初中物理物体的浮沉条件及其应用计算题

科学家在进行海洋科考时，常用到一个很大的浮筒．浮筒是由一个质量为90kg的空心圆柱形铁罐制成的，铁罐高2.1m，底面积0.08m²．把浮筒至于海面时，它的一端浮出水面，上方可安装无线电转播器．某次科考中，工作人员装好无线电转播器，将浮筒竖直漂浮在海面上，浮筒露出水面的高度（不含无线电转播器的高度）为0.6m．如图所示．（海水取1.0×10³kg/m³，g取10N/kg）求：

（1）浮筒底部所受海水的压强．
（2）浮筒受到的浮力．
（3）安装的无线电转播器的质量．

关于深海的探究，对一个国家的国防和经济建设都有很重要的意义，我国在这一领域的研究也处于世界领先水平。如图甲是我们自行研制的水下智能潜航器，其外形与潜艇相似，相关参数为：体积 $2m^3$、质量 $1500\mathit{kg}$，最大下潜深度 $5000m$，最大下潜速度 $10\mathit{km}/h$（不考虑海水密度变化，密度 $\rho$取 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$。求：

（1）某次执行任务，当潜航器下潜到最大深度时所受的海水压强。

（2）潜航器以最大下潜速度匀速竖直下潜至最大深度所用的时间。

（3）潜航器任务完成后，变为自重时静止漂浮在海面上，此时露出海面体积。

（4）当潜航器漂浮在海面时，由起重装置将其匀速竖直吊离海面。起重装置拉力的功率随时间变化的图象如图乙所示，图中 $P_3=3P_1$．求 $t_1$时刻起重装置对潜航器的拉力。（不考虑水的阻力）

排水量是轮船装满货物时排开水的质量。一艘排水量为 $2000t$的轮船，装满货物在河水中航行。河水密度取 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$。求：

（1）装满货物时，轮船和货物受到的总重力；

（2）轮船排开水的体积。

如图所示，容器中装有水，水中有一个木块被细线系着，已知水重，水深为，木块的体积为，木块的密度为，试求：

（1）水对容器底面的压强是多少？木块受到的浮力是多大？
（2）若绳子断了，最终木块漂浮在水面上时，所受的浮力为多大？此时水对容器底的压强比第（1）问中的大还是小？（g取10N／kg）

有一块质量为24g、规格为5cm×4cm×1cm的长方体橡皮泥，小华将它轻轻地放入盛满某种液体的烧杯中，发现橡皮泥下沉到烧杯底部，同时有部分液体从烧杯中溢出，他测得溢出液体的质量为18g。取g＝10N/kg，请计算并回答：
（1）这块橡皮泥的密度多大？
（2）这块橡皮泥在液体中受到的浮力多大？
（3）要让橡皮泥漂浮在这种液体中，怎么办？请你写出一种做法。

钓鱼岛自古以来就是中国固有领土，早在1373年我国渔民就已经发现了钓鱼岛，如图所示是我国一艘装备精良的现代化综合公务船正在钓鱼岛附近巡航。

（海水密度取 $1.02\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$）

（1）若该船的声呐探头距海面深度为 $10m$，则该声呐探头受到海水的压强是多少？

（2）该船满载时排开海水体积为 $3000m^3$，此时船受到的浮力和重力各是多少？

（3）该公务船以 $36\mathit{km}/h$的速度匀速航行 $5h$，若航行时受到阻力为船重的0.05倍，则这一过程中动力所做的功是多少？

武汉号”导弹驱逐舰在亚洲处于领先水平，参加了我国海军首批赴亚丁湾、索马里海域的护航任务．“武汉号”满载时的排水量为7000t，是一种防空、反潜、反舰能力均衡的远洋驱逐舰．（海水的密度为1.03×10³kg/m³，g取10N/kg）
（1）满载时，“武汉号”受到的浮力有多大？
（2）若舰底某处距海面的深度为8m，则该处受到海水的压强是多少？

小明准备用空矿泉水瓶做一个“救生衣”。已知小明的质量是 $50\mathit{kg}$，身体平均密度约等于水的密度，为确保安全至少他的头部要露出水面，头部的体积约占身体总体积的 $1/10$．（不计空矿泉水瓶的质量和塑料的体积）

