/iA20cm

注水至b点处时物块A恰好漂浮，则

尸A折GA=5N

此时物块A排开水的体积

.二%_5N

=5xW4m,

0kg10kg/m?fON/kg

此时物块A浸入水中的深度

匕=$0亩13

=0.Im

S7~0.005m2

此时水面的高度为

h-h?+/?'八=0.12m+0.1m=0.22m

则此时容器底面受到水的压强

p=p次gh=lx103kg/m3x10N/kgx0.22m=2.2x103Pa

答：(1)物块A浸没在水中时受到的浮力为ION；

(2)物块A的密度为0.5g/cn?；

(3)当注水至b点时，容器底部受到水的压强为2.2xl()3pa。

12.(1)4N：(2)0.6x103kg/m3；(3)lOOPa

【详解】解：(1)木块的质量为

〃?=600g=0.6kg

木块的重力

G=，〃g=0.6kgx10N/kg=6N

木块浸没在水中，由图丙分析可得浮力尸行10N；木块处于静止状态，受力平衡，受到竖直

向下的重力、竖直向下的拉力、竖直向上的浮力的作用，所以绳子受到的拉力

尸=尸浮-G=10N-6N=4N

(2)由F,可陂gV掰，可得木块浸没时排开的水的体积，即木块的体积为

n?

—.(Q03k1g°/二m.ON//kL

木块的密度

(3)剪断绳子后木块漂浮，此时受到的浮力

F浮'=G=6N

由F行p液gY排,可得木块此时排开液体的体积

匕6f436N——

剪断绳子前后排开体积的变化量

△V版丫排-V^IO-W-6xl04m3=4xl04m3

水面下降的深度

(Pm3

A/1

水对容器底压强的变化

\P-pg\h-1x103kg/m3x1ON/kgxO.01m=1OOPa

答：(1)木块浸没在水中时绳子受到的拉力是4N；

(2)木块的密度是0.6xl()3kg/m3；

(3)剪断绳子待木块静止后水对容器底压强的变化量是lOOPao

13.(1)5XI03N；(2)1X104N；(3)2xlO4J

【详解】解：(1)A物体浸没水中静止时，由p=g可得，容器底部所受到压力的增大量为

AF=ApS=lxlO4PaxO.5m2=5xlO3N

(2)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以，A浸没于水中时受到的浮力

/=。水8/=2水8匕=L°xl0*kg/m3xl°N/kgxlm3=lxl04N

(3)物体漂浮时容器底部受到的压力等于水、物体重力之和，物体完全浸没时容器底部受

到的压力等于水、物体重力、竖直向下力产之和，所以，力厂的大小为

F=AF=5X103N

因物体A浸没于水中静止时处于平衡状态，受到的竖直向上的浮力等于竖直向下的重力和

力尸之和，所以，由

Fn=G+F

可得，物体的重力为

G=7^-F=lxlO4N-5xlO3N=5X103N

由A"=pgA/z可得，从A物体漂浮水面到浸没水中静止过程中水面上升的高度为

,即1x104Pa,

△A/二----=----；--------------------=1m

「水g1x10kg/mx1ON/kg

物体A漂浮时，受到的浮力和自身的重力相等，由/=夕液8%可得，漂浮时物体A排开水

的体积

,,__G_5X103N_.，

K排----------------------：--------=0n.5m

。水gP水g1x10kg/mx]ON/kg

由V=Sh可得，物体A的高度/u和漂浮时浸入水中的深度h爱分别为

=5m

2

假5人0.1m

物体A露出水面的高度为

&=4-%=10m-5m=5m

则从A物体漂浮水面到浸没水中静止过程中，力尸向下运动的距离为

h=%-A/?=5m-lm=4m

力尸做的功为

IV=F/?=5xlO3Nx4m=2xlO4J

答：(1)物体A浸没水中静止时容器底部所受的压力增大了5X1()3N；

(2)物体A浸没水中保持静止时受到的浮力是1X10&N；

(3)物体A从漂浮水面到浸没水中静止过程中力F做的功是2'10打。

14.(1)4cm；(2)4x10"⑶250Pa

【详解】解：(1)每分钟注入100g水，根据如图乙细绳的拉力大小与注水时间的关系图像

可知，第4min时，水面刚好接触物块下底面，注水质量为400g,由密度公式水的体积

P水怆/cm

注水前圆柱体物块的下表面到容器底部的距离为

匕_400cm3

=4cm

-100cm2

（2）物块的重力等于开始时的拉力，即

G桁2.4N

则

%=f=l^=°24kg

由图乙可知，第7min时水面刚好与物块的上表面相平，根据力的平衡，则

F朽G断尸=2.4N-0.4N=2N

根据阿基米德原理可知

%=匕==----------------------=2xl0^m3=200cm'

物排0水g1.0xl03kg/m3xl0N/kg

从第4min到第7min注水质量为300g,根据密度公式可知注水体积

v^=joog_=3OOcm.,

P*Ig/cnr

细绳拉力不为零，说明细绳一直处于拉直状态，物块位置没有移动，则有

V物丫2=S容h物

则

V^+V,_200cm3+300cm3

=5cm

S次-100cm2

圆柱体物块的底面积

=—=20°5_,=40cm2=4x103m2

物q5cm

（3）当细绳拉力为1.4N时，由力的平衡有

F浮'=G枷尸=2.4N-1.4N=1N

此时物块还没有浸没，由浮力产生的原因可知水对物块底面的压力

水对物块下表面的压强

1N

=250Pa

“4xl0-3m2

答：(1)注水前圆柱体物块的下表面到容器底部的距离。为4cm；

(2)圆柱体物块的底面积为4xl(y3m2；

(3)当细绳的拉力为1.4N时，水对物块下表面的压强为250Pa。

15.(1)6.6N；(2)8x104m3；(3)1.3xlO3Pa

【详解】解：(1)由乙图可知，当水都放完后，杆对物体的力等于M与N的总重力，则M

与N的总重力

GS-F£=6.6N

(2)由乙图可知，放水前杆对物体有向下的压力，此时物体受到的浮力

£?=G+以=6,6N+1.4N=8N

放水前物体浸在水中的体积

(3)由乙图可知，在C点时物体N恰好全部露出水面，在。点时物体M恰好全部露出水

面，从C到。排出水的体积

丫水=450cm,-300cm③=150cm3

M的体积

2