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专题 08 压强与浮力综合计算(注水、排水问题) 【五大
题型】
一.注水模型类(共6小题)
二.排水模型类(共8小题)
三.出入水模型类(共8小题)
四.漂浮模型类(共8小题)
五.实际应用类(共8小题)
一.注水模型类(共6小题)
1.如图为某自动冲水装置的示意图,水箱内有一个圆柱浮筒 A,其重为G =3N,底面积
A
为 ,高度为H=0.16m。一个面积为 、厚度不计的圆形盖片B
盖住出水口并紧密贴合。A和B用长为L=0.08m的细绳相连。初始时,A的一部分浸
入水中,细绳不受力的作用。水的密度为 =1.0×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)求A所受浮力的大小;
ρ
(2)求A浸入水时,底部受到的压强;
(3)开始注水后细绳受力,当水面升高到离A的顶部0.04m时,B刚好被拉起使水箱
排水,求B受到的重力。
2.如图所示是一个上下两端开口的容器(忽略容器壁厚度),重7.5N,放在光滑的水平桌面上,容器底部与桌面接触良好。容器下部是底面积为S =100cm2,高为h =5cm的
1 1
圆柱体,上部是底面积为S =25cm2,高为20cm的圆柱体。从容器上端缓慢注入水,直
2
到容器与桌面之间无压力时,水才从容器底部流出(忽略大气压的影响,g=10N/
kg)。求:
(1)若从容器上端缓慢注入200g水,无水从容器底部流出,水对桌面的压强
(2)若从容器上端缓慢注入700g水,无水从容器底部流出,水对桌面的压力。
(3)为了使水不从容器底部流出,容器中允许注入水的质量最大值。
3.如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器甲置于水平地面,容器底面积为2.5×10﹣2米2。其
内部中央放置一个圆柱形物体乙,容器中有体积为V 的水,水深为0.1米。
0
加水次数 水对容器底部的压强(帕)
第一次 1568
第二次 1764
第三次 1960
①求水对容器底部的压强p水 。
②求水对容器底部的压力F水 。
③现继续向容器内加水,每次注入水的体积均为V ,乙物体始终沉在容器底部,水对
0
容器底部的压强大小如下表所示。
(a)问第几次加水后物体浸没?说明理由。
(b)求乙的高度h乙 。
4.圆柱形物体A和B通过细线悬挂在圆柱形容器的顶部,悬挂 A物体的细线的长度为
l ,悬挂B物体的细线的长度为l ,容器顶部有注水孔,通过该孔可向容器中注水,如
1 2图所示。当容器内注入水的质量为1kg时,细线对物体A向上的拉力为14N,水对容器
底部的压强为p ;当容器内注入水的质量为10kg水时,细线对物体A向上的拉力为
1
6N.已知:圆柱形容器的底面积为200cm2、高为70cm;物体A和B完全相同,重力均
为8N、底面积均为40cm2、高均为15cm,g取10N/kg,圆柱形容器的厚度忽略不计。
求:(1)p ;(2)l 。
1 1
5.如图甲所示是一个质量为900g,密度为0.5g/cm3,底面积100cm2的均匀、不吸水圆柱
体A。如图乙所示是一个足够高的柱形薄壁容器 B放在水平桌面上,容器底面积为
300cm2。如图丙,将圆柱体A下表面中央与容器B的底部用一根8cm长的细绳连在一
起(细绳的质量、体积等忽略不计)后,A置于B中央并静止。第一次缓慢向容器B中
