8下-08-浮力计算题专练（解析版）-全国初中物理竞赛试题编选

试卷第=page2929页，共=sectionpages3030页试卷第=page3030页，共=sectionpages3030页保密★启用前《浮力》计算题专练全国初中物理竞赛试题精编学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、计算题1．如图甲所示，足够高的圆柱形薄壁容器，底面积为，装有8cm深的水放在水平面上，现将一质量为1.6kg，高为20cm，底面积为的均匀长方体物块竖直放入容器中（如图乙所示），物块静止时受到容器的支持力为4N，求：（1）此时长方体物块受到的浮力。（2）水对容器底部压强的变化量。（3）至少还应向容器内加入多少kg的水能使物体漂浮。【答案】（1）12N；（2）400Pa；（3）【详解】解：（1）长方体物块的重力长方体物块受到重力、浮力和支持力，则此时长方体受到的浮力F浮＝G−F支＝16N−4N＝12​N（2）长方体浸入水中的体积此时，容器底部对物体有支持力，所以物体是沉底的，则此时物体浸入的深度为水面上升的高度水对容器底部压强的变化量（3）长方体的密度因为所以物体可以在水中漂浮，当物体漂浮时，物体受到的浮力长方体浸入水中的体积当物体刚好漂浮时，则此时水的深度需增加的水深Δℎ''=h2′-h1′=0.16m-0.12m=0.04m需增加的水的质量Δm=ρ水(S容​-S物​)Δℎ''​=1.0×103kg/m3×(300×10-4m2-100×10-4m2)×0.04m​=0.8kg​答：（1）此时长方体物块受到的浮力为12N；（2）水对容器底部压强的变化量为400Pa；（3）至少还应向容器内加入0.8kg的水能使物体漂浮。2．在课外探究活动中，物理兴趣小组的同学做了如下实验（图1），将一质量为1.6kg、底面积为80cm2的圆筒形容器内装入20cm深的水，放在水平桌面上，再把一底面积为60cm2的实心圆柱体用细线栓好并悬挂在弹簧测力计下，将圆柱体从容器上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入水中，并绘出整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的实验图像（如图2），求：（1）物体刚好浸没时受到的浮力；（2）物体刚好浸没时，容器对桌面的压强；（3）物体刚浸没时，水对物体下表面的压强？【答案】（1）9.6N；（2）5200Pa；（3）1600Pa【详解】解：（1）由图2可知，物体未浸入水中时，其重力为13.6N，当达到7cm时，弹簧测力计示数保持4N不变，说明此时已完全浸没，则所受的浮力为（2）由图2可知，物体实际浸没深度为7cm以下时物体已经浸没，弹簧测力计示数为4N不变，说明物体并未对容器底产生直接压力，所以，容器对水平桌面产生的压力是容器的重力、水的重力与物体对水产生的压力之和，由于物体对水产生的压力与浮力是一对相互作用力，则容器对水平桌面的压力为则容器对水平桌面的压强为（3）物体刚浸没时所受的浮力为则根据浮力产生的原因可知：物体下表面受到水向上的压力为则下表面受到水的压强为答：（1）物体浸没在水中所受的浮力为9.6N；（2）物体刚好浸没时，容器对桌面的压强为5200Pa；（3）刚浸没时，水对物体下表面的压强为1600Pa。3．小明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13cm时正方体A刚好浸没，力传感器的示数大小F随水深变化的图像如图乙所示，求：（1）物体A的质量；（2）当容器内水的深度为13cm时，力传感器的示数；（3）当容器内水的深度为4cm时，力传感器的示数大小为F，水对容器底的压强为p1，继续向容器中加水，当力传感器的示数大小变为0.4F时，水对容器底的压强为p2，p1与p2比值的最小值。