微专题二　密度、压强与浮力的综合计算鲁科版八年级下册物理

微专题密度、压强与浮力的综合计算微专题密度、压强与浮力的综合计算1.如图(甲)所示,用弹簧测力计吊着体积为800cm3的圆柱体A慢慢浸入足够深的某液体中,无液体溢出,弹簧测力计的示数与圆柱体A下表面浸入液体中的深度h的关系如图(乙)所示.g取10N/kg,求:(1)圆柱体A浸没时受到的浮力.解析:(1)由(乙)图可知,圆柱体A在空气中弹簧测力计示数即圆柱体A的重力为10N,浸没时示数为2N,则所受浮力为F浮=G-F=10N-2N=8N.答案:(1)8N(2)液体的密度.(3)圆柱体A下表面浸入液体中的深度为10cm时,圆柱体A底面受到液体的压力.答案:(2)1.0×103kg/m3

(3)10N(1)空杯子的质量.(2)该杯子材料的密度.3.(2023自贡)如图(甲)所示,有一体积、质量忽略不计的弹簧,其两端分别固定在容器底部和正方体形状的物体上.已知物体的棱长为10cm.弹簧没有发生形变时的长度为10cm,弹簧受到拉力作用后,伸长的长度ΔL与拉力F的关系如图(乙)所示.向容器中加水,直到物体上表面与液面相平,此时水深24cm.求:(g取10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)(1)物体受到的水的浮力.解析:(1)物块刚好完全浸没在水中,则V排=V物=(0.1m)3=1×10-3

m3,物体所受的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103

kg/m3×10N/kg×1×10-3

m3=10N.答案:(1)10N(2)物体的密度.答案:(2)0.6×103kg/m3

(3)打开出水孔,缓慢放水,当弹簧处于没有发生形变的自然状态时,关闭出水孔.求放水前后水对容器底部压强的变化量.答案:(3)800Pa4.如图(甲)所示,弹簧测力计用细线拉着一长方体物块A,从水池中竖直向上做匀速直线运动,上升到水面以上一定的高度.物块上升的速度为1cm/s,弹簧测力计示数F随物块上升的时间t变化的图象如图(乙)所示.不计阻力及水面高度的变化,根据图象信息(g取10N/kg):(1)当15s时,弹簧测力计示数F=

N.

(2)物块A重

N,高度为

cm.

解析:由图(乙)可知,0～5s,弹簧测力计示数不变,此时物块浸没在水中;5～25s,弹簧测力计示数变大,说明物块逐渐露出水面;25s以后,物块全部露出水面,弹簧测力计的示数等于物块的重力.(1)由图知,当t=15s时,弹簧测力计示数F=15N.(2)在25s后弹簧测力计的示数不变,物块全部露出水面,则物块重GA=25N;5～25s,物块逐渐露出水面,即5s时物块的上表面刚好达到水面,25s时物块的下表面刚好离开水面,则可知物块向上移动的距离即为物块的高度,此过程用时t=25s-5s=20s,物块的高度h=vt=1cm/s×20s=20cm.答案:(1)15

(2)25

20

152520(3)当t=0时,A受到的浮力为

N,此时A底部受到水的压强大小为

Pa.答案:(3)20

2.5×1032025×103(4)物块A的密度为多大.答案:(4)1.25×103kg/m35.(2022成都节选)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象如图(乙)所示.ρ水=1g/cm3,常数g=10N/kg,物块不吸水,忽略细绳体积、液体扰动等其他次要因素.求:(1)求注水前圆柱体物块的下表面到容器底部的距离L1.答案:(1)4cm(2)当细绳的拉力为0.9N时,求水对物块下表面的压强.答案:(2)375Pa6.如图所示,用细线将正方体A和物体B相连放入水中,两物体静止后恰好悬浮,此时A上表面到水面的距离为0.12m.已知A的体积为1.0×10-3m3,所受重力为8N;B的体积为0.5×10-3m3.(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:(1)水对正方体A上表面的压强.(2)物体B的重力.解析:(1)A上表面所受水的压强p=ρ水gh=1.0×103

kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa.(2)把物体A和B看成一个整体,A,B受到的总浮力F浮=ρ水gV排=ρ水g(VA+VB)=1.0×103kg/m3×10N/kg×(1.0×10-3m3+0.5×10-3m3)=15N.因为A,B恰好悬浮,所以F浮=GA+GB,可得B的重力GB=F浮-GA=15N-8N=7N.答案:(1)1200Pa

(2)7N(3)细线对物体B的拉力.答案:(3)2N7.如图所示,水平桌面上有一个薄壁溢水杯,底面积是8×10-3m2,装满水后水深0.1m,总质量是0.95kg.把一个木块(不吸水)轻轻放入水中,待木块静止时,从杯中溢出水的质量是0.1kg.求:(水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)(1)水对溢水杯底的压力.答案:(1)8N(2)木块受到的浮力.(3)溢水杯对桌面的压力.解析:(2)由阿基米德原理可得木块所受的浮力F浮=G排=m排g=m溢g=0.1kg×10N/kg=1N.(3)因为木块漂浮在水面上,所以F浮=G排=G木,所以此时溢水杯对桌面的压力F桌面=G+G木-G排=G=mg=0.95kg×10N/kg=9.5N.答案:(2)1N

(3)9.5N8.如图所示,水平地面上有一底面积为1.5×10-2m2的圆柱形容器,容器中水深40cm,一个棱长为10cm的正方体物块通过一根细线与容器底部相连,细线受到的拉力为4N.(g取10N/kg)求:(1)此时容器底受到水的压强和压力.答案:(1)4000Pa

60N(2)此时物块受到的浮力和物块的质量.答案:(2)10N

0.6kg(3)细线断后,物块静止时浸入水中的体积.答案:(3)6×10-4m39.(2023潍坊)如图(甲)所示,原长x0=16cm的弹簧,下端固定在容器的底部,上端与一正方体相连,正方体重G=48N,向容器中慢慢注入某种液体,弹簧的长度x随液体深度h的变化关系如图(乙)所示,正方体有一半浸没在液体中时,弹簧恰好处于原长.在弹性限度内,弹簧的弹力F与其