注入1500g水后暂停注水。片刻后,第二次缓慢向容器中注水到细绳刚好拉直时,停止
注水。(
水
=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)求圆柱体物A的高。
ρ
(2)第一次注水后,求水对容器底的压强的大小。
(3)第二次注水到细绳刚好拉直,求水对容器底的压强p与加水质量m (克)之间的
x
函数关系。
6.如图甲所示,用水龙头往重为4N的容器中注水直到容器装满,已知水龙头每秒注水
50cm3,水对容器底部的压强与时间的关系如图乙所示,求:
(1)第42秒时,水的深度;
(2)容器的底面积;(3)第40秒时,容器对地面的压强。
二.排水模型类(共8小题)
7.小梦参观工厂时看到许多液罐配有浮子液位计,他探究液位计工作原理后也设计了一个
简易浮子液位计(如图)。把装有水的圆柱形水槽放在水平桌面上,圆柱形浮子用细绳
通过定滑轮与重锤连接。将浮子放入水中,打开阀门缓缓排水,并根据重锤位置在刻度
尺上标注出对应的水位高度。已知浮子底面积 50cm2,水槽底面积200cm2,浮子重
5N,重锤重3N,水槽重6N,不计细绳重与摩擦,g取10N/kg。求:
(1)水位为30cm时,水槽底部受到水的压强。
(2)排水至水槽中的水重为40N时,桌面受到水槽的压强(浮子未触底)。
(3)该刻度尺可标注的最小水位值。
8.如图所示,重2N、底面积为400cm2的薄壁圆柱形答器置于水平桌面上,容器中装有水,
底部有一排水阀;A是密度为0.6g/cm3、边长为10cm的正方体,图中A有 的体积露
出水面;B是底面积为40cm2,高为5cm的圆柱体。A、B通过一根体积忽略不计的轻
质弹簧连接在一起,在如图所示的情况下B对容器底部的压力刚好为零。已知弹簧的原
长L 为10cm,弹簧所受的拉力或压力每增大1N,弹簧将伸长或缩短0.5cm。求:
0(1)A所受的重力;
(2)物体B的密度;
(3)现打开阀门向外排水,当容器对水平桌面的压强减小300Pa时,水对容器底部的
压强减小了多少Pa?
9.如图甲所示水平地面上有一个底面积为 500cm2的装满水的薄壁容器,容器底部的排水
装置E关闭,容器顶部盖着木板A,A下面粘连着正方体B,AB之间有一力传感器,
可以显示AB之间作用力的大小,B与正方体D之间通过一根原长为10cm的轻质弹簧
C相连。当打开装置E后,开始以100cm3/s恒定速率排水,传感器的示数随时间的变化
如图乙所示。已知正方体D质量为0.5kg,B的重力是120N,弹簧受到的拉力与伸长量
之间的关系如图丙所示。(所有物体均不吸水,不计一切摩擦力,整个过程弹簧轴线方
向始终沿竖直方向且两端都连接牢固,弹簧始终在弹性限度内)求:
(1)物体D的重力;
(2)图甲中弹簧的长度;
(3)物体B的密度;
(4)从t =45s到t 时刻,液体对容器底部压强的变化量。
2 3
10.如图甲所示的薄壁容器放置在水平地面上,该容器上、下两部分都是圆柱形,其横截
面积分别为S 、S 。容器内装有高度为H的水,底部装有控速阀门,通过控速阀门,每
1 2
秒钟匀速排出水的质量为150g,此过程中,容器底内表面受到水的压力F 随时间t变化
1
关系如图乙所示。已知水的密度为
水
=1.0×103kg/m3,S
2
=600cm2,容器质量是300g。
求:
ρ
(1)阀门打开前水对容器底产生的压强是多少Pa?
(2)阀门打开前容器中水的质量是多少kg?上部分横截面积S 为多少cm2?