【答案】（1）0.6kg；（2）4N；（3）4:11【详解】解：（1）由图乙可知，当h0=0，力传感器的示数为F0=6N，由不考虑细杆的质量可知，正方体对力传感器的压力等于自身的重力，即正方体A的重力为由可得，物体A的质量为（2）由图乙可知，当h1=3cm时，正方体A的下表面恰好与水面接触；当h2=13cm时，正方体A的上表面恰好与水面接触，即正方体A刚好浸没，那么正方体A的边长为因正方体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以此时正方体A排开水的体积为正方体A受到的浮力为对正方体A进行受力分析可得，A受到浮力、重力以及拉力的作用，受力平衡有根据力的相互性可得，力传感器的示数即为拉力的大小，等于4N。（3）当容器内水的深度h3=4cm时，正方体A浸入水的深度为排开水的体积为正方体A受到的浮力为对正方体A进行受力分析可得，A受到浮力、重力以及杆对A的支持力的作用，受力平衡有根据力的相互性可得，力传感器的示数即为支持力的大小，等于F=5N。此时水对容器底的压强为继续向容器中加水，当力传感器的示数大小变为0.4F时，力传感器受到可能是拉力或者压力的作用，因此有：①当力传感器受到的是拉力，即为且水的深度较大时，此时正方体A受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力、细杆的拉力作用处于平衡状态，因此A受到的浮力为由可得，此时正方体浸入水中的深度为此时水的深度为此时水对容器底的压强为②当力传感器受到的是压力，即为且水的深度较小时，此时正方体A受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力、细杆的支持力作用处于平衡状态，因此A受到的浮力为由可得，此时正方体浸入水中的深度为此时水的深度为此时水对容器底的压强为综上，p1与p2比值的最小值为答：（1）物体A的质量为0.6kg；（2）当容器内水的深度为13cm时，力传感器的示数为4N；（3）p1与p2比值的最小值为4:11。4．重2N，底面积为200的薄壁圆柱形容器置于水平升降台中央，容器中装有17cm深的水。与容器高度相同的圆柱体A悬挂在轻质细杆下保持静止，A的下表面刚好与水面相平。缓慢向上调节升降台，直到A物体浸没在水中时停止。细杆对A的作用力F与升降台移动的距离h的关系，如图乙所示。A始终保持竖直，且不吸水。求：（1）物体A的质量；（2）物体A的底面积；（3）当cm时，容器对升降台的压强。【答案】（1）1.2kg；（2）100cm2；（3）【详解】解：（1）由甲乙两图可知，h为0时，A只受重力和杆的拉力A的质量为（2）当时，水面到达杯口，杆对A的拉力向上为，则物体受到的浮力为物体排开水的体积为水面上升的高度为容器的高度为当时，A刚好完全浸没，杆对A的压力向下为，物体受到的浮力为物体排开水的体积为物体A完全浸没，A的体积等于排开水的体积为物体A的高度与容器的高度相等为物体A底面积为（3）由图乙可知，升降台上升的高度为h1时，水面刚好达到容器口；之后容器中水的深度保持不变为20cm，当cm时，物体还没有沉底，此时容器底部受到水的压力为容器对升降台的压力为容器对升降台的压强为答：（1）物体A的质量为1.2kg；（2）物体A的底面积为100cm2；（3）当cm时，容器对升降台的压强为。5．如图甲，水平地面上有一底面积为400cm2，重为2N的带阀门圆柱形容器（容器壁厚度不计），容器内盛有20cm深的水，一个量程选择合适的弹簧测力计下端用细线挂着一个边长为10cm的不吸水的正方体物块缓慢放入水中，物块的上表面与水面刚好相平，此时测力计示数为10N，如图乙。