2023中考物理专题第九讲-浮力（第三节 浮力的综合计算）

第九讲 浮力

第三节 浮力的综合计算

一、生活背景类
1.2019年4月23日，在庆祝中国人民解放军海军成立70周年海上阅兵活动中，055大型驱逐舰接受检阅，向世界展示了我国大型驱逐舰的发展规模和强大实力．驱逐舰长174 m，宽23 m，吃水深度8 m，满载排水量12 300 t，最大航速32节(1节＝0.5 m/s，海水密度为1.03×103 kg/m3，g取10 N/kg)．求：

(1)驱逐舰行驶到某海域时，舰底受到的海水压强为7.21×104 Pa，此时舰底所处的深度．

(2)驱逐舰满载时受到的浮力．

(3)驱逐舰满载时，以最大航速匀速直线航行，若所受海水阻力是其总重的0.1倍，它的动力功率．

2.潜水艇为增强国防力量，维护祖国安定发挥了重要作用。潜水艇截面如图所示，通过向水舱中充水或从水舱向外排水来改变潜水艇的自重，从面使其下沉或上浮。我国某型号潜水艇的总体积为2×103m3，水舱未充海水时潜水艇总重为1.26×107N，最大下潜深度可达400m。海水密度取1.03×103kg/m3，g取10N/kg。求：

（1）最大下潜深度处的海水压强；

（2）潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力；

（3）潜水艇悬浮在海水中时，水舱中充入海水的质量。

3.海洋科学钴探船被称为海洋科学领域的“航空母舰”。如图所示为一艘满载时排水量为5×104t的海洋科学钻探船｡甲板上装有很高的钻塔，可以安装并控制钻杆进行拉升作业使钻头和钻杆最深可在4000m深的海底向下钻取岩芯进行研究。（=1.03×103kg/m3，g取10N/kg）

(1)该钻探船满载时受到海水的浮力是多少?

(2)满载时，该钴探船从海水密度较小的海域驶入密度较大的海域，钻探船排开海水的体积______（选填“变大”“变小”或“不变”）｡

(3)钻头在4000m深的海底处受到海水的压强是多少?

(4)该钻探船以36km/h的速度匀速航行时，动力推进系统的输出功率为4×107W，则船受到的牵引力是多少?

4.质量为180kg的科考潜水器，在水下匀速下潜或加速下潜时受到水的阻力各不相同。若潜水器下潜时所受阻力与速度的变化关系如下表：

求：

（1）潜水器在水下面30m处，受到水的压强为多少？（水的密度取1.0x103kg/m3）

（2）向潜水器水仓中注入50kg水后，潜水器刚好以1.2m/s的速度匀速下潜，求注水后潜水器的平均密度。

（3）写出潜水器加速下潜时，所受阻力f与速度v的关系式：f=              

二、模型类

5.将边长为10cm的正方形物块用细线（体积忽略不计）固定在盛水容器中，如图所示。已知容器的底面积为200cm2，物块的质量为0.8kg，水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。

（1）细线受到的拉力是多少？

（2）若剪短绳子，待物块静止时，物块浸在水面下的深度是多少？

（3）剪断绳子后，待物块静止时，水对容器底部的压强减少了多少？

6.如图甲所示，是一圆柱形容器，放在水平桌面上，内装有25 cm深的液体，该液体对容器底部产生的压强为2 000 Pa.求：

(1)液体的密度；

(2)若将边长为10 cm的正方体木块放入圆柱形容器中如图乙所示，木块静止时，有的体积露出液面，此时木块受到的浮力大小；

(3)要使木块完全浸没至少需要施加多大向下的压力．

7.   小明用同一物体进行了以下实验．实验中，保持物体处于静止状态，弹簧测力计的示数如图所示．请根据图中信息，求：(g取10 N/kg)

(1)物体的质量；

(2)物体在水中受到的浮力；

(3)某液体的密度．

8.科技小组的同学用泡沫塑料和灯泡等制作了一个航标灯模型，如图所示．航标灯A总重4 N，A底部与浮子B用细绳相连．当水位上升时，浮子B下降；水位下降时，浮子B上升，使航标灯A静止时浸入水中的深度始终保持5 cm，航标灯A排开水的质量为500 g，浮子B重0.5 N(不计绳重和摩擦，g＝10 N/kg)．求： 

(1)航标灯A底部受到水的压强是多大？

(2)航标灯A静止时受到的浮力是多大？

(3)浮子B的体积是多大？

9.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，如果将一小球B用体积和重力不计的细线系于A下方后，再轻轻放入该杯水中，静止时A上表面与水面刚好相平，如图乙．已知ρB＝1.8×103 kg/m3，g＝10 N/kg.求：

(1)在甲图中杯壁上距杯底8 cm处O点受到水的压强．

(2)甲图中物体A受到的浮力．

(3)物体A的密度．

(4)小球B的体积．

10.将底面积S＝3×10－3 m2，高h＝0.1 m的铝制圆柱体，轻轻地放入水槽中，使它静止于水槽底部，如图所示(圆柱体的底部与水槽的底部不密合)，此时槽中水深h1＝0.05 m(已知ρ铝＝2.7×103 kg/m3，ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)．求[来源:学#科#网Z#X#X#K]

(1)水对圆柱体底部的压强p1；

(2)圆柱体受到的浮力F浮；

(3)圆柱体对水槽底部的压强p2.