1
(3)当水完全流尽,将另一液体a装入容器中,使其液面高度同为H。打开控速阀门,让液体a匀速排出的过程中,容器底内表面受到液体 a的压力F 随时间t变化关系如图
2
丙所示。当液体a分别流出12s、5s时,容器底对水平桌面的压强分别记为p 、p ,求
1 2
p :p 的值。
1 2
11.如图水平桌面上有一薄壁长方体容器,质量为0.3kg,底面积为300cm2,高13cm,里
面装有3kg的水。将一正方体实心物体A轻放入水中,A的质量为0.9kg,待液面静止
后,打开容器底部阀门(阀门未画出),向外匀速放水。容器底部所受液体压强与放出
的水的质量关系如图乙所示,图象中Δm =Δm ,Δp :Δp =2:3。求:
1 2 1 2
(1)未放入物体前,液体对容器底部的压强;
(2)物体A的密度;
(3)另有一实心长方体B,底面积为200cm2,高为2cm,质量为0.5kg,现打开容器底
部阀门放水,使容器中的水为2.7kg,再将B轻放在A的正上方,AB均不倾倒,待液面
静止后,容器对水平桌面的压强。
12.如图甲所示,圆柱形容器下方装有一阀门,容器底面积为 200cm2,用细绳拉着一个底
面积为50cm2、高为15cm的长方体金属块,绳子承受的最大拉力为 12N,已知水深
20cm,金属块下表面距离容器底3cm,若打开阀门K,让水从容器流出,直至绳子刚被
拉断,立即关闭阀门K,物体下落过程中不发生翻转。(金属块密度为2.0×103kg/m3,g
=10N/kg)求:(1)水未流出时,水对容器底的压强;
(2)流出水的质量为多少千克;
(3)细绳刚被拉断到液面稳定时,水对容器底部压强变化了多少;
13.图甲为某自动注水装置的部分结构模型简图,底面积为200cm2的柱形水箱内装有质量
为5kg的水,竖直硬细杆上端通过力传感器固定,下端与不吸水的实心长方体 A连接
(物体A的高度为0.2m)。打开水龙头,水箱中的水缓慢排出,细杆对力传感器作用
力F的大小随排出水的质量m变化的关系如图乙所示,当排出水的质量达到 4kg时,A
刚好全部露出水面,由传感器控制开关开始注水。不计细杆重力,水的密度为
1.0×103kg/m3。
(1)开始注水时,水箱内的水的体积。
(2)从开始排水到物体A上表面刚好与液面相平时,水箱底部受到水的压强变化量。
(3)请通过推理计算物体A的密度(写出必要的文字说明、表达式及最后结果)。
14.如图甲,重2N的圆柱形薄壁容器盛有水,位于水平桌面上,其侧壁底部的开关 K处
于关闭状态,圆柱形木块A在水面处静止。某时刻打开K向外放水,水对容器底部的压
强p与所放出水的质量m之间的关系如图乙所示。求:
(1)放水前,容器内所盛水的深度为多大?
(2)容器的底面积为多大?
(3)水全部放出后,容器对桌面的压强为多大?三.出入水模型类(共8小题)
15.无土栽培是一种利用营养液栽培植物的方法。栽培时,直接将植物根部浸入营养液中
需要不断地更换营养液。专家团队设计了一个自动换营养液装置,如图所示,流入口不
断地向试验箱中慢慢注营养液,实心均匀圆柱形浮筒A能在竖直方向无摩擦自由滑动,
高度为50cm,底面积为100cm2浮筒底部用10cm的轻质细杆与试验箱的排出口阀门相
连,略大于排出口的圆形阀门(质量、厚度不计)的上表面积为10cm2,当浮筒对轻杆
的压力为0时,液体的深度为0.45m,在阀门打开排出过程中,排出量大于流入量。求:
(营养液的密度 =1×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)当浮筒对轻杆的压力为0时,阀门受到液体的压强。
ρ
(2)浮筒A的密度。
(3)在自动更换过程中,箱内液体的最大深度与最小深度之比。
