压强浮力例题及练习(含答案)

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1、压强浮力例题讲解及练习例1张强同学家的高压锅盖上标有“XX铝制品厂18cm压力锅”的字样，他测得 高压锅限压阀的质量为70g，排气孔的横截面积约为10mm2问这个高压锅工 作时，其内部水蒸气的最大压强为多大？若锅盖面积为260cm2,则它所能承受 的压力至少多大才能保证安全？（设大气压Po=105Pa）解 析高压锅内部的压强乘以排气孔的横截面积就是内部的蒸汽压力，当蒸汽 压力等于限压阀的重力与外部大气压力之和时，高压锅处于平衡状态，据此即可 求出高压锅内部水蒸气的最大压强.为了能保证安全，锅盖所需要承受的压力应该等于锅内的蒸汽压力减去外部大 气压力.解答排气孔的横截面积为：S1=10mm2=1

2、0-5m2，限压阀的质量为：m=70g=0.07kg，锅内最大气压为：P0S1+mg=PS1，则 P=P0S1+mgS1=1.0x105Pax 10-5m2+0.07kgx10N/kg10-5m2=1.7x105Pa；锅盖面积为：S2=260cm2=2.6x10-2m2，锅盖所承受的最小压力为：F=P?S2-P0S2=1.7x105Pax2.6x10-2m2-1.0x105Pax2.6x10-2m2=1.82x103N.答：其内部水蒸气的最大压强为1.7x105Pa；它所能承受的压力至少为 1.82x103N时才能保证安全.例2. （04湖北黄冈）（综合题）如图所示，是小明为防止家中停水而设计

3、的贮 水箱。当水箱中水深达到1.2m时，浮子A恰好堵住进水管向箱内放水，此时 浮子A有寺体积露出水面（浮子A只能沿图示位置的竖直方向移动）。若进水 管口水的压强为1.2X105Pa，管口横截面积为2.5 cm 2,贮水箱底面积为0.8m2, 浮子A重10N。求：(1) 贮水箱能装多少水？(2)浮子A的体积应多大？解：(1)V二Sh=0.8m2X1.2m=0.96m3M二 pV=1.0X103kg/m3X0.96m3=960 kg当浮子恰好堵住出水管时，F =G+FF =pS=1.2X105PaX2.5X10-4m2=30N浮 A 压压2P 3Vg= G+F =10N+30NV=6X10-6m2

4、水A 压例3. （04福建漳州）有一艘质量为2.0X106kg的运输船，在一次海难中沉入海 底，打捞船利用超声波测出沉船到海面的距离约100m ；潜水员潜入海底，找 到沉船的一个舱盖，面积约0.5m2，打开它进入船舱，察看情况，以便制定打 捞方案，打捞沉船的方案之一是用许多浮力代绑在船身上，每个浮力袋的体 积约10m3，利用这些浮力袋受到的浮力使船上浮（海水的密度是1.03*103kg/m3）求：（1）海水对舱盖的压强（2）根据题目提供的信息，请 你再求出两个物理量。解：（1）舱盖受到的压强：P = /h = 1.03 x 10310/gx 100 = 1.03 运输船的重。二：海水对舱盖的压

5、力：1.03x106x0.53 =5.15x10每个浮袋受到海水的浮力种二您“徘=1.2x10讥日/ xlO/xlOm3 = 1.03x 107 N使船上浮，大约需要浮力袋的个数:G _氐 l.asxio7?/例4.（04江西南昌）如图20所示，将一块重为3N，体积为100cm3的石块，用 细线系着浸没在装有水的圆柱形容器中，容器中水的深度由10cm上升到12cm.（容器的重力和容器壁的厚度忽略不计，g=10N/kg）.求：（1）石块所受浮力；（2）容器中水的重力；(3)50xl0Mms（3）细线松动，石块沉到容器底静止后，容器对水平地面的压强.102cm3(2)V =Sh=50cm2X 10

6、cm=5 X水6m3=5NG =m g= P gV =1 X 103kg/m3X 10N/kgX5 X 102X 10- 水水水水解：(1)F_=P gV =1X103kg/m3X10N/kgX100X10-6m3=1N浮 液 排0耐十遡=1.Z1CI 血例5. （04济南）去年济南市对大明湖进行了首次换水清淤，换水后的大明湖水 清见底，鱼儿欢畅。爱湖小分队的同学准备利用自己掌握的科学知识对湖水 水质进行监测，他们通过调查，了解到大明湖周边主要污染源很容易导致湖 水密度增大，而密度达到1.05*103kg/m3的水域就不适宜湖里鱼类的生存， 他们就想到做一个简易的密度计来监控湖水密度。为此找来

