浮力计算专题(难题

1、浮力计算专题一、浮力计算（测量）方法1称重法：（1）先测出物重G（2） 再将物体浸入液体中，记下弹簧测力计的示数F（3）浮力F浮=2平衡法：（1） 若物体漂浮于液体表面，则F浮=（2） 若物体悬浮于液体中，则F浮=（3）如下图中，物体处于静止，物体受到的浮力大小也可用平衡法分析。试卷第3页，总4页F 浮=习题巩固：1一带阀门的圆柱形容器 ,底面积是300cm一个不规则的实心物体，质量为55g，放入装满水的烧杯中，沉入底部，排开50g的水，然后向烧杯中加盐并搅拌，直到物体悬浮为止，取g = 10N/kg，求：1）物体的重力。2）物体在水中所受的浮力。3）物体的体积。4）物体悬浮食盐水的密度。,装

2、有13cm深的水。正 方体A边长为12cm,重25N,用细绳悬挂放入水中，有1/6的体积露出 水面,如图所示。试求：（1）A受到的浮力，此时水对容器底部的压强。（2）若细绳所能承受的最大拉力是14.92N,通过阀门K缓慢放水，当绳子刚要被拉断的瞬间，容器中液面下降的高度。（取g =10N/kg）3 物理兴趣小组设计了一个便携式水深测量仪。它主要是由探头A和控制盒B构成,它们之间用有绝缘皮的细导线相连形成回路，如图甲所示。其中探头A是一个底面积为10cm 木块受到的浮力; 木块的密度;、高5cm、重2.5N的圆柱体，探头 A的底部为压敏电阻 R( R与水接触的表面涂 有绝缘漆)，工作时底部始终与

3、水平面相平，压敏电阻R随表面压力大小的变化如图乙所示。A和B间的电路连接关系如图丙所示，其中电源电压恒为3V，电流表盘改装成(1)探头A有1/2体积浸入水中时,J?, Mft/rJ匸 4 4 4-11t1 广蒿J1 1 I J深度表(导线的重力与体积均不计)。兴趣小组的同学将探头 A缓慢放入水中，求:R底部受到水的压强是多少帕?(2)探头A全部浸入水中时，导线对探头 A的拉力是多少牛?(3) 将探头投入看似不深的水平池底，静止时(R与池底未紧密结合)导线已松弛,电流表示数是0.4A，则表盘0.4A处应该标水的深度值为多少米?4 .一个体积为1000 cm在木块上放置一个铁块，物体仍然漂浮，且木

4、块上表面刚好与水面相平，如图乙所示，求铁块的重量。实心正方体木块漂浮在水面上，如图甲所示，此时浸入水中的 体积为600cm3，求：甲乙5 小明利用弹簧测力计测量石块的密度.(水=1.0g/cm3,g取10N/kg )(|1)用细线将石块挂在弹簧测力计上，弹簧测力计的示数如图所示，石块重G N 将石块浸没在水中，弹簧测力计的示数如图所示，石块受到的浮力 N (3) 石块的体积V cm3 (4) 石块的密度 石块 g/cm3 (5 )完成上述实验后，小明又将挂在弹簧测力计下的石块浸没在另一种液体中，当测力计的示数为2.6N时，所测液体的密度液体=g/cm3 6如图所示，水平放置的轻质圆柱形容器底面

5、积为 2X 10米2,内装有 重为9.8N的水，现将体积为 2X 16米3、重为4.9N实心金属球 A用细 线栓着浸没在水中。 求金属块A受到的浮力F浮 求水对容器底部的压力F水 现将绳子剪断，求绳子剪断后容器对水平地面压强变化了 P。7 弹簧测力计下吊着为1.5N的石块，当石块全部浸入水中时，弹簧测力计示数是1N,?水 =1.0 X 103kg/m3 , ?= 10N/ kg，求：(1) 石块受到的浮力？2) 石块的密度？3) 若将石块全部浸入某液体中，测力计示数是1.1 N,则该液体的密度多大？8如图所示，放置在水平地面上的平底薄壁容器重10 N,底面积0.01m2，内装40 N的水，水深