16.如图甲是底面积为300cm2的足够高的薄壁圆柱形容器(底部装有阀门),放置在水平
地面上,容器底部放有一实心均匀正方体M(M与容器底部不密合),M的质量为
0.8kg。关闭阀门,向容器中缓慢注水,容器底部所受液体压强与注入水的质量关系如图
乙,向容器中注入4kg水时,停止注水。已知:图乙中Δm =Δm ,Δp :Δp =3:2,g
1 2 1 2
取10N/kg。求:
(1)M所受重力。
(2)M的密度。(3)打开容器底部阀门放水,放出水的质量为1.2kg时,停止放水,再用不计质量体积
的细绳固定在M上表面正中央,将M竖直向上提升3cm,待液面稳定后,水对容器底
部的压强。
17.为了保证泳池能不断更换新水,科技小组设计了一个泳池自动换水装置模型。装置模
型如图所示,进水口不间断地向泳池中慢慢注水,实心均匀圆柱形浮筒 A能在竖直方向
无摩擦自由滑动,其质量为3.5kg,高度为50cm,底面积为100cm2。浮筒底部用10cm
的轻质细杆与泳池的出水阀门相连,略大于出水口的圆形阀门(质量、厚度不计)的上
表面积为10cm2。在阀门打开排水过程中,排水量大于进水量,且不计水流引起水压的
变化(g取10N/kg,
水
=1.0×103kg/m3)。求:
(1)浮筒A的密度。
ρ
(2)当浮筒对轻杆的拉力为0时,阀门受到水的压强。
(3)泳池在自动换水过程中,模型泳池内水的最大深度与最小深度之比。
18.小明同学利用废旧材料,为学校的长方体冲水箱制作一个“自动拔塞器”,能在水箱
水位达到冲水需求时,自动拉开上表面面积为10cm2的塞子向下冲水,如图甲所示。他
通过反复实验发现,水箱里的水深为60cm时,水量与水的冲力能满足要求。小明画好
水面标记A后,用塞子堵住排水口,打开水龙头放水至标记A,将弹簧测力计挂钩用细
线连接塞子并缓慢向上拉,当弹簧测力计示数为 7N时塞子被拉开,如图乙所示。接着
他将塞子用细线与一个质量40g、体积1L的密闭空矿泉水瓶相连,调节细线长度和箱中
水位,当水位在标记A时塞子刚好被拉开,如图丙所示。
求:
(1)水面达到标记A时,塞子上表面受到水的压力。(2)塞子的重力。
(3)塞子刚被拉开时,矿泉水瓶露出水面的体积。
19.如图甲所示,为某饮水机自动注水装置的模型,底面积为200cm2的柱形水箱内装有质
量为6kg的水,一竖直、轻质、硬细杆上端通过力传感器固定,下端与不吸水的实心长
方体A连接。打开水龙头,水箱中的水缓慢排出,细杆对力传感器作用力的大小F随排
出水的质量m变化的关系如图乙所示,当排水质量为4kg时,A刚好全部露出水面,由
传感器控制开关开始注水。求:
(1)开始注水时,水箱内的水受到的重力;
(2)长方体A的密度;
(3)上述排水过程中,当力传感器示数为3N时,水箱底部受到水的压强。
20.如图甲所示,竖直细杆(不计细杆的重力和体积)a的一端连接在力传感器A上,另
一端与圆柱体物块C固定,并将C置于轻质水箱(质量不计)中,水箱放在力传感器B
上,在原来水箱中装满水,水箱的底面积为 400cm2。打开水龙头,将水箱中的水以
100cm3/s的速度放出,力传感器A受力情况和放水时间的关系如乙图像所示,力传感器
B受力情况和放水时间的关系如丙图所示。放水 1min,刚好将水箱中的水放完。求:(1)物块C的重力;
(2)物块C的密度;
(3)乙图中的b值。
21.小雨同学发现家中的太阳能热水器可以实现自动开始注水、停止注水,为了知道其中
的原理,小雨查阅了相关资料并且制作了一个太阳能热水模拟器(如图所示)。圆柱形
容器的底面积是20cm2,物体A的重力是1.5N,物体A的底面积是5cm2,力传感器通
过细绳与物体A相连,当容器内储水量达到260cm3时,力传感器受到的拉力为1.3N,
此时进水口打开,开始注水;当力传感器受到的拉力为0.3N时,进水口关闭,停止注
