初中物理阿基米德原理的应用计算题

如图所示，一个底面积为100cm²，质量和壁厚均忽略不计的圆柱形溢水杯放在水平地面上，内装960g液体（液体在图中未画出）。把一个质量为135g、密度为0.9g/cm³的小球轻轻放入溢水杯中，小球静止后，测得从溢水杯中溢出50cm³液体，溢水杯内剩余液体和小球的总质量为1055g。（g＝10N/kg）求：

（1）放入小球前，溢水杯对水平地面的压强；

（2）小球在溢水杯的液体中静止时受到的浮力；

（3）放入小球后，液体对溢水杯底部的压强。

如图所示，轻质杠杆可绕O点转动，杠杆左端A处挂了一物块，右端B处施加一个F＝3N的拉力，此时杠杆在水平位置平衡，得OA＝30cm，OB＝20cm。

（1）求绳子对杠杆A端的拉力。

（2）若物块的体积为10cm³，求物块在水中所受到的浮力。

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表所示，“蛟龙”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7200m深处作业，3名乘员总质量为180kg，自带装备总质量为220kg，海水密度取1.0×10³kg/m³，压载铁的密度为7.9×10³kg/m³，g取10N/kg．求_：

项目	参数
规格	长8.2m，宽3.0m，高3.4m
空重	22t（不含乘员、装备、压载铁块）
最大负荷	220kg（不含乘员）
乘员	准载3人，每人不超过80kg

（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”号下潜到顶部距海面7200m 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3.16×10⁴kg，无动 力下潜时整个潜水器受到的浮力多大。

如图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图，使用电动机和滑轮组（图中未画出）将实心长方体A从江底竖直方向匀速吊起，图乙是钢缆绳对A的拉力F₁随时间t变化的图象。A完全离开水面后，电动机对绳的拉力F大小为1×10⁴N．滑轮组的机械效率为75%．已知A的重力为3×10⁴N，A上升的速度始终为0.1m/s。（不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重，不考虑风浪、水流等因素的影响）求：

（1）长方体A未露出水面时受到的浮力；

（2）长方体A的体积；

（3）长方体A的密度；

（4）长方体A完全离开水面后，在上升过程中F的功率。

如图甲所示，水平桌面上有一底面积为5.0×10^﹣3m²的圆柱形容器，容器中装有一定量的水，现将一个体积为5.0×10^﹣5m³的物块（不吸水）放入容器中，物块漂浮在水面上，浸入水中的体积为4.0×10^﹣5m³．求：

（1）物块受到的浮力；

（2）物块的质量；

（3）如图乙所示，用力F缓慢向下压物块，使其恰好完全浸没在水中（水未溢出）。此时水对容器底的压强比物块被下压前增加了多少？

如图所示，水平桌面上放置底面积为80cm²，质量为400g的圆筒，筒内装有16cm深的某液体。弹簧测力计悬挂底面积为40cm²、高为8cm的圆柱体，从液面逐渐浸入直到浸没，弹簧测力计示数F与圆柱体浸入液体深度h的关系如图所示，（圆筒的厚度忽略不计，筒内液体没有溢出），求：

（1）圆柱体浸没在液体中所受的浮力是多少？

（2）筒内液体密度是多少？

（3）圆柱体浸没并且未与圆筒底部接触时，圆筒对桌面的压强是多少？

我州少数民族喜欢依山傍水而居，善于使用楠竹制作竹筏。若某竹筏用7根完全相同的楠竹制作而成，每根楠竹质量为8kg，体积为0.1m³，忽略制作竹筏所使用绳子的质量。g取10N/kg。

求：

（1）不载人时，竹筏漂浮于水面受到的浮力及排开水的体积；

（2）为安全起见，竹筏最多能有 $\frac{1}{2}$的体积浸入水中，若乘客质量均为50kg，不计竹筏的质量，该竹筏最多能载多少人。

如图所示，一密度均匀，质量为6kg，底面积为600cm²的长方体木块漂浮在静止的水面上，g＝10N/kg，求：

（1）水对木块产生的浮力大小。

（2）木块浸入水中的深度。

（3）水在木块下表面上产生的压强大小。

2015年是中国抗日战争胜利暨世界反法西斯战争胜利70周年，我国举行了盛大的阅兵仪式，如图所示我国首次亮相某型号主站坦克，其质量为42t，高为2m，体积为22m³，履带与地面接触的总面积为6m²，坦克顶部舱门的面积为0.8m²，该坦克具有潜渡功能，如该克正在深为6m的河中潜渡，请你根据上述已知条件，求解三个不同的物理量。（g取10N/kg，ρ_水＝1.0×10³kg/m³）

