2021—2022学年人教版八年级物理下册第十章浮力综合计算期末专题训练（含答案）

专题训练  浮力综合计算

1．如图甲，将一重为8 N的物体A放在装有适量水的杯中，物体A漂浮于水面，浸入水中的体积占总体积的，此时水面到杯底的距离为20 cm。g取10 N/kg，求：

（1）甲图中物体A受到的浮力及容器底部受到的压强。

（2）物体A的密度。

2．“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为30m3，空载时质量约为22t，最大荷载240kg。

（1）“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大？

（2）若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的，则至少注入多少m3的水？

（海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）

3．边长为10cm、质量为0.5kg的正方体木块漂浮在水面上，如图甲所示，已知ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg；

（1）求木块漂浮时，底部受到水的压力。

（2）求木块漂浮时，浸在水中的体积。

（3）把棱长为5cm的正方体金属块轻轻放在正方体木块的上表面中央，静止后金属块上表面恰好与水面相平，如图乙所示，求此时金属块对木块的压强。

4.如图甲所示，在水平地面上有一个装有水的圆柱形容器(水的深度不变)，一物体浸没在容器底部(非密合)，现用弹簧测力计将物体缓慢拉出。弹簧测力计的示数为F，物体下表面距容器底的距离为h，F与h的关系如图乙所示，求：(g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)

甲              乙

(1)物体浸没在水中所受的浮力。

(2)物体的密度。

(3)物体上表面刚出水面时，水对下表面产生的压强。

5．一个圆柱形杯身的杯子，装12cm高的水密封后（杯子厚度忽略不计）放在水平桌面上，如图甲所示．再将杯子分别倒置在盛有水和某种液体的容器中，静止后杯子内外液面高度差如图乙和图丙所示．（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：

（1）图甲中杯底受到水的压强．

（2）图丙中某种液体的密度．

（3）如果杯子自身质量为80g，则杯内水的质量．

6．麻省理工学院的研究人员研发出一款机器鱼。该机器鱼重16N，体积为1.28×10-3m3，用锂聚合物电池提供动力，续航时间可达40分钟。该机器鱼的浮力控制单元是一个圆柱体结构，通过压缩和解压空气，来实时调整机器鱼的密度，从而改变浮力，从而改变浮力，来保持在所需要的水深。由于机器鱼有了自己的“鳔”，能实现水深0~18m内的控制。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）

（1）机器鱼在某一深度进行以0.25m/s的速度续航测试，请计算该机器能游动的最大距离？

（2）机器鱼下潜至水下15m时受到水压强是多少？

（3）在某次竖直下潜的测试中，机器鱼通过浮力控制单元使其自身的平均密度后，刚好能匀速竖直下沉，求此时受到浮力为多少？受到水的阻力是多少？

17.物块P与金属球Q用细线连接，一起放入装有一定质量水的柱状容器内，二者恰好悬浮，如图甲所示，此时柱状容器中水的深度为23 cm；物块P重1 N、体积为1.25×10－4 m3(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g＝10 N/kg)。求：

(1)图甲中水对容器底部的压强。

(2)图甲中物块P所受浮力的大小。

(3)若剪断细线，物块P上浮，金属球Q下沉，待稳定后，物块P漂浮于水面，如图乙所示，则此时物块P露出水面的体积。

8．中国研制的“鲲龙”AG600是目前世界上最大的水陆两栖飞机，可用于森林灭火、水上救援等，其有关参数如表所示。在某次测试中，飞机在水面以12m/s的速度沿直线匀速行驶，此时阻力是重力的0.1倍。（水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：

（1）飞机以最大巡航速度飞行4000km所用的时间；

（2）飞机在水面匀速行驶时，水平动力（推力）的大小；

（3）达最大起飞质量时的飞机关闭动力系统静止在水面上，飞机受到的浮力及排开水的体积。

9．海冰723破冰船是中国自主研发的第二艘新型破冰船，它满载排水量为5000t。该船可连续破除1米厚的冰层，且破冰时的最大航速为1m/s。在普通海域航行最大速度为36km/h。主要承担以黄渤海海域为主的冰情调查和破冰，对冰区被困船舶，人员进行搜救、以及电子试验保障、巡逻、警戒、护航等任务。求：

