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力学综合题
一、浮力及相关力学综合
1. 如图所示，是小婷为防止家中停水而设计的贮水箱.当水箱中水深达到1.2 m时，浮子A恰好堵住进水管，使其1
停止向箱内放水，此时浮子A有体积露出水面(浮子A只能
5沿图示位置的竖直方向移动).进水管口水的压强为1.2×10
5
Pa，管口横截面积为 2.5 cm2，贮水箱底面积为 0.8 m2，浮
子A重10 N.
(1)注水过程中，随着水位上升，水对水箱底部的压强逐渐 (选填“增大”或“减小”).
第1题图
(2)此时浮子A受到的浮力为多大？ (3)浮子A的密度是多少？ 【答案】(1)增大
F
解：(2)浮子A堵住进水口时，根据公式p＝可得，
S进水管口水对浮子A的压力F＝p×2.5×10 m＝30 N
浮子A处于静止状态，所以浮子A受到的浮力F浮＝F＋G
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－4
2
水
S
进水口
＝1.2×10 Pa5
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＝30 N＋10 N＝40 N
(3)根据阿基米德原理可知F浮＝ρ水gV排，则
F浮40 N浮子A排开水的体积V排＝＝33
ρ水g1×10 kg/m×10 N/kg＝4×10 m
1V排
浮子A有体积露出水面，浮子A的体积V＝＝
51
1－
54×10 m－33
＝5×10 m 45
G10 N浮子A的质量m＝＝＝1 kg
g10 N/kgm1 kg33
浮子A的密度ρ＝＝＝0.2×10 kg/m －33
V5×10 m2. 图示为小唯同学利用圆柱形容器自制的浮力秤(右图是其原理图)，利用它可以方便的测出放入杯内物体的质量.该装置(小筒)的质量为200 g，底面积为40 cm，高度为20 cm.
2
－3
3－3
3
第2题图
(1)当小筒静止时，它受到的浮力与重力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力.
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(2)当小筒竖直漂浮在水中时，求它受到的浮力大小与浸入水中的深度.
(3)通过实验，小唯把“浮力秤”的读数均匀的刻在了小筒上，请简要回答：小唯是怎样确定该“浮力秤”的零刻度线？该“浮力秤”所能测量的最大质量是多少？
【答案】(1)是
【解析】由题中“静止”可知此时浮力秤处于平衡状态，它受到的浮力与重力是一对平衡力.
解：(2)由题可知，小筒是漂浮状态，则：
F浮＝G筒＝m筒g＝200 g×10 N/kg＝0.2 kg×10 N/kg＝2
N
由F浮＝ρ水V排g可得：
F浮2 N－43V排＝＝＝2×10 m 33
ρ水g1×10 kg/m×10 N/kgV排2×10 m2×10 mh＝＝＝2－42＝0.05 m
S40 cm40×10 m(3)由题分析可知，当空的小筒竖直漂浮在水中时，此时小筒浸入水中的深度0.05 m处即为该“浮力秤”的零刻度线位置，由题可知，当放入最大质量的物体时，浮力秤浸入水中的深度为h＝20 cm，且处于漂浮状态，则：
G总＝ F浮′＝ρ
水
－4
3
－4
3
V排′g＝ 1×10 kg/m×40×10 m33－42
×0.2 m×10 N/kg＝8 N
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G大G总－G筒8 N－2 N则m大＝＝＝＝0.6 kg
gg10 N/kg3. 继“蛟龙号”后我国自主设计的“深海勇士号”(如图所示)，2017年10月3日完成最大深度4 500米下潜后，胜利返航海南三亚港.
第3题图
(1)当“蛟龙号”从3 000 m深处下潜至4 000 m过程中，载人潜水器受到的浮力将 ，压强将 (均选填“变大”“变小”或“不变”).
(2)当它下潜至4 000 m深度处时，受到海水的压强是多大？(取ρ海水＝1.0×10 kg/m)若它上面有一个20 cm的探测窗口，在4 000 m 深度处窗口所受海水的压力是多少？
(3)若“深海勇士号”的质量为22 t，请你计算它体积的大小.
【答案】(1)不变 变大
解：(2)当它下潜至4 000 m深度处受到海水的压强p＝ρ海水gh＝1.0×10 kg/m×10 N/kg×4 000 m＝4×10 Pa
F7
由p＝得探测窗口所受海水的压力F＝pS＝4×10 Pa×
S20×10 m＝8×10 N
(3)“深海勇士号”所受的重力为G＝mg＝22×10 kg×
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3
－4
2
43
3
7
3
3
2
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10 N/kg＝2.2×10 N
因为悬浮时排开海水的体积就是物体的体积，所以其在海水中悬浮时，
G＝F浮＝ρ海水gV排 所以它的体积为
F浮2.2×10 N3
V物＝V排＝＝＝22 m 33
ρ海水g1.0×10 kg/m×10 N/kg4. 2017年8月28日，中国最先进的科考船“向阳红01”号从青岛起航，开始执行首次环球海洋综合科学考察.“向阳红01”号满载时吃水深度5.6 m，排水量4 980 t，船上载有
5
5
CTD作业操控系统可探测104 m的深度，能够满足全球海洋环
境和资源科学调查需要(海水的密度取为1.0×10 kg/m).求：
(1)科孝船从长江使往马里亚纳海沟海域进行科学考察，在此过程中科考船受到的浮力将 _________(选填“增大”“减少”或“不变”).
(2)“向阳红01”号满载时受到的浮力是多少？满载时船底受到海水的压强是多少？
(3)“向阳红01”号科考船以18 km/h的速度匀速航行5小时，若巡航时海水所受的阻力为1.0×10 N，则这一过程中船的推进力所做的功为多少？
【答案】(1)不变
解：(2)船的满载排水量为：
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2018年中考物理专题复习题之力学综合题