水。求:
(1)开始注水时,物体A所受的浮力。
(2)开始注水时,物体A下表面受到水的压强。
(3)当容器内储水量达到多少时,太阳能热水器停止注水。
22.水箱是生活中常用的供水工具。小明根据水箱的结构自制了圆柱形薄壁水箱模型。如
图甲所示为该模型的示意图,A为注水口,B为出水口,C为溢水口(当水箱中的水面
达到溢水口则水会从溢水口溢出)。小明对该模型进行了探究,他先关闭出水口,从注
水口匀速向空模型中注入水,通过停表记录时间为 t,每隔2min暂停注入并用天平测量
模型与水的总质量为m。小明根据实验数据绘制出如图乙所示的 m﹣t图像。已知溢水
口距模型底部的距离为h =20cm,模型的底面积为S=200cm2,注水速度为v=50mL/
cmin,
水
=1g/cm3。忽略各水口体积等次要因素。
(1)求
ρ
模型的质量m
0
;
(2)当模型中的水面达到溢水口后,停止注水,小明将图丙所示底面积为 S =
M
100cm2,高为h 的圆柱形金属块M放入模型中(金属块M沉底),溢出水后,测得总
M
质量为m =6200g,取出金属块M后,再次测得总质量为m =3500g(不计取出金属块
1 2
M的过程中所粘水的质量)。求金属块M的密度 。
M
(3)在(2)题中当金属M沉底且水面与溢水口齐平时,停止注水,通过放水开关B
ρ
放出水。求当放出2.4kg水时,模型中剩余水的深度。
四.漂浮模型类(共8小题)
23.如图所示,底面积为100cm2的圆柱形容器内盛有一定量的水,将一重力为6N的木块
A放入水中,静止后A露出水面部分是木块总体积的五分之二,再将合金块 B放在木块
A的上方,静止后A露出水面部分是木块总体积的五分之一,求:
(1)单独将木块A放入水中,木块A受到的浮力大小;
(2)木块A的体积;
(3)放上合金块B后,水对容器底部的压强增加了多少。
24.将边长为0.1m的正方体木块放入水中,静止时木块有 的体积露出水面(如图甲所
示);若将一石块放到木块上方,静止时木块刚好全部浸入水中(如图乙所示)。已知
水
=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。求木块:
(1)未放石块时木块受到的浮力;
ρ
(2)放上石块后水对木块下表面的压强;
(3)石块的重力。25.如图所示,实心均匀正方体A放在水平地面上,边长为10cm,密度为0.6×103kg/m3,
底面积为200cm2的薄壁柱形容器内装有适量的水,放在水平地面上。求:
(1)将物体A放入水中,A漂浮,如图甲所示,物体A受到的浮力;
(2)物体A露出水面的高度。
(3)将另一正方体物块B放在木块A的上方,静止后物体B有 的体积露出水面,
V :V =10:1,如图乙所示。乙图相对于甲图,水对容器底部压强的变化量。
A B
26.如图甲所示,将边长为10cm的立方体木块A放入水中,有 的体积浸入水中,将金
属块B放在木块中央静止后用刻度尺测出此时木块露出水面的高度h 为2cm,如图乙所
1
示,再用轻质细线将金属块捆绑在木块中央,放入水中静止后测出此时木块露出水面高
度h 为3cm,如图丙所示(g取10N/kg)。求:
2(1)木块在图甲中受到的浮力;
(2)图甲中木块底部受到水的压强;
(3)金属块的质量;
(4)金属块的密度。
27.如图甲所示,柱形容器的底面积为200cm2,边长为10cm的正方体物块A漂浮在水面
上,有五分之二的体积露出水面,将另一个重为 8N,底面积为80cm2的长方体物块B
放在A的正中央,静止后,B的上表面刚好与水面相平,如图乙所示,试求:
(1)物块A的重力为多少N?
(2)对比甲、乙两图,乙图中水对容器底部的压强比甲图增加多少Pa?