6、0.15 m。现将重为17.8 N的实心铜块系在 弹簧测力计挂钩上，并把它完全浸没于容器内的水中(水未溢出，铜 块未接触容器底部)。(1) 铜块完全浸没于水中后，弹簧测力计的示数是 N ；(2) 铜块完全浸没于水中后，容器对水平地面的压强 Pa。9 图是一个太阳能淋浴器储水箱的示意图。主要由一个圆柱形金属水桶、一个压力传 感开关和一个长方体组成，其中长方体通过细绳与压力传感开关相连。压力传感开关的作用是：当它受到绳子竖直向下的拉力达到10 N时闭合，控制水泵从进水口开始向桶内注水，此时，水面刚好与长方体的下表面相平，水桶内储水高度为h1=8 cm ;当它受到绳子的拉力等于 6N时断开，水泵停止

7、向桶内注水，此时，水刚好浸没长方体的上表 面，水桶内储水高度为h2=40 cm。已知水桶的底面积为 0.5讥求：(1)水泵开始注水时，水对水桶底部的压强是多少？水桶内 储水的质量是多少？水泵停止向桶内注水时，长方体受到的浮力是多少？(3) 长方体的密度是多少？(g 取 10 N/kg)10 底面积为100 cm2的圆柱形容器内装有适量的液体 ，将其竖直放置在水平桌面上. 把 体积是250 cm3、质量为160 g的木块A放入容器内的液体中，静止时，木块A有1/5 的体积露出液面，此时液体的深度为 20 cm.如果在木块 A上放一个金属块 B,使木块A恰好没入液体中，如图所示求：(1)液体的密度

8、.金属块B受到的重力.(3) 木块A恰好没入液面时，液体对容器底的压强.3参考答案1. 14.4N1.728 x 10pa 3cm【解析】容器中水的体积为：V水=SH = 3.0 X0- 2m2X0.13m = 3.9 X0- 3m3,正方体的体积为Va = L3 = 1.728 10-3m3.A 受 到的浮 力为：F 浮=6 p 水 gVA = 5X1.0 103kg/m3xi0N/kg 1.728 10-3m3= 14.4N，设 A 放入水中后水深为 H则有 SH = V 水 + 6Va，则 3.0 10-2m2 x H=3.9 10-3m3+ - X1.728 10-3m3.解得 H=

9、0.178m.此时水对容器底部 的压强 P= p水gH = 1.0 103kg/m3 X10N/kg 0.178m = 1.78 103Pa, 初始 A 浸入水中深度为 h0= &L = 6 X12cm= 10cm.当绳子刚被拉断时有：Fm+F 浮=6，所以 F浮=25N-14.92N = 10.08N. 设此时 A浸入水中深度为 h,则有F浮=p水gL2h.即10.08N =1.0 103kg/m3 M0N/kg 0.12m 0.12m h，解得 h= 0.07m= 7cm, h = h0-h= 10cm-7cm = 3cm. 点睛：（1）根据容器的底面积和水深求出容器中水的积，根据方体A边

10、长为12cm，可求55其体积大小，有1/6的体积露出水面，则浸入水中的体积为6Va，然后利用F浮=6 p水gVA即可求出A受到的浮力，求出 A放入水中后水的深度，利用P= p水gh可求出此时水对容器底部的压强.（2）由正方体重 25N和细绳所能承受的最大拉力是14.92N，可求出当绳子刚被拉断时正方体所受到的浮力，根据F浮=p水gL2h可求出此时A浸入水中深度，然后用初始A浸入水中深度减去此时A浸入水中深度，即为容器中液面下降的高度。33 #32. 0.55N0.5N 50cm 1.1X10 kg/m【解析】（1） G= mg= 50 x 10-3 kg X10N/kg = 0.5N; （ 2

