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初中物理(北师大版)-八年级下册-第八章-压强和浮力-计算专题训练(含答案)

2023-12-02 来源:爱问旅游网
初中物理(北师大版)-八年级下册-第八章-压强和浮力-计算专题 一、计算题

1.小明家为了改善居住条件,计则建一座房子,其设计的房子剖面图所示。他设计的地基和房体的总质量为4×105kg,地基总的底面积为32m2。求:

(1)地基和房体的总重力是多少?(g取10N/kg) (2)地基和房体对大地的压强是多少?

2.轮船舱底在水面下3m,舱底穿了一个面积为0.4m2的洞,要想堵住这个洞,需要对挡板施加多大的力?(取g=10N/kg)

3.体积为2×10

﹣3

米3的金属小球浸没在水中。求:

(1)小球排开水的体积V排。 (2)小球受到的浮力F浮。

4.世界上坦克的质量通常在30t以上,履带着地面积在4m2以上.求质量为36t,每条履带着地面积为2m2的坦克对地面的压强.

5.用弹簧测力计测石块,其重为9.8N,若把石块的一半浸没于水中,弹簧测力计的读数为7.84N,(ρ煤油=0.8×103kg/m3)则: (1)此石块所受到的浮力是多大? (2)这种石块的密度是多少?

(3)若把石块全部浸入煤油中,弹簧测力计的读数将变为多大?

6.科技兴趣小组称得一本科技图书重力3N,书本封面的长宽分别为20cm、15cm,把这本书平放在面积为1m2的讲桌上,计算书本对桌面产生的压强.

7.在一个重2N,底面积为0.01m2的容器里装8N的水,容器中水的深度为25cm,把它放在水平桌面上如图所示.求:

(1)水对容器底部的压强和压力;

(2)容器对桌面的压力和压强.(g=1ON/kg).

8.为了节约水资源,公厕用的定时定量冲水装置主要部件如图所示。浮筒底面积为S1=100cm2且足够高,略大于出水口的圆形阀门(厚度不计)的表面积为S2=20cm2 , 浮筒与阀门用细杆相连,不计浮筒、阀门、轻杆的重量。通常情况下,水龙头以滴漏形式向储水桶供水,当储水罐水位上升到20cm时,浮筒即将通过轻杆将阀门拉起冲水,问即将开始冲水时(g=10N/Kg,ρ水=1.0×103kg/m3).

(1)阀门所受水的压强p为多少? (2)浮筒对阀门的拉力为多大?

(3)浮筒浸入水中部分的深度H为多少?

9.如图所示,用弹簧测力计悬挂一物体,在空气中弹簧测力计示数为6 N,当物体浸没在水中时弹簧测力计的示数是4 N,(g=10N/kg)。求:

(1)物体的质量m物;

(2)物体浸没在水中受到的浮力F浮;

(3)物体浸没时排开水的体积V排和物体的密度ρ物。

10.如图所示在一个重2N,底面积为0.01m2的容器里装8N的水,容器中水的深度为0.05m。把它放在水平桌面上(g=l0N/kg)。求:

(1)水对容器底的压强; (2)水对容器底的压力。

11.如图所示,一平底玻璃杯放在水平桌面上,内装150g的水,杯子与桌面的接触面积是10cm2 (g=10N/kg).求液体水对杯底的压强?

12.如图所示,平底茶壶的质量是400g,底面积是40cm2,内盛0.6kg的开水,放置在面积为1m2的水平桌面中央。试求:

(1)水对茶壶底部的压力?

(2)茶壶对桌面的压强? (g=9.8N/Kg)

13.底面积为4×10-2米2的平底薄壁容器,重力为4牛,放在水平地面上,容器内装入重力为36牛的水,水深为0.2米。 求: (1)容器对地面的压强。 (2)水对容器底部的压力。

14.悬浮在海水中的潜艇排开海水的质量为3200t(g=10N/kg,海水的密度1×103 kg/m3 求: (1)潜艇所受浮力多大? (2)潜水艇体积是多少?