(3)从甲图到乙图,A下降的距离为多少cm?
28.平底圆柱形容器内装有适量的水,放置于水平桌面上,质量为 500g,边长为10cm的
立方体木块A漂浮在水面上,如图甲所示。将合金块B轻放在木块A上,静止后木块A
露出水面的高度为1cm,如图乙所示;若将立方体合金块B用细绳系于A的下方,再放
入水中,静止时木块A露出水面的高度为2cm,且B未与容器底部接触,如图丙所示。
已知
水
=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,求:
(1)图甲状态,木块A浸入水中的深度;
ρ(2)图丙状态,绳子对木块A的拉力大小;
(3)合金块B的密度。
29.用一根两端封闭内有小钢珠的空心圆柱形玻璃管来制作密度计。玻璃管的总长度为L
=25cm,外横截面积S =5.0cm2,玻璃管及小钢珠的总重G=0.625N。当将其竖直浮于
0
水面上时,液面位于离玻璃管底部 处,如图甲所示。试求:(g取10N/kg)
(1)该密度计能测量的最小液体密度。
(2)在底面积为S=100cm2的圆柱形容器中装入体积均为V=1000cm3的两种不相混合
的液体。已知两种液体密度的差值为1.0×103kg/m3。现将密度计竖直插入其中,当它静
止不动时,密度计总长的二分之一浸于液体中。如图乙所示,求这两种液体的密度 和
1
2
(提示:S>>S
0
)
ρ
(3)图乙所示状态下,容器底所受的压力和压强。
ρ
30.烧杯中盛有密度不同、不相溶的两种液体甲和乙,另有两块体积相等、密度不同的正
方体物块A和物块B,用细线相连,缓慢放入烧杯中,静止时两物块恰好悬浮在甲液体
中,如图所示。此时若将连线剪断,两物块分别上浮和下沉,再次静止时,物块A有
的体积露出液面,物块B有 的体积浸在液体乙中。
试求:(1)物块A与物块B的密度之比;
(2)液体甲与液体乙的密度之比。五.实际应用类(共8小题)
31.如图甲所示,蓝鲸1号是我国研制的世界最先进的深水半潜式钻井平台。在重外的科
技节上,小坤同学制作了蓝鲸1号的模型,如图乙所示,该模型底部有2个相同的长方
体浮箱,每个浮箱底面积为400cm2,高10cm,每个浮箱内有体积为1800cm3的空心部
分,可装水;两个浮箱上共有4根相同的均匀立柱,每根立柱的横截面积为50cm2,高
30cm,每根立柱内有体积为1000cm3的空心部分,可用于装载开采的石油:整个模型空
重60N。小坤将该模型的2个浮箱全部装满水,放入底面积为2000cm2的薄壁柱形容器
中,如图丙所示,模型底部通过4根相同的轻质细绳均匀固定在容器底部,使其保持竖
立,此时细绳刚好被拉直。(
酒精
=0.8×103kg/m3)
求:(1)当2个浮箱全部装满水时,整个模型的总重为多少N?
ρ
(2)图丙中,模型排开水的体积为多少?
(3)在图丙的基础上,将每根立柱装满酒精,再将浮箱中的水全部排到容器中,最终,
每根绳子的拉力为多大?
32.如图所示,福建舰是目前中国拥有的最先进航母,该舰满载排水量超过8万吨(g取
10N/kg, 。请你完成下列计算:
(1)福建舰满载排水量按8万吨计算,求福建舰所受的浮力;
(2)福建舰排开液体的体积;
(3)福建舰距离水面10米处受到的压强。33.浮空艇被称为飘浮在空气中的一艘大型“舰艇”。在一次实验中,浮空艇(表皮很薄
的气囊)体积为8000m3,内部充有氦气和空气的混合气体,其密度为0.2kg/m3,浮空艇
的表皮及外壁仪器舱总质量为2×103kg,浮空艇用缆绳系在一辆锚泊车上(如图),该
浮空艇周围空气的密度为1.2kg/m3,g取10N/kg,缆绳的重力不计,仪器舱体积可忽略
不计。求:
(1)浮空艇内气体的质量;
(2)浮空艇所受到的浮力;
(3)为了有效控制浮空艇,要求错泊车的重力是缆绳拉力的三倍,则锚泊车的质量是
多少?
