压强浮力计算题(含答案解析)

（1）对杯底的压力．

（2）装有水的玻璃杯对水平桌面的压强．

2.如图所示的图片中，平底玻璃杯的质量是200g，底面积是4×10-3m2，玻璃杯和杯内水的总质量为600g，玻璃杯放置在面积为0.5m2的水平桌面上，已知ρ水=1×103kg/m3，g取10N/kg．求

（1）玻璃杯内水的体积；

（2）玻璃杯对桌面的压强

3.超高压水切割又称“水刀”，它是将普通水经过多级增压后，通过一个极细的喷嘴喷出一道“高速”水箭”，对切割表面产生108～109Pa的压强．工业上常用来切割大理石、钢板等坚硬物体．如表是某高压水切割机技术参数：

②1MPa=106Pa，1L=1×10-3m3．

问：（1）“水刀”有纯水切割和加磨料切割（磨料为密度大于水的石英砂、金刚砂）两种．高速水流能切割坚硬物体是因为高速水流具有较大的

——————____动能

_________（填一种能量名称），加入磨料后切割能力大大提高了，这是因为

————————_____速度一定时流体的质量增加从而动能增大

_________

（2）若不考虑水从喷嘴喷出后横截面积的变化，高压水流对切割面的压力为多大？

（3）高压水切割机的切割功率是多少？

4.超高压水切割又称“水刀”，它是将普通水经过多级增压后，通过一个极细的喷嘴喷出一道高速”水箭”，对切割表面产生108～109Pa的压强．工业上常用来切割大理石、钢板等坚硬物体．下表是某高压水切割机技术参数： 

②1MPa=106Pa，1L=1×10-3m3．

请回答：

（1）“水刀”有纯水切割和加磨料切割（磨料为密度大于水的石英砂、金刚砂）两种．高速水流能切割坚硬物体是因为高速水流具有较大的

动能

（填一种能量名称），加入磨料后切割能力大大提高了，这是因为

速度一定时流体的质量增加从而动能增大

．

（2）若不考虑水从喷嘴喷出后横截面积的变化，高压水流对切割面的压力为多大？

（3）高压水切割机的切割效率是多少？

5.图所示平底质量、底面积等各项参数如下表所示．若在烧瓶中装满水后，将它放在水平桌面上，求：

②烧瓶中水的质量m水．

③烧瓶对水平桌面的压强p瓶．

解：（1）水对烧瓶底的压强p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.2m=1960Pa；

答：水对烧瓶底的压强为1960Pa；

（2）烧瓶中水的质量m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×5.0×10-4m3=0.5kg；

答：烧瓶中水的质量为0.5kg；

（3）烧瓶对水平桌面的压力F=G=（m水+m瓶）g=（0.5kg+0.1kg）×9.8N/kg=5.88N；

烧瓶对水平桌面的压强p瓶===2.94×103Pa；

答：烧瓶对水平桌面的压强为2.94×103Pa．

6.2011年安徽春晚舞台上，广州军区战士杂技团表演的《东方天鹅》将芭蕾舞的高雅、优美与杂技的高难度技巧揉为一体，赢得了观众的阵阵掌声．如图所示是“天鹅”轻盈立在“王子”肩上的情景．若女演员的质量为45kg，脚尖与男演员肩膀接触面积约为1×10-3m2，男演员的质量为65kg，双脚与地面的接触面积约为3.5×10-2m2．

求：

（1）女演员的重力；

（2）图中所示情况男演员对地面的压强

解：（1）女演员的重力G女=m女g=45kg×9.8N/kg=441N；

（2）男演员对地面的压力F=G=mg=（45+65）kg×9.8N/kg=1078N；

男演员对地面的压强P===3.08×104Pa；

答：（1）女演员的重力为441N；

（2）男演员对地面的压强为3.08×104Pa；

7.如图所示，边长分别为0.2米和0.1米的实心正方体A、B放置在水平地面上，ρA为0.1×l03千克/米3，ρB为0.8×l03千克/米3．求：

（1）物体A的质量m．

（2）物体B对地面的压强P．

8.一块形状不规则的金属块，把它挂在弹簧测力计下，在空气中弹簧测力计示数为3牛，将它浸没在水中，弹簧测力计示数为2.5牛，再将它浸没在某种液体中，弹簧测力计示数变为2.6牛．

求：（1）金属块在水中受到的浮力；

（2）金属块的密度；

（3）液体的密度．（g取10N/kg）

9.有一个金属球，是用密度为2.5×103kg/m3的金属制成的．在空气中用弹簧测力计称得其重为14.7N，将它浸没在水中称时弹簧测力计的读数是4.9N．

（1）通过计算说明该球是空心的；

（2）求该球空心部分的容积．

10.在古代人们将漂浮在水面上的树干挖空成为独木舟．在实验室中同学们利用长0.4m、宽0.2m、高0.1m的长方体木块进行研究，木块密度是0.6×103Kg/m3．求：

（1）当木块漂浮在水面上时，它露出水面部分的体积是多少？

（2）若将木块中间挖空，使空心部分的体积为5×10-3m3，将木块做成一只“小船”，这只小船最多能装载多少货物？（g=10N/Kg ρ水=1.0×103Kg/m3）

