1、1微专题二 压强、浮力的综合计算(分值：38 分 建议时间：50 分钟)1(6 分)(2017 遵义)我国自主设计研发的“蛟龙”号载人深潜器不断刷新潜水深度纪录，为我国探究深海海洋资源 提供了大量宝贵资料“蛟龙”号的一些主要参数如下表所示境外龙”号可在潜水器外搭载几块压载铁块作无动力下潜在一次下潜中，搭载 3 名乘员下潜到 7 200 m 深处 作业， 3 名乘员总质量为 180 kg，自带装备总质量为 220 kg，海水密度取 1.0103kg/m3，压载铁的密度为 7.9103， g 取 10 N/kg.求(1)“蛟龙”号搭载 3 名乘员及装备 (不含压载铁块)时的总质量；(2) “蛟龙”
2、号下潜到顶部距海面 7 200 m 深处时顶部受到海水的压强；(3)“蛟龙”号潜水器无动力下潜时，需在外部搭载 4 块压载铁块，每块压载铁块的质量为3.16104kg，无动力下潜时整个潜水器受到的浮力多大项目 参数规格 长 8.2 m 宽 3.0m 高 3.4 m空重 22 t(不含乘员、装备、压载铁 块)最大负荷 220 kg(不含乘员)乘员 准载 3 人，每人不超过 80 kg解：(1)m 总 m 空重 m 人 m 装备 2210 3kg180kg220kg2.2410 4kg(2)“蛟龙”号下潜到顶部距海面 7200m 深处时顶部受到海水的压强：pgh1.010 3kg/m310N/kg
3、7200m7.210 7Pa(3)一块压载铁的体积：V 0 4m 3，4 块压载铁的体积：V 铁m0 铁 3.16104kg7.9103kg/m34V 044m 316m 3“蛟龙”号潜水器的体积：Vabc8.2m3.0m3.4m83.64m 3，无动力下潜时整个潜水器的体积，即排开液体的体积：V 排 VV 铁 83.64m 316m 399.64m 3，由阿基米德原理可得整个潜水器受到的浮力：F 浮 液 gV 排 110 3kg/m310N/kg99.64m39.96410 5N2(6 分)(2017 江西)如图所示，将边长为 5 cm 的实心正方体木块轻轻地放入装满水的溢水杯中，木块静止时
4、，从杯中溢出水的质量为 0.1 kg(g 取 10 N/kg)求：(1)木块受到的浮力；(2)木块的密度；(3)木块下底面受到水的压强(导学号 59824127)解：(1)F 浮 G 排 m 排 g0.1kg10N/kg1N(2)正方体木块的体积：V 木 (0.05m) 31.2510 4 m3，因为木块漂浮，所以 G 木 F 浮1N，因为 G 木 m 木 g 木 V 木 g， 木 0.810 3kg/m3；G木gV木 1N10N/kg1.2510 4m3(3)由于木块漂浮，根据浮力产生的原因可知，木块下表面受到的水的压力：FF 浮 1N木块的底面积 S(0.05m) 20.0025m 2木块
5、下表面受到的水的压强：p 400PaFS 1N0.0025m223(7 分)(2017 潍坊)边长为 0.1 m 的正方体木块，漂浮在水面上时，有 的体积露出水面，25如图甲所示将木块从水中取出，放入另一种液体中，并在木块上表面放一重为 2 N 的石块静止时，木块上表面恰好与液面相平，如图乙所示取 g10 N/kg，已知水的密度 水 1.010 3 kg/m3.求：(1)图甲中木块受的浮力大小；(2)图乙中液体的密度；(3)图乙中木块下表面受到液体的压强(导学号 59824128)解：(1)V 排 V 浸 1103 m3610 4 m335F 浮 水 gV 排 110 3kg/m310N/kg
6、6104 m36N(2) 在图乙中物体的总重力为：G 总 G 水 G 石 6N2N8N 因为在图乙中，物体漂浮在液面上，则 G 总 F 浮 28N，根据公式 F 浮 液 gV 排 可得液体的密度为： 液 F浮 2gV排 F浮 2gV水0.810 3kg/m38N10N/kg110 3m3(3)液体下表面受到的压强为：p 液 gh0.810 3kg/m310N/kg0.1m800Pa4(7 分)(2017 雅安)如图所示，体积为 1103cm3的木块，用绳子系在底面积为 200cm2的柱形容器中，当完全浸没在水中时，绳子的拉力 F4N；若不计绳重，取 g10N/kg， 水1.010 3kg/m3