已知在一定范围内弹簧受到的拉力每减少1N，弹簧的长度就缩短0.6cm（g=10N/kg）求：（1）图甲中水对容器底部的压强是多少？（2）物体的密度是多少？（3）打开图乙中容器下端阀门缓慢放出2700cm3水后，此时容器对桌面的压强？【答案】（1）；（2）；（3）【详解】解：（1）图甲中水对容器底部的压强为（2）如图乙，物体浸没在水中，排开水的体积等于物体的体积为物体受到的浮力为如图乙物体静止，受到平衡力，在竖直方向上物体受到的重力为则物体的质量为物体的密度为（3）由题得，容器中原有水的体积为如图乙，没有放水前水面的高度为缓慢放出2700cm3水后，容器中剩下水的体积为设放水后，弹簧伸长了L1cm，则由题意知，弹簧测力计现在的拉力为物体此时受到的浮力为物体此时排开水的体积为则物体在水下部分的高度为物体在水面以上的高度为此时水面的高度为则水面下降的高度为即求得，则此时水面的高度为此时容器底部受到的水的压力为则水平桌面受到的压力为水平桌面受到的压强为答：（1）图甲中水对容器底部的压强是；（2）物体的密度是；（3）缓慢放出2700cm3水后，此时容器对桌面的压强。6．如图所示为科学小组设计的用力传感开关控制太阳能热水器自动注水的装置。储水箱是底面积0.4m2的长方体。小组设计水箱储水量最小为0.04m3时，由力传感器开关控制向水箱注水，此时细绳拉力为18N；储水量最大为0.2m3时，由力传感器开关控制停止注水，此时细绳拉力为10N。已知控制棒重G=20N，密度ρ=1.6×103kg/m3。不计细绳质量与体积，计算储水量时控制棒排水体积忽略不计，水的密度ρ水=1.0×103kg/m3。求：（1）控制棒的体积；（2）水箱底受到水的最大压强；（3）控制棒排开水的最小体积；（4）控制棒的长度。【答案】（1）1.25×10-3m3；（2）5×103Pa；（3）2×10-4m3；（4）0.625m【详解】解：（1）由G=mg得控制棒的质量kg由得控制棒的体积（2）当储水量最大Vmax=0.2m3时水最深，由V＝Sh可得，水深为水箱底受到水的最大压强pmax=ρ水ghmax=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa（3）当储水量Vmin=0.04m3时，细绳拉力最大Fmax=18N，控制棒所受浮力最小，排开水的体积最小，最小浮力F浮min=G-Fmax=20N-18N=2N由F浮=G排=ρ液gV排得，控制棒排开水的最小体积（4）当储水量Vmax=0.2m3时，细绳拉力最小Fmin=10N，控制棒所受浮力最大，最大浮力F浮max=G-Fmin=20N-10N=10N浮力变化量∆F浮=F浮max-F浮min=10N-2N=8N由F浮=G排=ρ液gV排得水箱中水的最小深度水深高度差∆h=hmax-hmin=0.5m-0.1m=0.4m控制棒的横截面积所以控制棒的长度答：（1）控制棒的体积为；（2）水箱底受到水的最大压强为5×103Pa；（3）控制棒排开水的最小体积为；（4）控制棒的长度为0.625m。7．如图所示，放置在水平桌面上实心均匀物体A、B和薄壁容器C都为正方体，相关数据如下表所示、忽略物体吸附液体等次要因素。ABC边长L/cm102030密度ρ/（g/cm3）？0.6——（1）在容器C内装有13.5kg水，求容器C中水的深度；（2）将A叠放在B的上面中央，A对B的压强与B对桌面压强之比为4：3，求A的密度；（3）若将A、B其中一个在上，另一个在下重叠，保持重心在同一直线上，缓慢竖直放入容器内，静止时，B对其下方物体的压力不为0，求此时水对容器底部的压强。