11.如图所示，盛有水的圆柱形容器，侧壁上固定了一块水平挡板，挡板的体积忽略不计。挡板下方有一个体积为100cm3、重力为0.6N的实心小球，此时水对容器底产生的压强为3.0×103Pa。求：

(1)容器中水的深度；

(2)挡板对小球的压力；

(3)撤去挡板，小球静止后，水对容器底压力的变化量。

12.如图所示，底面积为200cm2、重为10N的薄壁柱型容器，放在水平桌面上，把边长为10cm的实心正方体A(不吸水)用细线悬挂固定在容器正上方静止时，正方体A有的体积和浸入水中，此时容器内水深12cm，已知正方体A的密度ρ=3.0g/cm3。求：

(1)水对容器底部的压强；

(2)正方体A受到的浮力大小；

(3)解开细线，将正方体A缓缓放入水中，待正方体A静止后(容器中的水未溢出)，容器对桌面的压强。

13.一边长为10cm的正方体物块，用细线系在底面积为200cm2的圆柱形容器底部，向容器内加水，物块上浮，被拉直后的细线长10cm。当物块一半体积浸入水中时（如图甲），细线拉力为3N；继续加水，当物块刚好浸没时（如图乙），停止注水，并剪断细线，使物块上浮直至漂浮，求：（g＝10N/kg）。

(1)物块处于图甲所示状态时所受浮力大小；

(2)物块密度；

(3)剪断细线后，物块漂浮时，水对容器底部的压强。

14.一带有阀门的薄壁圆柱形容器重为10N，底面积是200cm2，装有12cm深的水，如图甲所示。现将边长为10cm的正方体M用细绳悬挂并浸入水中，有的体积露出水面，如图乙所示。（g取10N/kg）求：

（1）图甲中水的质量；

（2）图乙中正方体M受到的浮力；

（3）若从图乙状态开始，通过阀门K缓慢放水，当容器中水面下降了2cm时，容器对水平桌面的压强。

三、图像类

15.某水底打捞作业中，需将一长方体石柱从水底匀速打捞出水。如图所示是吊车钢丝绳拉力F随石柱下表面距水底深度h变化的图像。（水的阻力忽略不计，ρ水=1.0x103kg/m3）求：

（1）石柱侵没在水中受到的浮力；

（2）石柱未漏出水面前，在水中上升2m钢丝绳拉力所做的功；

（3）在水底时石柱上表面受到的水的压强。

16.用弹簧测力计悬挂一实心物块，物块下表面与水面刚好接触，如图甲所示．由此处匀速下放物块，直至浸没于水中并继续匀速下放(物块始终未与容器接触)．物块下放过程中，弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示．求：

(1)物块完全浸没在水中受到的浮力；

(2)物块的密度；

(3)从物块刚好浸没水中到h＝10 cm过程中，水对物块下表面的压强变化了多少Pa?

17.如图甲所示，用钢丝绳将一个实心圆柱形混凝土构件从河里以0.05 m/s的速度竖直向上匀速提起，图乙是钢丝绳的拉力F随时间t变化的图像，整个提起过程用时100 s，已知河水密度为1.0×103 kg/m3，混凝土的密度为2.8×103 kg/m3，钢铁的密度为7.9×103 kg/m3，g取10 N/kg，不计河水的阻力，求：

(1)0～60 s内混凝土构件在河水里上升的高度；

(2)开始提起(t＝0)时混凝土构件上表面受到水的压强(不计大气压)；

(3)0～60 s内钢丝绳拉力所做的功；

(4)通过计算说明，此构件的组成是纯混凝土，还是混凝土中带有钢铁骨架？

18.如图甲所示，水平桌面上放置底面积为100cm2、质量为500g的圆筒，筒内装有20cm深的某液体。弹簧测力计下悬挂底面积60cm2、高为10cm的圆柱体，从液面逐渐浸入直至完全浸没，弹簧测力计示数F随圆柱体浸入液体的深度h的变化关系如图乙所示。（可以忽略圆筒的厚度，过程中液体没有从筒中溢出），g取10N/kg，求：

(1)圆柱体完全浸没时受到液体的浮力是多少？

(2)筒内液体密度是多少？

(3)当圆柱体完全浸没时，圆筒对桌面的压强是多少？

19.如图甲所示，水平桌面上有个质量为2.5kg，底面边长为0.5m的正方体水槽，水槽内有一实心球。逐渐往水槽内加水，球受到的浮力F与水深h的关系如图乙所示，水深h= 7 cm时，球刚好有一半体积浸入水中。不考虑水槽厚度，水的密度为1.0×103 kg/m3，求∶

（1）实心球的体积和水深7cm时水槽底部受到的压强；

（2）实心球的密度；

（3）实心球刚好离开水槽底部时水槽对水平桌面压强。