7、.求：(1)木块受到的重力；(2)木块的密度；(3)剪断细线，待木块静止时，容器底部的压强的减少量 p.解：(1)木块的体积 V110 3cm3110 3 m3F 浮 水 gV 排 110 3kg/m310N/kg1103 m310N木块受到重力、竖直向下的拉力以及浮力则 F 浮 GF，所以 GF 浮 G10N4N6N(2)木块的质量为 m 0.6kgGg 6N10N/kg木块的密度由 可得， 0.610 3kg/m3mV 0.6kg110 3m3(3)剪刀细线，木块受到的浮力大于重力，它会上浮，并最终漂浮在水面上，根据二力平衡，此时木块受到的浮力为 F 浮 G6N，根据阿基米德原理 F 浮
8、水 gV 排 得，V 排 0.610 3 m3F浮 水 g 6N1.0103kg/m310N/kg所以木块排开水的体积变化量为 V110 3 m30.610 3 m30.410 3 m33容器内水面深度的变化量为 h 0.02m VS 0.410 3m3210 2m2容器底面受到水的压强变化量 pgh1.010 3kg/m310N/kg0.02m 200Pa5(6 分)(2016 沈阳和平一模)如图甲所示，用弹簧秤悬挂一物体，保持静止；当物体浸没在水中静止时弹簧测力计的示数如图乙所示( g10 N/kg)求：(1)物体的质量 m；(2)物体浸没在水中受到的浮力 F 浮 ；(3)物体浸没时排开水
9、的体积 V 和物体的 ；(4)若用细线悬挂一个体积不变的木球( 木 0.5 g/cm3)使二者悬浮，如图丙所示则木球的体积至少多大？解：(1)由甲图可知，物体静止，所以 FG6 Nm 0.6 kgGg 6 N10 N/kg(2)由乙图可知，当物体静止时，F 浮 GF 示 6 N4 N2 N(3)由 F 浮 G 排 水 gV 排 得V 排 210 4 m3F浮 水 g 2 N1103 kg/m310 N/kg当物体浸没时，VV 排 210 4 m3 310 3 kg/m3mV GgV 6 N10 N/kg210 4m3(4)若整体悬浮，物体所受的拉力至少为 F 拉 4 N由于木球浸没，V 木 V
10、 木排 ，由题意，F 拉 F 木浮 G 木 水 gV 木 木 gV 木 ，V 木 ，F拉（ 水 木 ） g4 N（ 1103 kg/m3 0.5103 kg/m3） 10 N/kg810 4 m36(6 分)满载排水量为 67 500 t 的“辽宁”号航空母舰，在某次巡逻演习中雷达发现假想敌潜艇在 15 海里外的水中 10 m 处潜行，随即投下重量为 100 kg 的感应式浅水水雷攻击，并成功将敌潜艇击沉( g10 N/kg、水的密度为 1103 kg/m3)问：(1)航空母舰满载时受到的浮力为多少？(2)敌潜艇受到水的压强有多大？(3)如图为感应式浅水水雷在水中待命时示意图，假设欲使水雷悬浮
11、在水中，需在其下方用细绳悬挂一个密度为 5103 kg/m3、质量为 31.25 kg 的物体，求水雷的密度？(细绳的体积和质量忽略不计)4解：(1)因为航空母舰漂浮，受到的浮力等于其排开水的重力，所以：F 浮 G 排 m 排 g67 50010 3 kg10 N/kg6.7510 8 N(2)敌潜艇受到水的压强是：pgh1.010 3 kg/m310 N/kg10 m110 5 Pa(3)将水雷和下面悬挂的物体当作一个整体，水雷悬浮时，它们受到的浮力等于其总重力，为：F 浮 G 总 m 总 g(100 kg31.25 kg)10 N/kg1 312.5 N，它们的总体积是：VV 排 0.13125 m 3F浮 水 g 1 312.5 N1103 kg/m310 N/kg下面悬挂物体的体积 V1 6.2510 3 m3m1 1 31.25 kg5103 kg/m3水雷的体积 V2VV 10.13125 m 30.00625 m 30.125 m 3故水雷的密度是： 2 0.810 3 kg/m3m2V2 100 kg0.125 m3
