浮力计算专题

方法浮力计算专题方法四种计算方法：思路思路一、中考浮力计算1、（2022杭州中考）（7分）小金利用厚度均匀的合金板（厚度为1cm），制作了一个无盖的不漏水的盒子。成品尺寸如图所示，质量为1440g。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：（1）盒子开口朝上放在水平地面上对地面的压强；___________（2）合金板的密度；___________（3）将盒子开口朝上，缓慢放入水中，当盒子上沿与水面齐平时松手（水足够深），盒子稳定后在水中的浮沉情况为___________（选填“漂浮”或“沉底”），通过计算说明理由。___________【答案】①.②.③.沉底④.见解析2、（2021年杭州中考）（7分）小金把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗。他先将一个重为10N的空桶漂浮在水面上，然后将池底的鹅卵石捞出放置在桶内，桶仍漂浮在水面。（不考虑捞出过程中带出的水，ρ=1.0×103kg/m3）（1）空桶漂浮在水面时所受浮力大小。_____（2）鹅卵石捞出放置在桶内时，水池水面高度与鹅卵石未捞出时相比会___________（选填“上升”、“下降”或“不变”）。若此时桶排开水的体积为6.0×103m3，求桶内鹅卵石的质量。_____【答案】①.10N②.上升③.5kg3、（7分）如图甲、乙所示，水平桌面上有两个高为30cm的柱形容器，现将两个完全相同的圆柱形金属块(重120N、高20cm、底面积100cm²)分别置于柱形容器底部。其中，乙图的金属块与容器底部之间用少量蜡密封(不计蜡的质量)。取g=10N/kg。(1)计算甲图中金属块对容器底部的压强。(2)乙图中，向容器内加水至液面高度为10cm，求金属块对容器底部的压力。(取大气压强p0=1.0×105Pa)(3)若向甲图中容器内加水，画出从开始加水至容器装满水的过程中金属块对容器底部压力F随容器中液面高度h变化的图像(需标注相应的数据)。【答案】(1)1.2×104Pa

(2)1120N

(3)如图【知识点】有关压强的计算【考查能力】压强的应用【解析】(1)S=100cm²=1X102m²，（2）F乙=G+F大气=G+p0S=120N+1.0×105Pa×1×102m2=1120N(3)如图4、（6分）如图所示，将密度为克/厘米3、高度为10厘米、底面积为20厘米2的圆柱体放入底面积为50厘米2的容器中，并向容器内加水。（g取10牛/千克）

（1)当水加到2厘米时，求圆柱体对容器底的压力大小。

（2)继续向容器中加水，当圆柱体对容器底压力为0时；求图柱体在液面上方和下方的长度之比。5、（6分）“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为0米20千克。“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大？若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的，则至少注入多少立方米的水？海水密度取003千克/米，g取10/千克）（1）浮Gmg2210kg10N/kg2.210N3 5（2）下沉时，完全浸没，有V排V船此时F浮ρ海gV排1103kg/m310N/kg30m33105N满载 G mg22103kg240kg10N/kg222400N105满载 G注水

G

3105N2.224105N7.76104N6、（6分）小金学了浮力的知识后，想制造一台浮力秤。他将一段密度为0.5×103千克/米3，粗细均匀的木料，先进行不吸水处理，再将其竖立第34题图水中，如图所示。这段木料长为40厘米，横截面积为米2，其上第34题图表面可以作为秤盘（g=10牛/千克），问：(1)质量为0的刻度线的位置在哪里？(2)距离上表面10厘米处的刻度对应的质量为多少？(1)方法1：将这段木块竖直漂浮于水中，水面与木块相切处即为零刻度线位置方法2：∵漂浮∴F浮=G木又∵F浮=ρ水gV水，G木=ρ木gV木，∴ρ水gSh=ρ木gSL，∴h=eq\f(ρ木,ρ水)L=eq\f(0.5×103kg/m3,1.0×103kg/m3)×40cm=20cm，离下表面竖直距离20cm处为零刻度线位置(2)设距离上表面10厘米处的刻度对应的质量为mF’浮=G水+mgF’浮=ρ水gV’水=ρ水gSh’=1.0×103kg/m32－0.1)m=300NG木=m木g=ρ木V木g=ρ木SLg=0.5×103kg/m32×0.4m×10N/kg=200Nm=eq\f(F’浮－G木,g)=eq\f(300N－200N,10N/kg)=10kg二、模考浮力计算7、（2022保俶塔一模）(7分)如图所示，浸没在水中一定深度的金属铝块A，质量为27kg，现用重为10N的动滑轮缓慢匀速提升铝块，若不计摩擦和绳重，g＝10N/kg，ρ铝＝2.7×103千克/米3。请计算：（1）浸没在水中一定深度的金属铝块所受浮力是多少？（2）若将物体A从图示位置缓慢匀速提升1m，此过程中铝块未露出水面，拉力F做的功是多少？（3）若将铝块从图示位置缓慢匀速提升至全部露出水面一定高度，请在图中画出拉力F与上升高度h的变化关系图像。100牛180J8、（2022西湖区一模）分300.05立方米（3） (选填“氦气球大”或“空气球大”或“一样大”)。计算该铝膜气球充满氮气时，受到的浮力大小。小金査阅资料发现，气球飞不起来是因为沾上太多的水。气球充满氦气时，要确保气球仍能飞起，沾上水的质量不能超过多少？（1）一样大（2）0.645N（3）9、（2022年上城区一模）（7分）在一个重力为的容器中注入15N的水，将一体积为200cm3、密度为3的物体（不会吸水），用轻绳固定使之浸没在水中，如图所示。（1）绳子受到的拉力为，桌面受到的压力为。（2）剪断绳子后物体上浮至水面后静止，请计算物体露出水面的体积。（1）0.2N;26N（2）20cm310、（2022年萧山区一模）（7分）在2020东京奥运会上，全红婵获得女子10米跳台金牌，已知她的体重为35kg，体积为3。（不考虑空气阻力）（1）全红婵入水后受到的最大浮力是多少？（2）入水后受到的平均阻力（含浮力）为其体重的3倍，她在跳台上起跳至最高处距离水面11米，从最高处下落的整个过程中，假如重力所做的功全部用来克服入水后水的阻力所做的功，则池水至少要多深才能保证人体不触池底？（结果保留一位小数）【解析】（1）F浮=ρ液gV排=1000kg/m33=350N（2）如图所示，设水池的最小深度为h2根据能量守恒可得mg（h1+h2）=F阻·h2……①人在水中受到的阻力F阻=3mg……②联立①②可得：mg（h1+h2）=3mg·h2解得：h2=（1/2）h1=（1/2）×11m=5.5m11、（2022滨江区一模）图甲是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔，如图甲所示。图乙是简化模型图。水平轻质杠杆MN的力臂L1，距右端L2。在杠杆左端悬挂质量为2kg的物体A，右端挂边长为10cm的正方体B完全浸没于水中，此时杠杆平衡。求：（1）B物体受到的浮力（2）B物体的密度（3）在杠杆M端施加拉力F使物体B恰好完全离开水面时，F=N。【答案】（1）物体B的体积为V=a3=（）33；

