浮力计算专题(含答案)

浮力合计算专题01专题概述浮力的综合计算是力学中的重点知识，计算浮力最常用的是以下三种方法，即称重法、原理法和平衡法．1．称重法：F浮＝G－F.2．公式法：F浮＝G排＝ρ液gV排．3．平衡法：F浮＝G物．类型1称重法算浮力1．(莆田中考)在弹簧测力计下悬挂一个小球，示数为4.2N．当把小球的一半体积浸没在水中时，弹簧测力计的示数为1.7N．已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg.问：(1)小球所受的浮力为多大？(2)小球的总体积为多大？(3)把小球从弹簧测力计取下，浸没在水中后放手，请通过计算判断小球为什么不能悬浮在水中．2．(枣庄中考)在水平桌面上放置一个底面积为100cm2，质量为400g的圆筒，筒内装有16cm深的某种液体．弹簧测力计的下端挂着一个底面积为40cm2、高为8cm的金属柱，当金属柱从液面上方逐渐浸入液体中直到全部浸没时．弹簧测力计的示数F与金属柱浸入液体深度h的关系如图所示．(圆筒厚度忽略不计，筒内液体没有溢出，g＝10N/kg)求：(1)当金属柱有一半的体积浸在液体中时，受到液体的浮力是多少？(2)圆筒内所装液体的密度是多少？(3)当金属柱有一半的体积浸在液体中时，圆筒对桌面的压强是多少？类型2原理法算浮力3．(贵港中考)一带阀门的圆柱形容器，底面积是200cm2，装有12cm深的水，正方体M边长为10cm，重20N，用细绳悬挂放入水中，有eq\f(1,5)的体积露出水面，如图所示，试求：(1)正方体M的密度；(2)正方体M受到的浮力以及此时水对容器底部的压强；(3)若从图示状态开始，通过阀门K缓慢放水，当容器中水面下降了2cm时，细绳刚好被拉断，则细绳能承受的最大拉力是多少？(g取10N/kg，水的密度为1.0×103kg/m3)．类型3平衡法算浮力4．(梅州中考)如图所示，已知重为10N的长方体木块静止在水面上，浸入在水中的体积占木块总体积的eq\f(4,5).(g取10N/kg)(1)求木块所受到的浮力大小；(2)若木块下表面所处的深度为0.2米，求木块下表面受到水的压强；(3)若要将木块全部浸没水中，求至少需要施加多大的压力．5．(潍坊中考)如图甲所示，水平面上有一底面积为5.0×10－3m2的圆柱形薄壁容器，容器中装有质量为0.5kg的水．现将一个质量分布均匀、体积为5.0×10－5m3的物块(不吸水)放入容器中，物块漂浮在水面上，物块浸入水中的体积为4.0×10－5m3.(g取10N/kg，水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3)(1)求物块受到的浮力大小；(2)求物块的密度；(3)用力缓慢向下压物块使其恰好浸没在水中(水未溢出)如图乙，求此时水对容器底的压强．答案1．(1)小球受到水的浮力：F浮＝G－F拉＝4.2N－1.7N＝2.5N(2)由F浮＝ρ水gV排得：小球排开水的体积：V排＝eq\f(F浮,ρ水g)＝eq\f(2.5N,1.0×103kg/m3×10N/kg)＝2.5×10－4m3由于小球的一半体积浸没在水中时，则小球体积：V＝2V排＝2×2.5×10－4m3＝5×10－4m3(3)小球浸没在水中所受的浮力：F浮′＝ρ水gV排′＝1×103kg/m3×10N/kg×5×10－4m3＝5N＞4.2N，即F浮′＞G，所以，小球浸没在水中所受的浮力大于其重力，放手后，不能悬浮在水中，会上浮．2.(1)由图像知，当h＝0时，此时测力计的示数等于金属柱的重力所以G＝10N当金属柱有一半的体积浸在液体中时即当h1＝eq\f(1,2)h＝eq\f(1,2)×8cm＝4cm时的拉力F1＝6N所以F浮1＝G－F1＝10N－6N＝4N(2)当金属柱有一半的体积浸在液体中时，物体排开液体的体积：V排1＝S物h1＝40cm2×4cm＝160cm3＝1.6×10－4m3由F浮＝ρ液gV排得：ρ液＝eq\f(F浮1,gV排1)＝eq\f(4N,10N/kg×1.6×10－4m3)＝2.5×103kg/m3(3)由ρ＝eq\f(m,V)得液体的质量：m液＝ρ液V液＝2.5×103kg/m3×100×10－4m2×0.16m＝4kg容器和液体的总重力：G总＝(m容器＋m液)g＝(0.4kg＋4kg)×10N/kg＝44N当金属柱的一半浸入液体中时，对地面的压力：F＝G总＋F浮1＝44N＋4N＝48Np＝eq\f(F,S)＝eq\f(48N,100×10－4m2)＝4.8×103Pa3.(1)正方体M的质量m＝eq\f(G,g)＝eq\f(20N,10N/kg)＝2kg体积为V＝L3＝(10cm)3＝1000cm3＝1×10－3m3所以，密度ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(2kg,1×10－3m3)＝2×103kg/m3(2)由于用细绳悬挂放入水中，有eq\f(1,5)的体积露出水面，则：V排1＝(1－eq\f(1,5))V＝eq\f(4,5)×1×10－3m3＝8×10－4m3受到的浮力为：F浮1＝ρ水gV排1＝1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10－4m3＝8N设M放入水中后水深为h′，则有Sh′＝Sh＋V排1则h′＝h＋eq\f(V排1,S)＝0.12m＋eq\f(8×10－4m3,200×10－4m2)＝0.16m此时水对容器底部的压强：p＝ρ水gh′＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m＝1.6×103Pa(3)原来石块M浸入水中深度为h1＝(1－eq\f(1,5))L＝eq\f(4,5)×10cm＝8cm水面下降2cm时正方体M浸入水中深度为h2＝h1－2cm＝8cm－2cm＝6cm则V排2＝h2L2＝6cm×(10cm)2＝600cm3＝6×10－4m3F浮2＝ρ水gV排2＝1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10－4m3＝6N当绳子刚被拉断时有：Fmax＋F浮2＝G所以细绳能承受的最大拉力Fmax＝G－F浮2＝20N－6N＝14N4.(1)因为木块漂浮在水面上，所以受到的浮力F浮＝G木＝10N(2)所处0.2m水深度木块的下表面受到的压强：p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m＝2000Pa(3)根据F浮＝ρ水gV排可知，浸入水中的体积即为排开液体的体积：V排＝eq\f(F浮,ρ水g)＝eq\f(10N,1.0×103kg/m3×10N/kg)＝1×10－3m3因为V排＝eq\f(4,5)V木所以V木＝eq\f(5,4)V排＝eq\f(5,4)×1×10－3m3＝1.25×10－3m3木块全部浸没时受到水的浮力：F′浮＝ρ水gV木＝1×103kg/m3×10N/kg×1.25×10－3m3＝12.5N因为F浮′＝G木＋F所以压力F＝F浮′－G木＝12.5N－10N＝2.5N5.(1)已知V排＝4.0×10－5m3则F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10－5m3＝0.4N(2)由于物块漂浮在水面上，则物块的重力G＝F浮＝0.4N物块的质量m＝eq\f(0.4N,10N/kg)＝0.04kg物块的密度ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(0.04kg,5.0×10－5m3)＝0.8×103kg/m3(3)由ρ＝eq\f(m,V)，得水的体积为V水＝eq\f(m水,ρ水)＝eq\f(0.5kg,1×103kg/m3)＝5×10－4m3使