(3)处于水下200m深度处有一个面积为2.4m的舱盖,求它所受海水的压强和压力各是多大?

15.如图所示,长L1=1m的薄壁正方体容器A放置在水平地面上,顶部有小孔C与空气相通,长L2=0.2m的正方体木块B静止在容器A底面。通过细管D缓慢向容器A内注水,直到注满容器A,木块B上浮过程中上下表面始终水平,木块B与容器A底面和顶部都不会紧密接触。已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3 , 木块的密度ρ木=0.5×103kg/m3 , g取10N/kg。求:

(1)注水前,木块B对容器A底面的压强

(2)木块B对容器A底面压力刚好为0时,容器A内水的深度 (3)水注满容器后,容器A顶部对木块B的压力大小 (4)整个过程,浮力对木块所做的功

16.如图所示,体积为V=200cm3的木块在绳子拉力F=0.8N的作用下完全浸没在水中(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3 , 绳子重力不计).求:

(1)木块此时受到浮力. (2)木块的重力.

(3)剪断绳子,木块静止时排开水的体积.

答案

一、计算题

1.【答案】 (1)G总=m总×g=4×105×10N/kg=4×106N

(2)

【解析】【分析】(1)本题考查了重力公式,比较简单,直接相乘就可以得出答案。 (2)本题考查了压强的计算公式,熟练应用公式即可得出答案。 2.【答案】解:洞处受到水的压强: p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104pa, 根据

可得,需对挡板施加的力:

F=pS=3×104pa×0.4m2=1.2×104N。

【解析】【分析】先利用液体压强公式p=ρgh求出压强,再根据F=pS求出压力。 3.【答案】 (1)解:因为小球浸没在水中,所以小球排开水的体积:V排=V=2×10-3m3 (2)解:小球受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×9.8N/kg×2×10-3m3=19.6N 【解析】【分析】(1) 小球浸没在水中 , V排=V 物. (2)利用 F浮=ρ水gV排 求得 小球受到的浮力 . 4.【答案】解: 质量为36t的坦克对水平地面的压力: F=G=mg=36×103kg×10N/kg=3.6×105N, 受力面积: S=2×2m2=4m2 , 坦克对地面的压强:

p= = =9×104Pa.

答:坦克对地面的压强为9×104Pa

【解析】【分析】质量为36t的坦克对水平地面的压力和自身的重力相等,根据G=mg求出其大小;又知道一条履带着地面积可求受力面积,利用压强公式p= 强.

5.【答案】解:(1)石块受到的浮力,F浮=G﹣F拉=9.8N﹣7.84N=1.96N.

(2)石块的质量m=

=1Kg,

求出坦克对地面的压

设石块的密度为ρ,那么石块的体积v=它浸在水中的体积为自身的一半,所以: 浸在水中的体积为v'=

那么,石块受到的浮力,F浮=ρ水v'g 由1.0×103kg/m3×

×9.8N/kg=1.96N,解得ρ=2.5×103kg/m3 .

由(1)、(2)知道,石块的质量为m=1kg,密度ρ=2.5×103kg/m3

那么,石块的体积V=

=0.4×103m3 ,

将石块全部浸没在煤油中时,石块受到的浮力大小为: F浮=ρvg=0.8×103kg/m3×0.4×103m3×9.8N/kg=3.136N≈3.14N 那么,弹簧秤的读数为9.8N﹣3.14N=6.66N (1)此石块所受到的浮力是1.96N. (2)这种石块的密度是2.5×103kg/m3 .

(3)若把石块全部浸入煤油中,弹簧测力计的读数将变为6.66N. 【解析】【分析】(1)根据F浮=G﹣F拉即可求出答案. (2)根据石块的重力求得其质量,再根据浮力求得其密度.