11、）根据阿基米德原理可知，物体受到的一F浮Q 5N浮力：卩浮=G排=0.5N ；3）物体排开的水的体积：V排= = 5 X10-5m3.,p 水 g 1.0 x 103kg/m3 x 10N/kg?浸没时V物=V排=5 X10-5m3; （4）因为物体悬浮在盐水中，所以，p盐水=卩物=0.055kg =?物5 x 10-5m31.1 103kg/m3.3. （ 1） 250Pa （2） 2N（3） 7.3m【解析】（1）探头A有$体积浸入水中时，R底部的深度：h1 = 2h = 25cm = 2.5cm = 0.025m, R 底部受到水的压强：p1= p gh= 1.0 103kg/m 3 X

12、10N/kg 0.025m = 250Pa； （2）探头 A 缓慢放 入水中时处于平衡状态，探头A全部浸入水中时，受到的浮力：F浮=p gF= p gV= p gS=1.0 103kg/m3 M0N/kg 10 Xl0-4m2 X5 0-2m = 0.5N，由 F浮=G- F可得，导线对探头 A 的拉 ?力：F= G- F= 2.5N- 0.5N = 2N ; （ 3）当电流表示数是 0.4A时，由1 = ?可得，R的阻值：R ?3?=?= 茹 =7.5 Q，由图乙可知，压敏电阻R表面压力F= 75N，容器底部对 A的支持力：F 支持=G- F 浮=2.5N - 0.5N = 2N ,?=?可

13、得，压敏电阻受到的压强:7.3 x 10Pa1.0 x 10kg/m 3 x 10N/kg7.3m，所以,水对A底部的压力：F水压=F- F支持=75N- 2N = 73N，由pP2 = ?= 10 X需 m2 = 7.3W4Pa，水的深度：h2 =芸= 表盘0.4A处应该标水的深度值为7.3m .答案第5页，总3页4. 6N 0.6 103kg/m3 4N【解析】（1）由题知，木块排开水的体积：V排=600cm3= 600X10-6m3，木块受到水的浮力:F浮=p水gV排=1 M03kg/m3X10N/kg 600 10-6m3= 6N,木块漂浮在水面上二木块受到的重力：G = F浮=6N

14、,木块的质量：?6N亠、?0.6kgm= g = 10N/kg = 0.6kg，木夬的密度：p 木=?= 1000 x 1(T6 m3=0.6 103kg/m3; (2)木块完全进入水中，卩浮=p 水 gV= 1.0 103kg/m3M0N/kg 1000 10-6m3=10N F= G 木+G 铁，.铁块重：G 铁=F浮-G 木=10N-6N = 4N.点睛：（1 ）知道木块排开水的体积，利用阿基米德原理求木块受到水的浮力；求出了木块受到水的浮力；（2）利用漂浮条件求木块受到的重力，再利用重力公式求木块的质量，又知道 木块的体积，利用密度公式求木块的密度；（3）若在木块顶部放一个金属块，恰好

15、能使木块全部浸没在水中，求出此时木块受到水的浮力；因为木块和金属块漂浮，利用F浮=G木+G铁求金属块重。5.4.822002.41.10.1N，读数即石块重【解析】（1）如图在空气中时弹簧测力计的示数，测力计的分度值为 为 4.8N。(2) 将石块浸没在水中，弹簧测力计的示数如图所示，读数为即此时的拉力为: 根据称重法测量浮力的原理，浮力为：(3) 根据F浮液gV排得，F浮F浮 G F 4.8N2.8N 2N。石块的体积为:2.8N，2Nc3 3 =21.0 103kg/m3 10N/kgG 石4.8NgV石 10N/kg 2 10 4m310 4m3200cm3m石V石(5 )完成上述实验后

