初中物理阿基米德原理的应用计算题

（·茂名） 小明用质量忽略不计的杆秤测量物体M的质量，如图所示。当秤砣位于位置B时，杆秤在水平位置平衡。将物体浸没在纯水中，秤砣移至位置C时，杆秤在水平位置重新平衡。已知秤砣的质量为2kg， OB=5OA， OC=3OA，g=10N/kg，求：

（1）物体M的质量；
（2）物体浸没水中时受到的浮力；
（3）物体的密度。

（·安顺）如图所示，放置在水平地面上的平底薄壁容器重10N，底面积0.01m²，内装40N的水，水深0.15m．现将重为17.8N的实心铜块系在弹簧测力计挂钩上，并把它完全浸没于容器内的水中（水未溢出，铜块未接触容器底部ρ_铜=8.9×10³kg/m³）．求：

（1）铜块未放入水中时，容器底部受到水的压力是多少？
（2）铜块完全浸没于水中后，弹簧测力计的示数是多少？
（3）铜块完全浸没于水中后，容器对水平地面的压强是多少？

（·安顺）如图所示，放置在水平地面上的平底薄壁容器重10N，底面积0.01m²，内装40N的水，水深0.15m．现将重为17.8N的实心铜块系在弹簧测力计挂钩上，并把它完全浸没于容器内的水中（水未溢出，铜块未接触容器底部ρ_铜=8.9×10³kg/m³）．求：

（1）铜块未放入水中时，容器底部受到水的压力是多少？
（2）铜块完全浸没于水中后，弹簧测力计的示数是多少？
（3）铜块完全浸没于水中后，容器对水平地面的压强是多少？

（·柳州）一个质量为4kg、底面积为2.0×10^﹣2m²的金属块B静止在水平面上，如图甲所示．
现有一边长为0.2m的立方体物块A，放于底面积为0.16m²的圆柱形盛水容器中，把B轻放于A上，静止后A恰好浸没入水中，如图乙所示．（已知水的密度为ρ水=1.0×10³kg/m³，A的密度ρ_A=0.5×10³kg/m³，取g=10N/kg）求：

（1）B对水平面的压强；
（2）把B从A上取走后（如图丙所示），A浮出水面的体积；
（3）把B从A上取走后，水对容器底部压强改变了多少；
（4）把B从A上取走，水的重力做功多少．

（·日照）一辆运送大石块填海的汽车在平直公路上匀速行驶，行驶120km后到达目的地所用时间为80min．已知汽车受到的阻力为6000N，大石块的质量为1.5×10⁴kg，体积为5m³，大石块与水平车厢的接触面积为3m²．（g=10N/kg，ρ_海水=1.03×10³kg/m³）求：
（1）石块对水平车厢的压强；
（2）汽车的功率；
（3）该石块全部沉入海水后，石块顶部距离海水面1m，计算石块所受到的浮力大小和顶部所受的海水压强．

如图所示，将体积为0.001m³的正方体木块放入盛有水的水槽内．待木块静止时，其下表面距水面0.06m，已知水的密度ρ＝1.0×10³kg／m³，g取10N／kg，求：
（1）木块下表面受到的水的压强大小；
（2）木块受到的浮力大小；
（3）木块的密度大小．

如图所示，弹簧上端与物块相连接，下端固定在容器底部．当物块浸没在水中静止时与浸没在酒精中静止时，弹簧的弹力大小相等．物块的体积为100cm³，酒精的密度为0.8×10³kg／m³，g取10N／kg．
求：（1）物块浸没在水中时受到的浮力F_浮．
（2）物块的质量m．

在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中，若王冠的重为4.9N，浸没在水中称时，测力计示数为4.5N．则：
（1）王冠浸没在水中受到的浮力是多少？王冠的体积是多少？
（2）通过计算说明王冠是否是纯金制成的？（ρ_金＝19.3×10³kg／m³）

2011年7月26日6时12分，我国首台自主设计、自主集成的、体积约为80m³的深海载人潜水器“蛟龙号”首次下潜至5038.5m，顺利完成本次5000m级海底试验主要任务，这就意味着“蛟龙号”可以到达全球超过70％的海底，可以完成多种复杂任务，包括通过摄像、照相对海底资源进行勘查，执行水下设备定点布放，海底电缆和管道检测等任务．“蛟龙号”下潜到5000m深处时，求：（已知海水的密度为1.03×10³kg／m³，g取10N／kg）
（1）潜水器受到的海水的压强；
（2）潜水器所受的浮力．