【答案】（1）15cm；（2）；（3）2100Pa【详解】解：（1）由得，容器C中水的体积为容器C的底面积为容器C中水的深度为（2）A和B均为实心均匀正方体，A对B的压强为桌面水平，将A叠放在B的上面，B对桌面的压强为已知，，，，联立两式解得（3）若A在上，B在下，如图：A的质量为B的质量为若B对C的压力为0，即AB整体处于漂浮状态，则则有代入数据得设排开水的体积，容器中水的体积为，水面距离底部为H，则有代入数据解得因此B的下表面距离水底5cm，所以B在下A在上时对下方C的压力不可能不为0，所以一定为A在下，B在上。因为A的密度大于水的密度，故A静止在容器底部，设B在水中部分为h2，液面高度为，如图：则有体积关系代入数据得所以水对底部的压强答：（1）容器C中水的深度是15cm；（2）A的密度是；（3）水对容器底部的压强是2100Pa。8．如图甲所示，底面积100cm2，高度为50cm的圆柱形容器中装满了水，底部中央固定有一根体积不计沿竖直方向的细杆，细杆的上端连接着密度为0.6g/cm3的圆柱体A，容器的底部安装有阀门。现打开阀门控制水以50cm3/s流出，同时开始计时，水对容器底部的压力随时间变化的规律如图乙所示。求：（1）阀门未打开前水对容器底部的压强；（2）当t=52s时，细杆对物体的作用力大小。【答案】（1）5000Pa；（2）0.8N【详解】解：（1）由图乙可知，当t=0时，水对容器底部的压力为50N，则阀门未打开前水对容器底部的压强是（2）分析图乙可知，在0~40s时间内，水逐渐下降到与圆柱体A上方平齐的位置；在40s~64s时间内，水下降的深度等于A的高度；在64s~84s时间内，水逐渐流出，直至没有。在40s~64s阶段，水对容器底产生的压力差水对容器底产生的压强差由p=ρgh得，A的高度从40s-64s阶段，水和A的体积流出的水量A的体积A的底面积为从40s-52s阶段，流出的水量水下降的高度为A排开水的体积A受到的浮力A的重力为杆对物体的作用力为答：（1）阀门未打开前水对容器底部的压强是5000Pa；（2）当t=52s时，细杆对物体的作用力大小是0.8N。9．如图甲所示，水平放置的轻质方形容器B，容器高为25cm，内有一个密度为0.6g/cm3，边长为10cm的实心正方体A，A与容器底部不密合，将A下表面中央与容器B的底部用一根长10cm的细绳连在一起（细绳质量、体积忽略不计）后，A置于B中央并静止。先向容器内缓慢加入1000mL某液体后，A漂浮于液面，此时液面深度为10cm，再用6N竖直向下的力作用在A上，使其恰好完全浸没，如图乙所示。（g取10N/kg）求：（1）加入液体的密度；（2）A恰好浸没时容器对桌面的压强大小；（3）撤去6N压力后，继续向容器内加入该液体，假设继续加入液体的体积为xcm3，求该容器底部受到的液体压强p随x变化的函数关系表达式。【答案】（1）1.2×103kg/m3；（2）1.6×103Pa；（3）0~750cm3时，p=1200+0.8x（Pa）；750~1000cm3时，p=2.4xPa；1000~1750cm3时，p=600+0.4x（Pa）；x＞1750cm3时，p=3000Pa【详解】解：（1）A的重力为GA=mAg=ρAVAg=0.6×103kg/m3×(0.1m)3×10N/kg=6NA恰好完全浸没时受到的浮力为F浮=GA+F=6N+6N=12N由阿基米德原理可知，加入液体的密度为（2）加入液体的重力为G液=m液g=ρ液V液g=1.2×103kg/m3×1000×10-6m3×10N/kg=12N将容器、液体、A物体看成一个整体，这个整体受容器的重力G容、液体的重力G液、A物体的重力GA、竖直向下压力F和地面对容器的支持力F支，而容器为轻质容器，G容=0，所以根据力的相互作用和力平衡知识可得，容器对支持面的压力为：F压=F支=G液+GA+F=12N+6N+6N=12N+6N+6N=24NA漂浮时受到浮力为F浮′=GA=6N此时A排开液体的体积为所以容器B的底面积为所以A恰好浸没时容器对桌面的压强为（3