34.夏季,雅安市多地易发生洪水灾害,学校科创小组设计了水库自动泄洪控制装置,将
其制成顶部开有小孔的模型,如图所示。其中A为压力传感器,B是密度小于水且不吸
水的圆柱体,能沿固定的光滑细杆在竖直方向自由移动。当模型内水深 h =15cm时,B
0
与模型底面刚好接触且压力为零。水面上涨到设计的警戒水位时,圆柱体对压力传感器
的压力为2N,触发报警装置,开启泄洪阀门。已知圆柱体B的底面积S =50cm2,高
B
h B =25cm,g取10N/kg, 水 =1×103kg/m3。
(1)当B对模型底面压力 ρ F 1 =2.5N时,模型内水深h 1 为多少cm?B物体的密度 B 为
ρ多少?
(2)刚触发报警装置时,B浸入水中的深度h 为多少cm?
2
35.如图所示,台秤上放置一个装有适量水的烧杯,已知烧杯和水的总质量为600g,杯的
底面积为100cm2,将一个质量为600g、体积为300cm3的长方体实心物体A用细线吊着,
然后将其一半浸入烧杯的水中(烧杯的厚度忽略不计,杯内水没有溢出,g=10N/
kg)。求:
(1)物体A的密度;
(2)当物体A的一半浸入水中时,物体A所受的浮力为多大、细线对物体A的拉力为
多大、台秤的示数为多少N、此时烧杯对台秤的压强为多少、因为A的一半浸入,水对
烧杯底部的压强增大了多少?
36.六一儿童节,同学送给小明一个透明密闭容器做的礼物,如图甲。容器中盛有两种分
层的液体,一个鸡蛋悬浮在两种液体的交界处。热爱物理的小明同学找来一个正方体木
块 A、一个电子台秤、刻度尺、底面积为 200cm2的薄壁容器等器材(如图乙),对两
种液体进行了以下探究:
①将密闭容器顶部打开,将液体全部倒入容器中,并将容器放在台秤上,记下容器和
液体的总质量;
②用刻度尺测出A木块边长为10cm,并用一根不计质量和体积的细杆固定在A的顶部
正中央,再将木块放入容器中,如图所示,此时杆的作用力为0。放入物体A后,台秤
的读数增加了1080g,此时,甲液体的深度为10cm,乙液体的深度为6cm,A浸入乙液体的深度为4cm;
③将A提升,使A全部浸入甲液体中,发现台秤读数减小280g,求:
(1)物体A的重力;
(2)物体A的密度;
(3)乙液体的密度;
(4)将物体A向下移动,当A刚与容器底接触时,杆对A的作用力大小。
37.如图所示,一艘轮船正在长江上航行,假设船体和货物总重为 7500吨,江水的密度为
1.0×103kg/m3。
(1)轮船所受浮力多大?
(2)求船体浸在水面下的体积?
(3)请运用有关公式分析说明:这艘轮船从长江驶入大海时,船体是上浮还是下沉一
些?
38.学完“浮力”知识后,小芳同学进行了相关的实践活动。(p水 =1.0×103kg/m3,g取
10N/kg)
(1)她选取一质量为750g、体积为1250cm3长方体木块,让它漂浮在水面上,如图甲
所示,求木块受到的浮力。
(2)取来规格相同由合金材料制成的螺母若干,每只螺母质量为50g,将螺母逐个放置
在漂浮的木块上。问:放多少只螺母时,木块刚好浸没在水中?(3)她又用弹簧测力计、一只螺母做了如图乙所示的实验,弹簧测力计静止时的示数
为0.4N,求合金材料的密度。