7、了一根长1.2m粗 细均匀的木条，在底端嵌入适量重物，使其能直立漂浮在水中，做好相应的标记后，就可以监测湖水密度了，测量得该简易密度计的总质量为 0.5kg（g=10N/kg）（1）先将该木条放入足够深的清水中，测得木条露出水面0.2m，在水面处画上白 线，请计算出木条底端受到的水的压强及木条受到的浮力。（2）请通过计算说明应在木条的什么位置画上表示污水密度达到1.05*103kg/m3时的红线，以监测湖水的密度是否超标。解：（1）木条受到水的压强尸二即3二LOixlO喝x 1077/x1= LOxlFd木条受到的浮力:空4 10逹用x严 眄%1.05 x 103/w23月浮二 C?二 mg

8、= 0.5g x lCWf 担=577（2）T该密度计漂浮即：Psh朮二Q碎吨h= 12m- 0.95m - 0.25m.例6 （04梅州）如图所示，边长为0.05m、重9.8N的正方体实心物块挂在弹 簧测力计下，物块浸没在水中，上表面与水面相平，根据上述条件，请你求 出相关的五个物理量（含过程和结果）解：可求出*列物理鞏 正方萍-谀面积S=L3諒一仍丄屛=2.5 xlOm1（2）正方体淳积 r3 =-0,05Jn =L.25xWW物体竝晟心 物体密度p峠石击_石厂恥1叭0T?（5）物体愛到程力斥沖讥嘻=J xlOkg/M1旳11血晞*. 25址旷詔=j.225N（Q婀子竝力（歩弾賢测力什禾逆

9、）F-C-Fn -9.8N - I.225M =需歸$ NC7正方体下衷丽所竟压強卩=叶妙=IRN/gxC,.05in =490 paW 物体下表而受到尿力f = PS =490Pa. xO. Q53=. 225 N评井；求出相关靭理量.正确匚2,4 5个分别蛉丨，2、沢分V-W二L二貝S-:16ffl压强浮力例题讲解及练习例1张强同学家的高压锅盖上标有“XX铝制品厂18cm压力锅”的字样，他测得 高压锅限压阀的质量为70g，排气孔的横截面积约为10mm2问这个高压锅工 作时，其内部水蒸气的最大压强为多大？若锅盖面积为260cm2,则它所能承受 的压力至少多大才能保证安全？（设大气压Po=10

10、5Pa）解 析高压锅内部的压强乘以排气孔的横截面积就是内部的蒸汽压力，当蒸汽 压力等于限压阀的重力与外部大气压力之和时，高压锅处于平衡状态，据此即可 求出高压锅内部水蒸气的最大压强.为了能保证安全，锅盖所需要承受的压力应该等于锅内的蒸汽压力减去外部大 气压力.解例2. （04湖北黄冈）（综合题）如图所示，是小明为防止家中停水而设计的贮 水箱。当水箱中水深达到1.2m时，浮子A恰好堵住进水管向箱内放水，此时 浮子A有寺体积露出水面（浮子A只能沿图示位置的竖直方向移动）。若进水 管口水的压强为1.2X105Pa，管口横截面积为2.5 cm 2,贮水箱底面积为0.8m2, 浮子A重10N。求：（1）

11、贮水箱能装多少水？ （2） 浮子A的体积应多大?解：例3. （04福建漳州）有一艘质量为2.0X106kg的运输船，在一次海难中沉入海 底，打捞船利用超声波测出沉船到海面的距离约100m ；潜水员潜入海底，找 到沉船的一个舱盖，面积约0.5m2，打开它进入船舱，察看情况，以便制定打 捞方案，打捞沉船的方案之一是用许多浮力代绑在船身上，每个浮力袋的体 积约10m3，利用这些浮力袋受到的浮力使船上浮（海水的密度是1.03*103kg/m3）求：（1）海水对舱盖的压强（2）根据题目提供的信息，请 你再求出两个物理量。解：例4.（04江西南昌）如图20所示，将一块重为3N，体积为100cm3的石块，用

12、细线系着浸没在装有水的圆柱形容器中，容器中水的深度由10cm上升到12cm. （容器的重力和容器壁的厚度忽略不计，g=10N/kg）.求：（1）石块所受浮力；（2）容器中水的重力；（3）细线松动，石块沉到容器底静止后，容器对水平地面的压强.解:例 5 （04 济南）去年济南市对大明湖进行了首次换水清淤，换水后的大明湖水 清见底，鱼儿欢畅。爱湖小分队的同学准备利用自己掌握的科学知识对湖水 水质进行监测，他们通过调查，了解到大明湖周边主要污染源很容易导致湖 水密度增大，而密度达到1.05*103kg/m3的水域就不适宜湖里鱼类的生存， 他们就想到做一个简易的密度计来监控湖水密度。为此找来了一根长1