16、，小明又将挂在弹簧测力计下的石块浸没在另一种液体中，当测力计的示数为2.6N时，浮力为：(4 )石块的密度为:2.4 103 kg/m 3。G F 4.8N2.6N2.2N1.1 103kg/m3 1.1g/cm3 2 10 m 10N/kg点睛：重点是称重法测量浮力的原理及阿基米德原理的应用，称重法求出浮力后，根据F浮液gV排可求排开水的体积，即物体的体积，再根据在另一种液体中时的浮力可求该液体密度的大小。所测液体的密度为:6. (1) 2N;( 2) 11.8N; ( 3) 145Pa。【解析】试题分析： ：根据公式：F gV.可求金属块A受到的浮力. 对水进行受力分析可知，水受到容器给的

17、支持力，自身重力和物体 A给的作用力，所以水对容器底部的压力 F水就等于水的重力加物体 A给水的作用力. 将绳子剪断，求绳子剪断前后容器对水平地面压的变化量等于压力的变化量除以受力面积.试题解析： 根据公式：F gV 1 103kg /m3 9.8?N / kg 2 10 4 m3 1.96U . 由受力分析可知， 物体A给水的作用力等于水给物体A的浮力，所以，水对容器底部的压力：F水G水F9.8N1.96N11.76N. 将绳子剪断时，容器对水平地面压力的变化量等于物体的重力减去物体A所有到的浮力.即：nFGaF4.9N1.96N2.94N .nF 2 94N所以绳子剪断前后容器对水平地面压

18、强的变化量为：nP 2 147Pa.S0.02m2点睛：本题综合考查了多个公式， 关键是物体所受力的分析，分析物体所受力这是本题的难点也是重点，还要学会浮力公式及其变形的灵活运用，有一定的难度7. 见解析所示【解析】(1)根据称重法测浮力的原理，即静止时，重力与浮力和测力计的拉力平衡，所以浮力为：?诈=?- ?= 1.5N- 1N= 0.5N(2)根据？罪=?液?得，物体的体积为:?浮0.5 N1.0 x 103kg/m3 x 10N/kg=5 x 10-5 m3由?= ?物 ?物得物体的密度为:_?= ?= 10N/kg x 5 x 10-5 m3=3 x 103kg/m(3 )石块全部浸入

19、某液体中，浮力为：?律=?- ?= 1.5N- 1.1N = 0.4N根据？浮 = ?液?得，液体的密度为：得长方体的体积为:长方体的密度为：?浮?物=?水?=?物10 N/kg4 X 10-4 m310?=2.5 X 103kg/m3?浮0.4N33? = 10N/kg X 0.5 X 10-4 m3 = 0.8 X 10 kg/m8. 15.85200【解析】由G = mg得，铜块的质量：m=?= 薦爲=1.78kg,由p= ?得，铜块的体积：? 1 78?V = 一丄易=2 X10-4m3因铜块浸没在水中，所以铜块排开水的体积：V排=V物=2X0-4m3,则铜块所受的浮力：F浮=p水gV

20、排=1 X103kg/m3 X10N/kgX2 X10-4m3= 2N,由F浮=G- F得,弹簧测力计的示数：F = G- F浮=17.8N-2N = 15.8N.(2)将铜块、水、容器看成一个整体，则整 体受向下的总重力、向上的拉力和向上的支持力，根据力的平衡条件和相互作用力知识可得，容器对水平地面的压力：F压=F支=(G容+G水+G铜)-F = (10N+40N+17.8N)-15.8 N = 52N,此?压52?时容器对水平地面的压强：p=- = 一r = 5200 Pa.9. ( 1) 40 kg( 2) 4 N。( 3) 2.5 X03 kg/m3【解析】(1 )水泵开始注水时，水的深度为：？ = 8 cm = 0.08m此时的压强为：？?= ?= 1.0 X 103kg/m3 X 10 N/kg X 0.08m = 800 Pa此时水桶内水的体积： ？?= ?= 0.5m2 X 0.08 m = 0.04 m3此时水桶内水的质量：?= ? 1.0 X 103kg/m3 X0.04m3 = 40kg(2) 根据题意知，水面与长方体的下表面相平，拉力为10N,即物体重为10N,当浸没长方体的上表面时受到绳子的拉力等于6N