）A漂浮时，浸入液体的深度为当细线恰好拉直时，此时注入容器B内液体的体积为V1=SB(L+h0)-V排′-V液=150cm2×(10cm+5cm)-500cm3-1000cm3=750cm3所以当注入液体的体积x<750cm3时，容器内液体的深度为容器底部受到的液体压强p随x变化的函数关系表达式为当A恰好浸没时，此时注入容器B内液体的体积为V2=SB(L+hA)-VA-V液=150cm2×(10cm+10cm)-1000cm3-1000cm3=1000cm3所以当注入液体的体积750cm3≤x<1000cm3时，容器内液体的深度为容器底部受到的液体压强p随x变化的函数关系表达式为当注入液体恰好装满容器时，此时注入的液体体积为V3=SBhB-VA-V液=150cm2×25cm-1000cm3-1000cm3=1750cm3所以当注入液体的体积1000cm3≤x<1750cm3时，容器内液体的深度为容器底部受到的液体压强p随x变化的函数关系表达式为当注入液体装满容器后，继续注入液体容器内液体的深度不变，压强保持不变，所以当注入容器内的液体体积x≥1750cm3时，容器底部受到的液体压强为p=ρ液ghB=1.2×103kg/m3×10N/kg×0.25m=3000Pa答：（1）加入液体的密度为1.2×103kg/m3；（2）A恰好浸没时容器对桌面的压强为1600Pa；（3）当注入液体的体积0~750cm3时，容器底部受到的液体压强p随x变化的函数关系表达式为：p=1200+0.8x(Pa)；当注入液体的体积750cm3≤x<1000cm3时，容器底部受到的液体压强p随x变化的函数关系表达式为：p=2.4x(Pa)；当注入液体的体积1000cm3≤x<1750cm3时，容器底部受到的液体压强p随x变化的函数关系表达式为：p=600+0.4x(Pa)；当注入容器内的液体体积x≥1750cm3时，容器底部受到的液体压强p随x变化的函数关系表达式为：p=3000Pa。10．如图所示，甲是由一上一下AB两个圆柱体固定相连的合金工件，已知它的总质量为1kg，A、B的横截面积分别为100cm2、200cm2，高度都是10cm。乙是横截面积为300cm2的圆柱形水槽，水槽轻质且足够高，装有8cm高的加有颜料的水（密度，g=10N/kg）。现在需要把工件放入水槽中上色，先将甲（A在上B在下）轻轻放入水槽，求：（1）甲放在水平地面上时，对地面的压强；（2）放入水槽静止后甲物体漂浮，求甲浸入的深度；（3）为了全面上色，先将甲压入水底后，再将工件取出倒放入水槽中，当以最小力压入水槽底部时，求此时水槽对工作台面的压强。【答案】（1）500Pa；（2）5cm；（3）1400Pa【详解】解：（1）因水平面上物体的压力和自身的重力相等，则甲放在水平地面上时对地面的压力为则甲放在水平地面上时对地面的压强为（2）放入水槽静止后甲物体漂浮，则，则甲排开水的体积为而B的体积为所以B只有部分浸入水中，则甲浸入的深度为（3）将工件倒放压入水槽底部时，如图所示A四周水的体积为所以B四周水的体积为则B浸入水的深度为则此时B排开水的体积为排开水的体积为此时排开水的总体积为所以此时工件受到的浮力为而水槽内水的重力为水槽轻质，则，用最小力将工件压入水槽底部时，工件静止，水对工件有向上的浮力，根据力的相互作用，则工件对水产生等大的向下的压力，则此时水槽对工作台面的压力为所以此时水槽对工作台面的压强为答：（1）甲放在水平地面上时，对地面的压强为；（2）放入水槽静止后甲物体漂浮时浸入的深度为；（3）为了全面上色，将压入水底后的工件取出，再倒放入水槽中，当以最小力压入水槽底部时，此时水槽对工作台面的压强为。11．如图所示，水平地面上放置一个底面积为0.03m2薄壁圆柱形容器，容器侧面靠近底部有一控制出水的阀门K。