13、.2m粗 细均匀的木条，在底端嵌入适量重物，使其能直立漂浮在水中，做好相应的 标记后，就可以监测湖水密度了，测量得该简易密度计的总质量为 0.5kg（g=10N/kg）（1）先将该木条放入足够深的清水中，测得木条露出水面0.2m，在水面处画上白 线，请计算出木条底端受到的水的压强及木条受到的浮力。（2）请通过计算说明应在木条的什么位置画上表示污水密度达到 1.05*103kg/m3时的红线，以监测湖水的密度是否超标。解：.例6 （04梅州）如图所示，边长为0.05m、重9.8N的正方体实心物块挂在弹 簧测力计下，物块浸没在水中，上表面与水面相平，根据上述条件，请你求 出相关的五个物理量（含过程

14、和结果）E U练习题1.（04吉林）边长均为2cm实心正方体的木块和铁块，木块密度为0.6X103kg/m3. 将它们放入水中，待其静止时，分别求出木块和铁块受到的浮力（g=10N/kg）.2（04沈阳）考古工作者要打捞沉在河底的一块古代石碑，他们先潜入水下清 理石碑周围的淤泥，然后在石碑上绑一条绳子，拉动绳子提丐石碑。如果石 碑的质量为80kg，在水中匀速提起时所需拉力为480N，求石碑在水中受到的 浮力和石碑的密度。（设河水的密度为1.0 *103kg/m3,g=10N/kg）3. （04江苏宿迁）一边长为10cm的正方体石蜡块，质量是900g。求：，（1）.石蜡块的密度；（2）.将石蜡块

15、放在水平桌面中央，桌面受到的压强（g取10N/kg）；.将石蜡块浸没在酒精中，石蜡块受到的浮力（尸=0.8X103kg/m3）。酒精4. （04长春）弹簧测力计下吊着一重为1.47N的石块，当石块全部浸入水中时, 弹簧测力计的示数为0.98N。求：（1）石块受到的浮力；（2）石块的体积；（3）石块的密度。 解：5. （04海淀区）图29是小明设计的一个用水槽来储存二次用水的冲厕所装置。 带有浮球的横杆AB （B为浮球的中心）能绕O点转动，倒“T”型阀门C底部 为不计厚度的橡胶片，上部为不计粗细的直杆。进水口的横载面积为4厘米2， 浮球的体积是100厘米3, OB是OA长度的6倍，AB杆左端压在

16、阀门C上，阀 门C堵住进水口时，AB杆水平，浮球顶部与溢水口相平，不考虑阀门C.横 杆AB及浮球受到的重力（g取10牛/千克）求（1）浮球浸没时，浮球受到的浮 力多大？ A端受力多大？（2）为了防止水从溢水口溢出，水槽中的水面与溢 水 口听高度差不能超过多少？6.（04辽宁大连）（5分）小明同学在做研究浮力的实验时，把一物体用手压入 水中，放开手后，发现物体上浮，最后漂浮在水面上.他已测出物体重力为 6N，体积为 10-3m3 （g=10N / kg）试求：（1）物体完全漫没在水中时受到的浮力是多大？（ P水=1.0X103kg /m3）(2) 物体在露出水面前向上运动的原因是什么？7. (0

17、4河南)小亮在学习了 “浮力”之后，做了一个观察鸡蛋悬浮的实验，共 主要操作步骤如下：如图14所示，先在水平桌面上放置一个底面积为100cm2 的圆筒形容器(厚度可忽略)，向容器中注入10cm深的水，再取一个鸡蛋， 称得其质量为55g，将它轻轻放入水中，发现鸡蛋沉至容器底部，此时测得水 面升高了 5mm，然后，向容器中加食盐并不停发搅动，直到鸡蛋恰好悬浮起来 为止，请计算：(1) 容器中示放入鸡蛋时，水对容器底部的压强是多大(g=10N/kg)(2) 当鸡蛋悬浮起来时，盐水的密度是多少？8. (04西宁)如图所示，在弹簧秤下挂一个均匀材料制成的实心物体A,当物体在空气中静止时，弹簧秤的示数为F

