物理浮力典型题.doc

1 作业本 6月 27日. (2015 , 河北) 如图所示, 将边长为 10 cm 的正方体合金块, 用细绳挂在轻质杠杆的 A 点处,在B 点施加力 F 1= 30N时, 杠杆在水平位置平衡, 合金块对水平地面的压强恰好为 1,B 点施加力F 2时, 合金块对地面的压强为 × 10 3 Pa. ( OB =3 OA ,g取 10 N/kg) (1) 画出 F 2 的力臂; (2) 求合金块的质量; (3) 求F 2 的大小. 解: (1) 如图所示(2) 由杠杆的平衡条件 F 动l 动=F 阻l 阻, 则G=F= F 1×l OBl OA= 30N×3 OA OA = 90N, 根据 G= mg , 所以 m= Gg = 90N 10 N/kg =9 kg; (3) 由于 p= FS , 则F 支=F 压= pS = × 10 3 Pa × ( m) 2= 12N, 由于 F 2与 OB 的夹角为 30°, 所以 F 2 的力臂 l 2= 12 OB ,(G- F 支)×l OA=F 2×l 2, 则F 2= (G-F 支)×l OA l 2= 2( 90N- 12N)× OA 3× OA = 52N1. (2015 , 贵港) 一带阀门的圆柱形容器, 底面积是 200 cm 2, 装有 12 cm 深的水, 正方体 M 边长为 10 cm ,重 20N, 用细绳悬挂放入水中,有 15 的体积露出水面, : (1) 正方体 M 的密度; (2) 正方体 M 受到的浮力以及此时水对容器底部的压强; (3) 若从图示状态开始, 通过阀门 K 缓慢放水, 当容器中水面下降了 2 cm 时, 细绳刚好被拉断, 则细绳能承受的最大拉力是多少? (g取 10 N/kg , 水的密度为 × 10 3 kg/m 3). 解: (1) 正方体 M 的质量 m M= G Mg = 20N 10 N/kg =2 kg, 体积为 V M=L 3= (10 cm) 3= 1000 cm 3=1× 10 -3m 3, 所以密度ρ M= m MV M= 2 kg 1× 10 -3m 3=2× 10 3 kg/m 3; (2) 由于用细绳悬挂放入水中,有 15 的体积露出水面,则V 排1= (1- 15 )V A= 45 ×1× 10 -3 m 3=8× 10 -4m 3, 受到的浮力为 F 浮1=ρ水 gV 排1= × 10 3 kg/m 3× 10 N/kg ×8× 10 -4m 3 =8N, 设A 放入水中后水深为 h′, 则有 Sh ′= Sh +V 排1,则h′=h+ V 排1S = m+ 8× 10 -4m 3 200 × 10 -4m 2= m. 此时水对容器底部的压强 p=ρ水 gh ′= × 10 3 kg/m 3× 10 N/kg × m= × 10 3 Pa ; (3) 原来石块 M 浸入水中深度为 h 1= (1- 15 )L= 45 × 10 cm =8 cm , 水面下降 2 cm 时正方体 M 浸入水中深度为 h 2=h 1-2 cm =8 cm -2 cm =6 cm. 则V 排2=h 2L 2=6 cm ×( 10 cm ) 2= 600