边长为0.1m的正方体木块A体积的浸入水中，下方用细线TB系有重为3N的合金球B，B的体积是A体积的0.1倍。木块A上方的悬线TA能承受的最大拉力为5N，此时悬线TA处于松弛状态。（容器内的水足够深，不计细线的体积和质量，ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：（1）木块A受到的浮力大小；（2）细线TB对合金球B的拉力大小；（3）打开阀门K使水缓慢流出，当悬线TA断裂的一瞬间关闭阀门K，此时木块A排开水的体积为多少？（4）若在悬线TA断裂的一瞬间关闭阀门K同时剪断细线TB，待木块A再次静止漂浮时，与悬线TA断裂的瞬间相比，容器底受到水的压强改变了多少？【答案】（1）9N（2）（3）（4）【详解】解：（1）由题意知A物体的体积为此时A物体浸没在水中的体积为根据阿基米德原理可知此时物体A受到浮力为（2）物体B的重力为，B物体的体积为A物体体积的0.1倍由于物体B完全浸没在水中故根据阿基米德原理可得B物体在水中受到的浮力为对物体B进行受力分析，受到一个向上TB对合金球B的拉力，一个自身的重力3N，还有一个向上的浮力1N，在这3个力的作用下物体B处于平衡，故有以下关系所以（3）由于B受到一个向上TB的拉力，所以B对A也有一个向下大小为TB的拉力2N。对A进行分析，A受到一个向上大小为9N的浮力，受到一个自身的重力GA，还受到一个向下的大小为2N的拉力，此时A处于平衡状态，故有关系式所以，当悬线TA断裂的一瞬间时，对A进行分析，此时A受到自身重力7N，受到B对A的拉力2N，受到向上的拉力TA（由题意知绳子断掉时，TA为5N），受到向上浮力，故有如下关系式故此时根据阿基米德原理故（4）若悬线TA断裂的一瞬间关闭阀门K同时剪断细线TB，对A进行分析，此时A受到竖直向下重力7N，竖直向上浮力7N，故根据阿基米德原理有下式则由于容器底面积，根据液面高度变化量故所以压强的变化量为答：（1）木块A受到的浮力大小为9N；（2）细线TB对合金球B的拉力大小为；（3）打开阀门K使水缓慢流出，当悬线TA断裂的一瞬间关闭阀门K，此时木块A排开水的体积为；（4）容器底受到水的压强改变了。12．蔡波同学学习了压强和浮力的知识后，自己设计了一个体验实验装置，该装置的轴剖面图如图甲所示。放在水平桌面上的薄壁容器由上下两个柱状体组合而成，下部分容器横截面积S1=0.01m2，高度h1=0.1m，上部分容器横截面积S2=0.006m2，高度h2=0.04m，容器的质量为0.1kg，图乙是容器的立体图。另有一圆柱形实心铁棒，铁棒横截面积S3=0.004m2，长度l=0.1m。用细绳绕过定滑轮连接铁棒，细绳另端有一控制铁棒缓慢升降和暂停装置（图中未画出），铁棒置于容器口的上方，向容器内注入深度h3=0.09m的水，缓慢将铁棒下降，直至完全浸没后铁棒停止下降，铁棒始终保持竖直且未与容器底部接触。（，g=10N/kg）。求：（1）注入的水质量是多少kg？（2）铁棒所受浮力的大小？（3）容器对水平桌面的压力F的大小？【答案】（1）0.9kg；（2）4N；（3）13.4N【详解】解：（1）由题意可知，水的深度h3=0.09m，下部分容器横截面积S1=0.01m2，那么水的体积水的密度，则水的质量注入的水质量是0.9kg。（2）由题意可知，铁棒完全浸没水中，排开水的体积根据阿基米德原理可知，铁棒所受浮力铁棒所受浮力的大小为4N。（3）由题意可知，铁棒完全浸没水中，而容器中的水面也会上升，那么水是否有溢出来，通过计算去确认，由（2）解析可知，排开水的体积，该实验装置，水面上方的容积为那么，水会溢出来，溢出来的水的体积为溢出来的水的质量为而由（1）解析可知，注入的水质量是0.9kg，剩下水的质量为剩下水的质量为0.84kg；铁棒完全浸没水中，它受到的浮力为4N，力的作用是相互的，铁棒对水向下的力也为4N，剩下水的重力容器的质量为0.1kg，容器的重力为容器对水平桌面的压力等于铁棒对水向下的力、剩下水的重力、容器的重力之和，即容器对水平桌面的压力为13.4N。