18、1，当物体A浸没在盛有某种液体的圆 柱形容器中并静止时，弹簧秤的示数为F2,已知圆柱形容器的底面积为s(壁 厚不计)，物体浸没在液体中后与未浸入液体前相比，容器内液面变化的高度 为h.贝V(1) 物体A的体积V物二(2) 物体A的密度卩物=(3) 液体的密度卩液=9. (04浙江丽水自然)小莉家中有一金属块，不知是什么金属。恰逢学校举办 科技周，于是她进行了如下实验：先用细线吊着金属块挂在弹簧秤上，弹簧 秤的示数如图甲；然后把金属块浸没在水中，弹簧秤的示数如图乙。问：(1)这块金属块所受的重力是4.7 牛。(2) 小莉同学根据测得的数据，通过计算，初步判定这是金属铁。她是根据该金属块的密度来判

19、定的。(3) 利用弹簧秤上的示数，除了能求(1)中金属块重力外，你还能求出有 关金属块的哪些量(至少算出两个，并写出计算过程；g取10牛/千克)？10. (04重庆)(6分)把一个外观体积为17.8cm3的空心铜球放入水中，它恰 好处于悬浮状态，已知铜的密度是8.9X103kg/m3，g取10N/kg。求：(1) 空心铜球的重力；(2) 铜球空心部分的体积。11. (04福建宁德)如图16所示，边长为0.1m的立方体A重30N，放在水平 地面上，用水平拉力F拉着立方体A在水平地面上作匀速直线运动.已知运 动过程中物体所受阻力为物重的0.01倍.(g取10N /kg)求： IT(1) 拉力F为多

20、大？(2) 立方体A对水平地面的压强多大？(3) 若把立方体A放入如图17所示盛水的容器中，求该立方体A所受浮力?(4) 除以上3个问题外，请你再提出一个问题，并解答.答：(1)拉力F为； (2)A对地面压强为；(3) A所受浮力为12. (04新疆建设兵团)边长为1 dm的立方体物块，质量为2.7kg，将该物体投 入底面积为的圆柱形容器的水中(如图所示)，水足够多，容器足够深，当物体在水中静止后，容器底面所受水的压强将增大多少？13、(宜昌)下图高压锅示意图：锅盖上有一个空心柱为排气孔，空心柱上戴着个帽子为限压阀。当高压锅内气体的压强超过安全值时，锅内的气体就会冲开限压阀，气体跑出一部分，使

21、锅内气体的压强减小。现有一个直径为24cm，空心柱小孔的横截面积为10mm2,限压阀的质量为100g的高压锅炉，要用它来煮饭。若当时的大气压为1.0 x105Pao (g取10N/kg)问:(1)此高压锅内气体能达到的最大压强为多少?(2)经商品质量检测部门检测，此高压锅内气体的最大压强不能超过1.8x105Pa。要使此高压锅能继续安全使用，原来的限压阀还能不能继使用？若不能,应该再配备一个多大质量的限压阀？ (g取10N/Kg)1解：，木块漂浮(1) F =G=mg= P gV=0.6X103kg/m3X10N/kgX8X10-6m3=0.048N 浮木木,铁块下沉F 浮铁木gV 排=1.0

22、X103kg/m3X10N/kgX8X10-6m3=0.08N2 解.Gg = SOg x 102/= 800273. 解：石蜡块的质量m = 900g = 0.9kg 体积V二(0.1) 3山3 = 10-3山3 石蜡块的密度 二卩=1疋=0. 9X 103kg /m 3石蜡桌面的受力面积S = (0.1)2m2 =10-2m2桌面受到的压力F二G = mg= 0.9kgX10N/kg = 9N r 9桌面受到的压强p = ID=9 0 0 P a.=G排酒精Vg = 0.8X103kg/m3X10-3m3X10N/kg = 8N 4.解：士 Ge - F 三 L47N - G.98M =

23、0.49N 2）由F弹=灿律辭心口旨宀竽*冥I。九 片E KO X 10Jkg/m3 X9.8NAE -石块金部浸扎水中-= 5 x 10P铲嚣二眾1.47N=“- 3 * UPkg/詔9,8N/kgz5X10-W5.解：- V ! r . ：iv uvmr . .卡 t *詈椁J盘US 8!帖左水屮時嗨：s临1DD 索.松1尸带M* H Itf于妙#5心中坪JUOaxlflY耒牛BHf J需费力畔于挣薄脈號河力，即t丹F.莉用杠评F弟棒时谄ft w气矜丹=鮎】牛兀平阳上誥甕力卫$4低Mt愴好矗从扫攻口縫出國來H申的水西审團球注網髙度按是光丼轴Jfc/； 曲一创齐浮斗金耶SWL側口&曼科隶樽甲