（1）求小明头部的体积。

（2）请你帮小明计算一下，制作“救生衣”至少需要多少个图示的空矿泉水瓶。

航天员进行失重或微重力训练时，用到的方法是在地面用浮力水槽让宇航员产生漂然感觉，模拟训练航天员在失重时进行工作和维修。浮力水槽模拟失重的原理是，通过增减配重和漂浮器,使宇航员悬浮在水中，获得模拟失重的感觉和效应。一般是将1：1的航天器放入水槽中，航天员穿上改制的舱外航天服，进行出舱活动程序的模拟和技能的训练。质量为75kg的宇航员，若所带配重及所着模拟宇航服质量为25kg ,人自身的密度设为1.05×10³kg/m³，ρ_水=1×10³kg/m³，g=10N/kg。
求：⑴宇航员在浮力水槽中训练时所受的浮力；⑵宇航员在水面以下2m深时受到水的压强。

有 $A$、 $B$两个密度分别为 ${\rho }_A$、 ${\rho }_B$的实心正方体，它们的边长之比为 $1:2$，其中正方体 $A$的质量 $m_A$为 $1\mathit{kg}$。如图甲所示，将它们叠放在水平桌面上时， $A$对 $B$的压强与 $B$对桌面的压强之比为 $4:5$；将 $A$和 $B$叠放在一起放入水平桌面盛水的容器中，如图乙所示，水面静止时，正方体 $B$有 $\frac{1}{4}$的体积露出水面，已知 ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$．求：

（1）正方体 $B$的质量 $m_B$是多少？

（2） ${\rho }_A:{\rho }_B$是多少？

（3）正方体 $B$的密度 ${\rho }_B$是多少？

将边长为10cm的实心立方体木块轻轻地放入盛满水的大烧杯内，待木块静止时，从杯中溢出600g的水，如图所示。

求（1）木块所受到的浮力；（2）木块下表面受到的水的压强（计算时取g=10N/kg）

为安全起见，初学游泳者常使用一块泡沫浮板，用双臂把浮板压入水中，借助浮板所受的浮力来辅助游泳．已知泡沫浮板的密度是0.1×10³kg/m³，体积为3000cm³．（ρ_水=1.0×10³kg/m³，g=10N/kg）求：
（1）当浮板自由漂浮在水面上时，浮板受到的浮力的大小．
（2）浮板被压没入水中静止时，浮板受到双臂的压力的大小．

边长为 $10\mathit{cm}$的正方体木块，漂浮在水面上，露出水面体积与浸在水中的体积比为 $2:3$，如图甲所示；将木块从水中取出，放入另一种液体中，并在木块上表面放一重为 $2N$的小铁块，静止时，木块上表面恰好与液面相平，如图乙所示。求：

（1）图甲中木块所受浮力大小；

（2）图乙中液体的密度；

（3）图乙中木块下表面所受压强的大小。

如图甲所示，有一体积、质量忽略不计的弹簧，其两端分别固定在容器底部和正方体形状的物体上。已知物体的边长为 $10\mathit{cm}$。弹簧没有发生形变时的长度为 $10\mathit{cm}$，弹簧受到拉力作用后，伸长的长度△ $L$与拉力 $F$的关系如图乙所示。向容器中加水，直到物体上表面与液面相平，此时水深 $24\mathit{cm}$。求：

（1）物体受到的水的浮力。

（2）物体的密度。

（3）打开出水孔，缓慢放水，当弹簧处于没有发生形变的自然状态时，关闭出水孔。求放水前后水对容器底部压强的变化量。

为应对菲律宾对我国领土“黄岩岛”的不断挑衅，中国“向阳红06”海监船已启程赴南海维权，如图所示．“向阳红06”船总长91米、船宽14.7米、船底深7.6米，满载排水量4900吨，最大航速13.5节（约25km/h），续航力15000海里，是一艘装备精良的现代化综合海监船．（海水的密度为1.0×10³kg/m³，g取10N/kg）

（1）满载时，“向阳红06”船受到的浮力有多大？
（2）若船底某处距海面的深度为6m，则该处受到海水的压强是多少？
（3）“向阳红06”船在某处执行任务时，以18km/h的速度匀速航行6小时，巡航的路程为多少km？若巡航时海水阻力为1.0×10⁶牛顿，则这一过程中船的推进力所做的功为多少？