示例：坦克重力 G＝mg＝4.2×10⁴kg×10N/kg＝4.2×10⁵N。

把体积为500cm³、重为4N的小球A放入盛水的容器中，球A静止时水深40cm。

求：（1）容器底受到水的压强p是多少？

（2）小球A的密度ρ_A是多少？

（3）小球A受到的浮力F_浮是多少？

（4）若取出A球，把另一个体积为600cm³、重为4.8N的木球B用细线系于容器底（如图所示），则细线受到的拉力F是多少？

科学小组设计了一个给工件镀膜的电路模型，通过改装电压表来观察和控制工件放入镀膜中的深度。如图，电源电压恒定，R₀为定值电阻，在压敏电阻R_X上放有托盘，托盘上放有容器（不计托盘和容器的质量），容器内装有40N的水。闭合开关，用轻质杠杆连接不吸水的圆柱体工件，将工件两次浸入水中（均未浸没且不触底，水未溢出），第一次工件下表面距水面2cm，电压表示数为6V，杆的作用力为10N；第二次工件下表面距水面6cm，电压表示数为4V，杆的作用力为6N．压敏电阻上表面的受力面积为20cm²，其电阻值R_X随压力F的变化关系如表。g取10N/kg，ρ_水＝1.0×10³kg/m³，求：

F/N	42	44	46	48	…	62	64
RX/Ω	28	22	18	16	…	9	8

（1）工件未浸入水中时，压敏电阻所受的压强。

（2）工件下表面距水面2cm时，其下表面所受水的压强。

（3）为使工件浸入镀膜液中的深度越深（未浸没），电压表的示数越大，从而控制镀膜情况，你认为应该怎样利用现有元件改进电路？

（4）在原设计电路中，如果工件两次浸入水中压敏电阻所受压强的变化大于6000Pa，求该电路的电源电压。

如图所示，弹簧测力计下面悬挂一个重16N的物体，当把物体浸没在水中时，弹簧测力计示数为10N，此时容器内水的深度为0.3m（ρ_水＝1.0×10³kg/m³，g＝10N/kg），求：

（1）水对容器底部的压强；

（2）物体受到水的浮力；

（3）物体排开水的体积。

图是一个用浮筒、小灯泡和收放线装置A制作的航标灯模型，细线下端固定在水槽底部，航标灯总重4N．当水位上升时，A放线；水位下降时，A收线，从而使细线的拉力保持不变，航标灯静止时浸入水中的深度h始终为5cm，排开水的体积也始终为500cm³（不计线重和摩擦）。当航标灯静止时，求：

（1）航标灯底部受到水的压强是　　Pa。

（2）航标灯排开水的质量为 　kg，受到的浮力是　　N。

（3）细线对航标灯的拉力为多大？

近期在日本召开了以美欧日等国的“七国峰会”，在会上日本再次无理提出了我国南海问题。为了捍卫国家主权，我军派满载排水量达67500t的“辽宁”号航空母舰加强了对南海黄岩岛等岛屿的巡逻，在某次巡逻演习中雷达发现假想敌潜艇在15海里外的水下10m处潜行，随即投下重量为100kg的感应式浅水水雷攻击，并成功将敌潜艇击沉。（g＝10N/kg、水的密度为1×10³kg/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，假设欲使水雷悬浮在水中，需在其下方用细绳悬挂一个密度为5×10³kg/m³、质量为31.25kg的物体，求水雷的密度？（细绳的体积和质量忽略不计）

如图所示，物体A质量为1kg，挂在动滑轮上，弹簧测力计拉力的方向竖直向上，动滑轮的重、绳的重和大小均不计，且不考虑一切摩擦，g取10N/kg。求：

（1）物体A静止在空气中时，弹簧测力计的示数是多少？

（2）若物体A刚好浸没在水中静止时，弹簧测力计的示数为3N，则物体A受到的浮力是多少？

（3）物体A的密度是多少？