24、的味问上曲压力坷水棘中*向T阁压舶鲁为番于手嫌 携应时带空办.障：设朮槽中的就丽距雋门G庖恭律取片的閒廈曲叫誥水口列翼门f廊竝获 片的站盧为从用F*_t叶加Ff砂再瓒门C3E到的音力即为卞上-尸血下兰刚郵-F*曲 %烧即*骚課翥鑼當?盘監亲盘SA, F6题鹹】）*体所受浮力Fff =斥廉和- ltfx W410 s= WN （2）Fff方向盟直向上与现力&方闻相反，/心二ION、。二邸i/.SHj术费航商上运动需:（!）钩休完金粮没在朋中吋養期騁浮力是13,（力因为浮力大于歎力所以 物体隣出水面诽丽上运Sr7. 解：（1） p= P gh=1.0X103kg/m3X10N/kgX0.15m=1

25、.5X104Pa水（2） V 二Sh=100 cm 2X5 cm=5X10-4m3鸡蛋恰好悬浮V =V =5 X 10-4m3排蛋由F二P g V得盐水排P =F/g V =G/ g V =m/ V =0.055 kg/5X10-4m3=l.lX103kg/m3 盐水排排排8. 解9.解：4.7能求出金属块的质量m47牛m=G=0.47 千克 能求出金属块在水中的浮力F 一浮F =4.7 牛一4.1 牛= 0.6 牛 能求出金属块的体积VF =p gV浮水V =0.6X10-4米 3 能求出金属块的密度Pm0.47千克P=卩=7.8X 103千克/米 3(只要求出上述任意两个量均给分。其它符合

26、题意的答案同样给分)10.解：(1) 由空心铜球悬浮在水中可知V二V =17.8cm3排 球根据阿基米德原理得F = g V =1.0X 103X 10X 17.8X 10-6=0.178N 浮 戲排由悬浮条件可知空心铜球的重力G=F _=0.178N浮(2) 由二和G=mg可知空心铜球的实心部分体积V宀=2X10-6m3=2cm3空心铜球中空心部分的体积 气二VV =15.8cm3 空实评分参考意见：每小问3分，共6分。11解館分解:依题:恿得，如图所示(1)丙为立方休丿生水平地面上作匀速直线运动，所以拉力F与摩擦力/是 对平衡力. FO.Ot x3ON = O.3NF 30NS _ 0.0

27、1m2v立方体A放在水平地面上二F二&二30N3 / 5 = a2 = (0.1m)2-10-W/. 2注一個设立方体授没在本中/-叫巾一 (OJm3 = 10-W 二 兰臥二 10*W二 /iff = G暮=户朮gV = 1 .Ox IO1x lON/kgX 10m3 = 10N迭二：二 VA = afO.lm)3- Ifl-3!? p“叽 网 一 41A,. y !S 你/.立方林A在水屮甚下沉的二呦二竹二10-W阳二咖二你蔚制二 l.gx WW/kgx 10-W = 10M（4）问甌I：水平她闽对立方棒片的支捋力为多大?解答:立方体冲放在水平地面上与&還对平鐵力问題;立方体A对水平地面的

28、压力为塞大？解答:立方捧冲放在水平地面上；F工衣二轴N问题垃方体A放人盛水的容鴇札容蛊底对立方体A的支持力为爹应 解窖土 y NT * F擇土 G -= JON - !0N = 20N间題:立方休A放人盛水的容器中，容器底受到立方体4的用力術多少? 椿林:/ iV + F丹=：打 二即二 G -尸详二 30列-ION = 20i又丫支持力妙与压力F是一对和互作用力二尸士艸=加用问题；曲方休/!玻人盛水的需器中，蓉器底受到立方体的压孫为塞大？ 解甞：；V +=/. V = G片前二30別叫 ION = 20M又支持力胪芍压力F是一对相互作用力12.解：傀二律=1 = 27心沁加 = 0. lmx 0. lmx 0.1m = 103m%物体下沉（2分）容器中液面升高的高度为：Lh = -=10 a 0.025m（2分）容器底增加压强为：Ap 二 pghh 二 103kg/m5 x lON/kgx 0.025m 二 250Pa（?分）（1）设外界的大气压为峙，而限压阀产生的压强为卩卅锅内气体的压强达到最大 轴二耳二二竺值时戸內二乩十尹m,而 忆必凡（2）由于冷1.3x1/圧，要使此高压锅继续使用，必须减少味,mg=+ = 0+-p由可知，外界大气压强不变，要减少禺，必须减少限压阀的质量。/心心十簣带入数据有號等T心盹