浮力综合题
一．浮力与机械
1.如图所示是某校的自动储水装置，轻质杠杆 AOB可绕 O点无摩擦转动， A 端通过细杆与圆柱体浮筒相连， B 端通过细杆与压力传感开关 S 相连，杠杆始终保持
水平。

当水位下降到浮筒的下表面时 S 闭合，电动水泵开始向储水池注水；当水
位上升到浮筒的上表面时 S 断开，电动水泵停止注水，此时压力传感开关受
3
到竖直向上的压力恰好为 120N。

一次注水正好把 15m 的水从地面送到储水池中。

已知进水口离地面高为 20m，OA∶ OB=3∶ 1，浮筒重为 70N，浮筒的上表面距池底为 2m。

求：
（1）停止注水时池底受到水的压强；
（2）一次注水电动水泵对水所做的功；
（3）圆柱体浮筒的体积。

2．现某课外活动小组，照此设计了如图所示的简单机械，模拟紧急救援落水汽
3
车。

实验中用实心圆柱体 A 代替小车，已知 A 的体积为 0. 12m，质量为 210kg。

(g 取 I0N/kg, 设整个过程 A均为匀速运动状态 . 忽略钢缆绳重及滑轮净擦 . 不考
虑风浪、水流等因素的影响。

)
（ 1）求 A 完全浸没在水中时受到的浮力是多大
( ρ水= x 10 3 kg/m3 )
（ 2）若 A 完全浸没在水中时，滑轮组的机械效丰为60%。

那么 A 完全打捞出水面后，
岸上钢绳的拉力 F 为多大
（3）若 A 完全打捞出水面后，以 0.5m/s 的速度被匀速提升，求岸上钢绳手拉力
F 的功率。

（4）从 A 上表面刚出水面到 A 完全离开水而的过程中，
滑抢组机械效率如何变化请
简述理由。

A 完全离开水面机械效率为多少
3．据报道，华中农业大学的几位学生发明了一种水面垃圾清理船，它能将水
面上漂浮的垃圾通过前端的两个旋转滤网收集后，由倾斜的传送带送至船尾的
垃圾箱中，如图是设计的样艇。

若相关数据如下表：
(1)工作前，质量为 60 ㎏的驾驶员登上船后，它排开水的体积是多少
(2)正常工作时，传送带将收集的垃圾升高 0.5m 后，落入垃圾箱中，这要消耗发动机的 1％的能量。

它在 5 分钟内可传送 300 ㎏的垃圾，求传送带的传送效率。

(3)如何提高该船效率，请提出一条合理化的建议。

名称水面垃圾清理
船
发动机汽油发动机
额定功率5kW
质量（空载）200 ㎏
排水量1000 ㎏
4．如图图是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。

A 是动滑轮， B 是定滑轮， C 是卷扬机， D 是油缸， E 是柱塞。

作用在动滑轮上共三股钢丝绳，卷扬机
3
转动使钢丝绳带动动滑轮上升提取重物，被打捞的重物体积V＝0.5m 。

若在本次打捞前起重机对地面的压强p1＝× 107Pa，当物体在水中匀速上升时起重机对
地面的压强 p2＝× 107Pa，物体完全出水后起重机对地面的压强p3＝× 107Pa。

假设起重时柱塞沿竖直方向，物体出水前、后柱塞对吊臂的支撑力分别为 N1和 N2， N1与 N2之比为 19：24。

重物出水后上升的速度 v＝0.45m/s 。

吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计。

（ g 取 10N/kg）求：
（1）被打捞物体的重力；
（2）被打捞的物体浸没在水中上升时，滑轮组AB的机械效率；
（3）重物出水后，卷扬机牵引力的功率。

B
F
O
E A
C D
4 图
5．如图是某养鱼专业户设置在鱼池中央的增氧机，它由三个浮球和连杆把电动
水泵固定在一起构成，整个设备总质量 300 ㎏，潜水泵额定电功率 3kW.增氧机不工作时，浮球有一半漏出水面 . 增氧机工作时，即潜水泵抽水，每 5min 可将
×104㎏水送到 5m高的空中让其自由下落，从而达到增氧的目的 .
（1）连杆和水泵的体积不计，每个浮球的体积是多少
（2）增氧机正常工作时，其效率为多少
（3）增氧机工作时，试分析浮球漏出水面的体积有何变化（不计算，只作答）二．浮力与压强
1．两只完全相同的柱形烧杯内分别盛满水和某种液体，现在一弹簧测力计的
挂钩上挂着一实心圆柱体，分别将其逐渐浸入水或某种液体中．如图是弹簧测
力计吊着圆柱体浸入水或某种液体中的情况．甲图是弹簧测力计的示数随柱体
逐渐浸入水中的情况，乙图是弹簧测力计的示数随柱体逐渐浸入某种液体中的
情况．试根据图中所给条件，求：
（1）圆柱体的底面积多大
（2）圆柱体的密度多大
（ 3）未放入圆柱体前，液体对烧杯底产生的压强多大（g 取 10N/kg）
2．将甲、乙两个容器放在水平桌面上，甲、乙两容器的底面积分别为 S 甲和 S 乙。