如图所示，杠杆放在钢制水平凹槽BC中，杠杆AD能以B点或C点为支点在竖直平面内转动，BC=0.2m。细绳的一端系在杠杆的A端，另一端绕过动滑轮固定在天花板上，物体E挂在动滑轮的挂钩上。浸没在水中的物体H通过细绳挂在杠杆的D端，与杠杆D端固定连接的水平圆盘的上表面受到的压力为Ｆ。已知60N≤F≤200N，动滑轮的质量ｍ_０＝1kg，物体Ｈ的密度ρ＝2×10^３kg/m^３，AD＝0.8m，CD＝0.2m，杠杆、圆盘、细绳的质量及摩擦均忽略不计，g取10N/kg。为使杠杆AD保持水平平衡，求：

（1）物体E的最小质量m；
（2）物体H的最小体积V。

如图所示是某科技小组设计的打捞水中物体的装置示意图。A是动滑轮，B是定滑轮，C是卷扬机。卷扬机转动拉动钢丝绳通过滑轮组AB竖直提升水中的物体。在一次模拟打捞水中物体的作业中，在物体浸没水中匀速上升的过程中，船浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂物体时变化了2dm3；在物体全部露出水面匀速上升的过程中，船浸入水中的体积相对于动滑轮A未挂物体时变化了3dm3，卷扬机所做的功随时间变化的图像如图2所示。物体浸没在水中和完全露出水面后卷扬机对钢丝绳的拉力分别为T1、T2，且T1与T2之比为5∶7。钢丝绳的重、滑轮与轴的摩擦及水对物体的阻力均忽略不计。（g取10N/kg）

求：（1）物体的重力G；
（2）物体浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组AB的机械效率η；
（3）物体全部露出水面后匀速上升的速度v物。

用如图甲所示的滑轮组提升水中的物体M₁，动滑轮A所受重力为G₁，物体M₁完全在水面下以速度v匀速竖直上升的过程中，卷扬机加在绳子自由端的拉力为F₁，拉力F₁做功的功率为P₁，滑轮组的机械效率为；为了提高滑轮组的机械效率，用所受重力为G₂的动滑轮B替换动滑轮A，如图乙所示，用替换动滑轮后的滑轮组提升水中的物体M₂，物体M₂完全在水面下以相同的速度v匀速竖直上升的过程中，卷扬机加在绳子自由端的拉力为F₂，拉力F₂做功的功率为P₂，滑轮组的机械效率为。已知：G₁－G₂=30N，－=5%，，M₁、M₂两物体的质量相等，体积V均为4×10^-2m³，g取10N/kg，绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均可忽略不计。

求：（1）物体M₁受到的浮力F_浮；
（2）拉力F₁与F₂之比；
（3）物体M₁受到的重力G。

如图所示，工人站在水平工作台D上使用滑轮组提升重物M，滑轮A、B的质量均为3kg，滑轮C的质量与A、B不同，工人的质量为57kg。该工人利用滑轮组匀速提升重物M时，对绳端的拉力为F₁，功率为P，滑轮A对工作台向下的拉力为F_A，工人对工作台的压强为p₁；若重物M浸没于水中，该工人利用滑轮组匀速提升水中的重物M，在M出水面之前，工人对工作台的压强为p₂，滑轮组的机械效率为η，重物M在水中上升的速度为0.5m/s。已知重物M的质量为120kg，密度为2×10³kg/m³，上升的速度始终为0.5m/s，p₁:p₂=16:11。（不计绳重、滑轮轴摩擦及水的阻力，g取10N/kg）求：

（1）重物M浸没在水中时所受的浮力F_浮；
（2）重物M在空中被匀速提升时，滑轮A对工作台向下的拉力F_A和绳端拉力F₁的功率P；
（3）重物M在水中被匀速提升时，滑轮组的机械效率η（结果保留一位小数）。

某科技小组设计从水中打捞重物A的装置如图所示，小文站在地面上通过滑轮组从水中提升重为1200N的物体A。当物体A在水面下，小文以拉力F₁匀速竖直拉动绳子，滑轮组的机械效率为η₁，小文对地面的压力为N₁；当物体A完全离开水面，小文以拉力F₂匀速竖直拉动绳子，滑轮组的机械效率为η₂，小文对地面的压力为N₂。已知：物体A的密度为3×10³kg/m³，小文的重力为600N，N₁: N₂=7:5。不计绳的质量和滑轮与轴之间的摩擦，g取10N/kg。求：

(1)物体在水面下受到的浮力；
(2)动滑轮受到的重力
(3)η₁与η₂的比值。

如图所示，重物A是体积为10dm³，密度为7.9×10³kg/m³的实心金属块，将它完全浸没在水中，始终未提出水面。若不计磨擦和动滑轮重，要保持平衡。（g=10N/kg）求：
 
（1）重物A受到的浮力为多少？
（2）作用于绳端的拉力F是多少？
（3）若缓慢将重物A提升2m，拉力做的功是多少？
（4）若实际所用拉力为300N，此时该滑轮的效率是多少？