（1）破冰船的满载时所受的浮力是多少？（g取10N/kg）

（2）破冰时，船头的一部分压在冰面上，利用巨大的压强使冰层破裂，若船头压在冰面上的受力面积是10m2，冰面受到的压力是破冰船满载时总重的0.1倍，船对冰面的压强；

（3）若破冰船在1m厚的冰层破冰时，以最大航速前进时的功率为1.5×107W，则此时破冰船的牵引力。

10．如图为中国新一代通用型导弹驱逐舰169 号（武汉舰），它是 052B 型导弹驱逐舰。其满载时的排水量约为7×10 3t，当驱逐舰以20m/s 的速度匀速直线航行时，受到的阻力是自身总重力的0.01倍。海水密度近似取 1×10 3 kg/m3，g=10N/kg。求：

（1）船底在水面下3m 深处，船底受到的海水的压强p；

（2）驱逐舰满载时，受到的浮力F浮；

（3）驱逐舰满载时，排开海水的体积V排；

（4）驱逐舰满载时以20m/s的速度匀速航行，驱逐舰的功率P。

11．如图所示，轻质薄壁柱形溢水杯甲和柱形容器乙（质量均不计）放在水平桌面上，溢水杯甲和容器乙的底面积分别为2×10-2m2和1×10-2m2。在溢水杯甲中注入水直到与溢水口相平，此时水的深度为0.2m，将一个质量为3kg密度为3.0×103kg/m3的实心金属球用细线系着轻轻的浸没在溢水杯甲中后放手，水通过溢水口流入柱形容器乙中（乙容器中水未溢出）。求：

（1）放入金属球前溢水杯甲底部受到水的压强；

（2）金属球受到的浮力；

（3）放入金属球放手后溢水杯甲对水平桌面的压强与容器乙中水对容器底部的压强之比。

12．工人师傅利用汽车作为动力，从水中打捞一个正方体物件，绳子通过定滑轮，一端系着物件，另一端拴在汽车上，如图甲所示。汽车拉着物件匀速上升，已知汽车对绳子的拉力F与物件底面距离水底的高度h的变化关系如图乙所示。（绳子的体积、绳重及摩擦均忽略不计，，）。

求：（1）物件浸没在水中时，受到的浮力为多大；

（2）该物件的密度；

（3）物件上表面恰好到达水面时，下表面受到水的压强为多少。

参考答案

1．（1）8N，2000 Pa；（2）0.8×103 kg/m3

2．（1）220000N（2）7.76m3

3．（1）5N；（2）0.0005m3；（3）2000Pa

4．(1)由图乙可知，物体的重力G物＝12 N，物体浸没时，所受拉力F＝4 N

物体浸没在水中所受的浮力：

F浮＝G物－F＝12 N－4 N＝8 N

(2)由阿基米德原理可知，物体的体积：

V物＝V排＝＝＝8×10－4 m3

物体的质量：m物＝＝＝1.2 kg

物体的密度：ρ物＝＝＝1.5×103 kg/m3

(3)由图乙可知，物体的高度h物＝8 cm－5 cm＝3 cm＝0.03 m，所以物体上表面刚出水面时，下表面所处的深度为h＝h物＝0.03 m

水对下表面产生的压强：

p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.03 m＝300 Pa

5．（1）1200Pa（2）0.8×103kg/m3（3）240g（0.24kg）

6．（1）600m；（2）1.5×105；（3）12.8N；3.2N

7．(1)容器底部水深：h＝0.23 m

p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.23 m＝2.3×103Pa

(2)物块P浸没在水中，V排＝VP＝1.25×10－4 m3

由阿基米德原理知：

F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1.25×10－4 m3＝1.25 N

(3)因为物块P漂浮于水面，由二力平衡知：

F浮′＝G＝1 N

由F浮＝ρgV知：V排′＝

＝＝1×10－4 m3

则物块P露出水面的体积：

V露＝VP－V排′＝1.25×10－4 m3－1×10－4 m3＝2.5×10－5 m3

8．（1）8h；（2）；（3），

9．（1）5×107N；（2）5×105Pa；（3）1.5×106N

10．（1）；（2）；（3）；（4）

11．（1）2×103Pa；（2）10N；（3）3∶1

12．（1）1250N；（2）2×103kg/m3；（3）5×103Pa