甲容器中盛有密度为ρ1 的液体，乙容器中盛有密度为ρ2 的液体。

现将体积相
等的 A、B 两个物体分别放入甲、乙两容器后，物体 A 悬浮，物体 B 漂浮且有一半体积露出液面，此时两容器中液面相平。

液体对甲容器底部的压强为p1、压力为 F1，液体对乙容器底部的压强为 p2、压力为 F2。

已知物体 A 与物体 B 的密度之比为 2:3 ，S 乙等于 4S 甲。

则下列判断正确的是
A．p1＝ p2，F1＞F2
B．p1＜ p2，12F1=F2
C．3p1=p2，6F1 =F2
D．p1＞ p2，F1= 4 F2
3． 2012 年 6 月，“蛟龙号”潜水器下潜至 7000m 以下深度，下面是某同学收
集的“蛟龙号”潜水器某次海试活动的有关信息。

潜水器5： 29 开始下滑，8： 29 到达 7020m 深度。

下滑前，潜水器停放在
母船上，潜水器如图闷罐一样湿热，室温达到39.7 ℃，当潜水器下滑到
5000m 深度时，冷凝水已布满了整个舱壁．海面海水密度为×103 kg/m 3，7000m 深海处海水密度为× 103 kg/m 3。

“蛟龙号”潜水器是新一代无缆（绳）
潜水器，配有压载铁，当它潜到海洋深处时，潜航员会适时地抛掉一定数量的压载铁，实现潜水器的悬停或上浮。

（ 1）潜水器下潜7000m 的平均速度是km/h。

（2）潜水器下滑到 500m 深度时，潜水器内部产生了大量的冷凝水，这些
“冷凝水”的形成是。

A．汽化现象 B ．液化现象 C ．凝华现象 D ．凝固现象（ 3）如图潜水器在
7000m 深度时受到的浮力比它刚潜没在海水中时受到
的浮力大7980N。

则潜水器的体积是多少立方米（设潜水器体积不变，g
取 10N/g ）
（4）科考时，如果潜水器在某区域内以某一速度匀速下降，在达到一定
深度后潜水器抛弃了重为 2460N 的压载铁，经过一段时间后，潜水器以同样
的速度匀速上升。

则潜水器在匀速上升时所受阻力的大小。

（设潜水器在该区域所受的浮力不变，所受阻力仅与速度的大小有关）
4、如图所示，是小明为防止家中停水而设计的贮水箱．当水箱中水深达到 1．2m 时，浮子 A 恰好堵住进水管向箱内放水，此时浮子 A 有 1/3 体积露出水面 ( 浮
子 A 只能沿图示位置的竖直方向移动 ) ．若进水管口水的压强为1．2×10 5 Pa ，
管口横截面积为2．5 cm，贮水箱面积为
2
0．8m，浮子 A 重 ION求：
(1)贮水箱能装多少水
(2)浮子 A 的体积应多大
5．某校初三（ 2）班教室里有一部 GB—05 型台式饮水机，其结构剖面示意图如下。

控水槽中浮体 A 与阀门 C固定相连，起初浮体 A 恰好浸没时阀门 C 关闭； A 未浸没
时 C 略有下降，使桶内水流入控水槽。

已知阀门 C 的横截面积为 1.0cm2，不计大气
压强， g 取 10N/kg 。

则：
（ 1）不计浮体 A 及阀门 C的重力，阀门 C 刚关闭时，浮体 A 及阀门 C这一整体
3
在哪两个力的作用下平衡如果浮体 A 的体积为 45cm 为使控水槽内保持一定水位，
水桶内的水至多有多高
（2）若浮体 A 及阀门 C 的重力不能忽略且为，水桶内装有深为 40cm的水，为使
控水槽内保持一定的水位，浮体 A 的体积至少为多大。