11.一密度为ρ木=0.6×103kg/m3的长方体木块，长a=0.5m，宽b=0.3m，高c=0.2m．（g=10N/kg）

（1）当木块漂浮在水面上时，它露出水面部分的体积是多少？

（2）若采用挖空的办法，把这个木块作成一只小“船”，使它能转载15kg沙子而不至于沉没，则木块上被挖去的那部分体积至少应该有多大？

解：（1）漂浮时：F浮=G木F浮=ρ水gV排

G木=ρ木gV木

ρ水gV排=ρ木gV木

0.6×103kg/m3×g×0.5m×0.3m×0.2m=1×103kg/m3×g×（0.5m×0.3m×0.2m-V露）

V露=0.012m3=1.2×10-2m3

（2）木块刚好全部浸没时增加的浮力F增=ρ水gV露

木块与沙子改变的重力：G沙-G挖

为使此时整个木块处于平衡状态

F增=G沙-G挖

即：ρ水gV露=G沙-G挖

1×103kg/m3×10N/kg×0.012m3=15kg×10N/kg-0.6×103kg/m3×10N/kg×V挖

则可求得：

V挖=5×10-3m3答：（1）露出水面的体积为1.2×10-2m3；（2）挖去的体积为5×10-3m3．

12.一块边长为0.1m的正方形木块放在水平桌面上，木块的密度为0.6×103kg/m3，一圆柱形容器放在水平桌面上，容器内装有深度为0.2m的水，木块放入水中静止后，如图所示．（g取10N/kg）．求：

（1）木块的质量是多少kg？

（2）木块的重力是多少N？

（3）未放入木块时，水对容器底部的压强是多少Pa？

（4）木块放入水中静止时所受到的浮力是多少N？

（5）木块露出水面的体积是多少m3？

13.学完“浮力”知识后，小芳同学进行了相关的实践活动．（p水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）

（1）她选取一质量为750g、体积为1250cm3长方体木块，让它漂浮在水面上，如图甲所示，求木块受到的浮力．

（2）取来规格相同由合金材料制成的螺母若干，每只螺母质量为50g，将螺母逐个放置在漂浮的木块上．问：放多少只螺母时，木块刚好浸没在水中？

（3）她又用弹簧测力计、一只螺母做了如图乙所示的实验，弹簧测力计静止时的示数为0.4N，求合金材料的密度．

14.如图所示，某桥梁工程部门在一次工程作业中，利用汽车将重为G，高为h0的柱形实心铁块，从水深为h1的河底竖直打捞上来．汽车速度为υ，且保持恒定．水的密度为ρ0，铁的密度为ρ1．不计滑轮的摩擦和绳重，不考虑水的阻力和物体排开水的体积对水面高度的影响．请完成下列有关分析和计算．

（1）铁块上升过程中所受浮力的最大值；

（2）推导出自铁块上表面与水面相平升至整体刚露出水面的过程中，绳子的拉力随时间变化的关系式（从铁块上表面与水面相平时开始计时）

（3）在图中，定性画出铁块自河底升至滑轮处的过程中，绳子拉力的功率P随铁块上升高度h变化关系的图象．

15.高压锅是生活中一种密闭的加热容器．锅盖有一出气孔，孔上盖有限压阀，当锅内气压达到限定值时，限压阀被锅内顶起放出部分气体，实现了对锅内气体压强的控制．如图所示，某高压锅锅体的内底面积为S，侧壁竖直，出气孔横截面积为S0，限压阀质量为m0，限压锅顶部面积为St（已知大气压强p0）

（1）写出液体沸点与气压的关系；

（2）求使用高压锅时锅内气体的最大压强；

（3）为保证使用安全，不可随意增加限压锅质量．如果限压阀的质量增加m，请计算锅体与锅盖咬合处锅体对锅盖的最大作用力增大多少．

16.某教师用“试管爬升”的实验装置来实验验证大气压的存在，其做法如下：取两个直径相差很小的平底试管，将细管底部插入装满水的粗试管内，再将两试管迅速倒置（保持竖直），会看到细试管慢慢“爬进”粗试管里，如图所示，细试管能否在粗试管内竖直向上“爬升”，取决于开始时细试管插入粗试管的深度，如果插入过浅细试管就不能自动上升．

若细试管的重为G、外直径为d，水的密度为ρ0，大气压强为p0，请你通过推导计算，回答下列问题：

（1）细试管在“爬升”时，受到大气对它竖直向上的压力是多少？

（2）细试管开始插入的深度h0满足什么条件时，它刚好可以向上“爬升”？

17.下面是小明自制“浮力秤”的装置图（如图）和使用说明书．

已知水的密度为ρ水，秤盘中未放物体时浮体的圆柱体侵入水中的深度为h0，请根据上述内容和条件解答：

（1）在图中画出未称物体时，浮体在水中沿竖直方向受力的示意图；

（2）推倒出被称物体质量m与浮体的圆柱体浸入水中深度h之间的关系式；

（3）求出要使此“浮力秤”能够达到最大称量值，使用前应在外筒中至少加入的水的质量

解：（1）过浮体的重心分别沿竖直向上和竖直向下的方向画一条带箭头的线段，并用符合F浮1和G0表示，如下图所示：

（2）秤盘中未放物体时，浮体在水中漂浮，则有

F浮1=G0

ρ水gV排1=G0

化简后可得：G0=Dρ水gh0；

被秤物体放在秤盘上后，浮体仍漂浮，则有

F浮2=G0+G物

ρ水gV排2=G0+mg

ρ水gDh=ρ水gDh0+mg

化简后可得：m=Dρ水（h﹣h0）；

（3）至少应加入水的体积：V水=（D2﹣D）L0，其质量：m水=ρ水V水=（D2﹣D）ρ水L0．

答：（2）被称物体质量m与浮体的圆柱体浸入水中深度h之间的关系式为m=Dρ水（h﹣h0）；

（3）使用前应在外筒中至少加入水的质量为（D2﹣D）ρ水L0

18、如图所示，一根粗细均匀的木棒，一头吊起来，另一头放于水中，经测量有三分之二浸入水中，则木棒的密度为_____________g/cm3． （保留2位小数）