答：（1）注入的水质量是0.9kg；（2）铁棒所受浮力的大小为4N；（3）容器对水平桌面的压力F为13.4N。13．如图所示，将一底面积为S1的长方体木块放入水平放置的底面积为S0圆柱形盛水容器中静止时，木块有的体积露出水面，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P0，若在木块上放一铁块B，使木块刚好全部压入水中，水的密度为ρ，则∶（1）铁块的重力与木块重力之比是多少（2）这时容器底部所受水的压强跟木块未放入水中时相比，增加了多少？【答案】（1）2：3；（2）P0【详解】(1)设木块的体积为V，木块重力为G1，铁块的重力为G2，水的密度为，当木块单独漂浮在水面上时，此时木块受到的浮力木块上放一铁块，使木块刚好全部压入水中，木块受到的浮力为故故（2）当时水对容器底部压强比未放入水时，增加了当时水对容器底部压强比未放入水时，增加了14．如图所示，薄壁容器的质量为200g，下部分底面积为200cm2，高为6cm，上部分底面积为100cm2高为4cm，先将容器置于水平地面上并在容器内盛1.4×10-3m3的水，然后用一自身体积忽略不计的细铁丝将一块体积为4×10-4m3的物体完全浸没在该容器的水中（）。求：（1）求物体浸没在水中时受到的浮力；（2）此时水对容器底的压强；（3）若取掉细铁丝，仍将物体放入水中，待稳定后发现容器中液面相比于取前变化了1cm，求此时容器对水平地面的压强大小。【答案】（1）4N；（2）1000Pa；（3）850Pa【详解】解：（1）物体浸没在水中时排开水的体积等于物体的体积，即V排=V物=4×10-4m3由阿基米德原理可得物体浸没在水中时受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10-4m3=4N（2）由题意可知，薄壁容器的容积为V容=S上h上+S下h下=100cm2×4cm+200cm2×6cm=1600cm=1.6×10-3m3物体完全浸没在该容器的水中，物体与水的总体积为V总=V物+V水=4×10-4m3+1.4×10-3m3=1.8×10-3m3V总>V容，说明有水溢出容器，水的深度等于容器的高度，即h=h上+h下=4cm+6cm=10cm=0.1m所以此时水对容器底的压强为p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa（3）若取掉细铁丝，仍将物体放入水中，待稳定后，发现容器中液面相比于取前变化了1cm，说明水面下降了1cm，物体漂浮，此时容器对水平地面的压力等于容器、物体和容器中剩余水的总重力；薄壁容器的重力为G容=m总g=200×10-3kg×10N/kg=2N物体完全浸没在该容器的水中，溢出水的体积为V溢=V总-V容=1.8×10-3m3-1.6×10-3m3=2×10-4m3则容器中剩余水的体积为V水′=V水-V溢=1.4×10-3m3-2×10-4m3=1.2×10-3m3容器中剩余水的重力为G水=ρ水V水′g=1.0×103kg/m3×1.2×10-3m3×10N/kg=12N由于水面下降了1cm，物体漂浮，则物体漂浮时露出水面的体积为V露=S上Δh=100cm2×1cm=100cm3=1×10-4m3则物体漂浮时排开水的体积为V排′=V物-V露=4×10-4m3-1×10-4m3=3×10-4m3此时物体受到的浮力为F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10-4m3=3N由漂浮条件可知，物体的重力等于浮力，即G