浮力压强综合计算

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浮力压强综合计算
1、水平桌面上有一容器,底面积为100cm2,容器底有一个质量为132g、
体积120cm3的小球,如图甲所示(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)向容器中注入质量为1.6kg的水时,水深13cm,如图乙所示,求水对
容器底的压强;
P gh 1.0103 kg / m3 10 N / kg 0.13m 1.3103 Pa
(2)再向容器中慢慢加入适量盐并搅拌,直到小球悬浮为止,如图丙所示,
求此时盐水的密度ρ1;悬浮:ρ物=ρ液
1

m V
132g 120cm3
1.1g
/ cm3
(3)继续向容器中加盐并搅拌,某时刻小球静止,将密度计放入盐水中,
测得盐水的密度ρ2=1.2×103kg/m3,求小球浸入盐水的体积。 ρ液>ρ物 漂浮 F浮=G
(1)物体受到的重力是多少? (2)物体浸没水中静止时容器对地面的压强是多少?
P F S
F压 F G水 G物
(3)从物体漂浮水面到浸没水中静止的过程中压力F做了多少功? W Fs
浸没时:物体受的到浮力为:
F浮, 液gV排 1.0103kg / m3 10N / kg4103m3 40N
所以,使物体浸没的压力F=F浮-G=40N-20N=20N
V水=Sh=0.2m2×0.3m=0.06m3
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×0.06m3=60kg
G水=m水g=60kg×10N/kg=600N
F压=F+G水+G物=20N+600N+20N=640N.2m2
3200Pa
物体的高:
hV S
4000 cm3 400 cm2 10cm
F浮 G mg 0.132 kg10 N / kg 1.32 N
V排
F浮
液g
1.32N 1.2103 kg / m3 10N
/
kg
1.1104 m3
(1)G=mg=0.4kg×10N/kg=4N
(2)F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.25×10-4m3=1.25N
(3)FN=G-F浮=4N-1.25N=2.75N F=FN
P
F S
2.75N 2.5103 m2
1.1103 Pa
V=1.25×10-4m3,边长l=0.05m,底面积S=5×10-3m2
3、圆柱形容器置于水平地面(容器重忽略不计),容器的底面积为
0.2m2,内盛30cm深的水。现将一个底面积400cm2、体积4000cm3
均匀实心圆柱体放入其中。如图甲所示,物体漂浮在水面,其浸入
水中的深度为5cm;当再给物体施加一个竖直向下大小不变的力F以
后,物体最终恰好浸没于水中静止,如图乙所示。(g取10N/kg)则:
漂浮:F浮=G F浮=ρ液gV排 V排=Sh=400cm2×5cm=2000cm3=2×10-3m3
F浮 = ρ液gV排 1.0103kg / m3 10N / kg 2103m3 20N
从图甲到图乙,物体排开液体的体积增加量: V,=4000cm3-2000cm3=2000cm3
水面上升的高度:
h2
V, S容器
2000cm3 2000m2
1cm
物体在力的作用下向下移动的距离: s=h总-h-h2=10cm-1cm-5cm-1cm=4cm=0.04m
W=Fs=20N×0.04m=0.8J
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