(3)根据F浮=ρgV排求出其在煤油中所受浮力大小,然后再用重力减去浮力即为弹簧测力计的读数. 6.【答案】解:

书本放在水平桌面上,则书本对桌面的压力:F=G=3N; 书本的底面积:S=20cm×15cm=300cm2=0.03m2 , 其底面积小于桌面的面积,所以受力面积S=0.03m2 , 书本对桌面的压强:

p= = =100Pa.

答:书本对桌面的压强为100Pa.

【解析】【分析】书本对桌面的压力就等于书的重力,根据长方形的面积公式求出书本的底面积,即为受力面积;根据p=

求出书本对桌面的压强.

7.【答案】(1)解:水对容器底部的压强

水对容器底部的压力F=PS= 答:水对容器底部的压强为

,压力为25N。

(2)解:容器对桌面的压力等于容器和水的总重,即F=G总=G容+G水=2N+8N=10N, 则容器对桌面的压强

答:容器对桌面的压力为10N,压强为1000Pa。

【解析】【分析】利用液体的密度和深度计算压强,利用压强和受力面积计算压力的大小,对桌面的压力和物体的重力相等,利用压力和受力面积的比值计算对桌面的压强. 8.【答案】(1)解:由题可知,当h=20cm时,阀门受到水的压强为: p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa

(2)解:阀门受到水向下的压力和浮筒向上的拉力,刚被拉起时,因为不计重力,两个力大小相等,则拉力F拉=F压=pS=2000Pa×2×103m2=4N;

(3)解:因为不计重力,浮筒在竖直方向只受到竖直向上的浮力和细杆向下的拉力F’ , F’和F拉是相互作用力,即F′=F拉=4N, 根据力的平衡得 F′=F浮=ρ水gV排

可得: ,

浮筒浸入水中部分的深度H为

【解析】【分析】(1)由液体内部压强公式p=ρgh求解; (2)阀门受到水向下的压力和浮筒向上的拉力,由F=pS解题;

(3)同理,先分析浮筒受力情况,根据阿基米德原理F′=F浮=ρ水gV排解题. 9.【答案】(1)解:在空气中弹簧测力计示数为6N,则物体的重力G物=6N, 由G=mg可得,物体的质量:m物=G物/g=6N/10N/kg=0.6kg

(2)解:当物体浸没在水中时弹簧测力计的示数F′=4N,则物体受到的浮力: F浮=G物-F′=6N-4N=2N

(3)解:由F浮=ρgV排可得,物体浸没时排开水的体积: V排=F浮/ρ水g=2N/1.0×103kg/m3×10N/kg=2×10-4m3 ,

因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以,物体的体积: V物=V排=2×10-4m3 ,

物体的密度:ρ物=m物/V物=0.6kg/2×10−4m3=3×103kg/m3 【解析】【分析】(1)根据G=mg求出其质量;

(2)根据称重法F浮=G-F′求出物体浸没在水中受到的浮力;

(3)根据阿基米德原理F浮=ρgV排求出物体的体积(物体浸没),根据ρ=

求出物体的密度.

10.【答案】(1)解:水对容器底部的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa (2)解:水对容器底部的压力:F=pS=500Pa×0.01m2=5N

【解析】【分析】此题考查学生对液体压强和固体压强计算的理解和掌握,水对容器底的压强要用液体压强公式p=ρ水gh来计算;水对容器底的压力要用F=pS来计算.

11.【答案】 解:由图可知,平底玻璃杯内水的深度: h=12cm=0.12m, 则液体水对杯底的压强:

p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa. 答:液体水对杯底的压强为1200Pa

【解析】【分析】由图可知,平底玻璃杯内水的深度,根据p=ρgh求出液体水对杯底的压强. 12.【答案】(1)解:由题知,茶壶内水的深度:h=12cm=0.12m,

所以水对壶底的压强:p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.12m=1176Pa, 壶的底面积:S=40cm2=4×10-3m2 ,

水对茶壶底的压力:F1=p水S=1176Pa×4×10-3m2=4.704N. 答:水对茶壶底部的压力为4.704N.

(2)解:茶壶的重力:G壶=m壶g=400×10-3kg×9.8N/kg=3.92N, 水的重力:G水=m水g=0.6kg×9.8N/kg=5.88N,

茶壶对水平桌面的压力:F2=G水+G壶=3.92N+5.88N=9.8N; 茶壶对水平桌面的压强: p=

=2450Pa.

答:茶壶对桌面的压强为2450Pa.

【解析】【分析】(1)由图知壶中水的深,根据p=ρgh求出水对茶壶底部产生的压强,再由F=pS计算水对茶壶底部的压力;

(2)根据公式G=mg计算茶壶和壶中水的质量,在水平面上压力等于物体自身的重力,由p=

计算茶壶对桌面的压强.

13.【答案】(1)解:容器对地面的压力:F=G容+G水=4N+36N=40N, 容器对地面的压强:

答:容器对地面的压强为1×103Pa

(2)解:水对容器底部的压强:p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.2m=1.96×103Pa, 水对容器底部的压力:F水=p水S=1.96×103Pa×4×10-2m2=78.4N 答:水对容器底的压力为78.4N 【解析】【分析】(1)利用p=

求得 容器对地面的压强.

(2)先利用 p水=ρ水gh 求得 水对容器底部的压强 ,再利用 F水=p水S 求得 水对容器底部的压力 .

14.【答案】(1)解:根据基米德原理可得:潜艇所受浮力:

(2)解:根据 可得,潜艇排开海水的体积:

。因为悬浮在海水中的潜艇,所以潜水艇体积

(3)解:舱盖受海水的压强: 由

可得,它所受海水的压力:

【解析】【分析】(1)潜水艇在水中的浮力等于排开液体所受的重力(阿基米德原理); (2)利用密度的计算公式ρ=

可直接计算排水的体积;

可求得它所受海水的压力.

;木块

(3)利用p=ρgh可求得它所受海水的压强,再利用p=15.【答案】(1)解:木块的质量为: B对容器A底面的压强为:

答:注水前,木块B对容器A底面的压强为1000Pa

(2)解:木块B对容器A底面压力刚好为0时,木块恰好处于漂浮状态,此时受到的浮力为:

;根据阿基米德原理可知,木块排开的水的体积

为: 度为:

,则木块浸入水中的深度即水的深

答:木块B对容器A底面压力刚好为0时,容器A内水的深度为0.1m

(3)解:水注满容器后,木块全部浸入水中,木块受到竖直向下的重力、竖直向下的压力和竖直向上的浮力的共同作用;由阿基米德原理可知,此时木块受到的浮力为:

;物体处于静止状态,

受力平衡,则容器A顶部对木块B的压力大小为: 答:水注满容器后,容器A顶部对木块B的压力大小为40N (4)解:整个过程中,木块上升的高度为: 做的功为:

答:整个过程,浮力对木块所做的功为32J 【解析】【分析】(1)根据公式p=

求出木块B对容器A底面的压强;

;则浮力所

(2)木块处于漂浮状态,根据浮力F浮=G=ρ水gV排求出木块排开的水的体积,从而求出水的深度;

(3)水注满容器后,木块全部浸入水中,对木块受力分析,求出压力大小; (4)根据W=Fs求出浮力所做的功.

16.【答案】(1)解:已知木块完全浸没在水中,所以木块此时受到的浮力

(2)解:木块在水中受竖直向上的浮力、竖直向下的重力和绳子向下的拉力,处于静止状态,三个力合力为零,

(3)解:剪断绳子,因为

,木块将上浮,最终漂浮在水面上,所受浮力

,木块静止时排开水的体积

【解析】【分析】(1)木块受到的浮力根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排直接计算得出; (2)分析木块的受力情况,根据受力平衡时合力为零即可求出木块的重力;

(3)木块漂浮时所受的浮力等于它自身的重力,因此,求出重力即可得到浮力的大小,然后根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排求排开水的体积.

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