物体B浸没在水中受到的浮力：F浮=ρ液gV排=103kg/m33=10N；（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：2kg×10N/kg×0.5m=FN；

解得：FN=50N；

则物体B的重力：GB=FN+F浮力=50N+10N=60N；

则B的密度：ρ=G（3）4【考点】密度公式的应用；二力平衡的条件及其应用；阿基米德原理；杠杆的平衡条件【解析】【分析】（1）根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算B受到的浮力；

（2）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算出N端绳子的拉力FN，再根据GB=FN+F浮力计算出B的重力，最后根据公式ρ=GgV计算B的密度；

（3）当物体B完全离开水面后，N端受到的拉力等于B的重力，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L【解答】（3）当物体B完全离开水面后，N端受到的拉力等于B的重力，

根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：（2kg×10N/kg+F）；

解得：F=4N。12、（2022年拱墅区一模）如图所示为“独竹漂"的表演场景，表演者手持竹竿立于楠竹之上，用竹竿划水前行。若表演者脚下楠竹的质量为12kg，此时排开水的体积为3。(ρ水=1.0×103kg/m3，g=10Nkg)（1）表演者用竹竿向后划水，楠竹与人便向前行，这是因为。（2）楠竹受到的浮力为多少？（3）表演者和手中竹竿受到的总重力为多少？（1）力的作用是相互的。（2）解：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m33=700N（3）解：F浮=G总+G楠竹=G总+m楠竹gG总=F浮m楠竹g=700N12kg×10Nkg=580N13、（2022临平区一模）(7分)如图甲是一种抽水马桶。冲水原理如图乙，出水阀打开，水箱中的水减少，空心铜球就在重力作用下，随着水位下降而向下运动，通过金属杆AB绕O点转动，向上拉动进水管阀门，使水能通过进水管进入水箱；当出水阀关闭，随着不断进水，水箱中的水位不断上升，空心铜球随着向上运动，当金属杆处于水平位置时，空心铜球恰好浸没，把进水管阀门堵严，不再进水。已知进水管阀门的受力面积是24mm2，能承担的最大压强是5×105Pa，金属杆AB能绕O点转动，其质量及形变可忽略不计。重力和浮力认为作用在铜球的重心C，空心铜球体积为220cm3，AB长216mm，AO长24mm。水箱不再进水时，水箱中水的深度为20cm，水箱的底部面积为200cm2。(g=10N/kg)试求：(1)空心铜球浸没时所受的浮力是多大?(2)空心铜球的最大质量是多少?(3)水箱不再进水时，水箱底部受到水的压力是多少?解(1)铜球完全浸没时受到的浮力F浮=ρ水gV球=1×103kg/m3×10N/kg×220×10−6m3=2.2N（2分）（2）受力如图所示：A处受到水向上的压力F1=p水S=5×105Pa×24×10−6m2=12N（1分）由杠杆平衡条件可得F1×OA=FB×OB则浮球受三个力作用平衡，即F浮=FB+G则铜球的重力G=F浮−FB−1.5N=0.7N（1分）空心铜球的质量（1分）(3)P=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×20×102m=2×103PaF=PS=2×103Pa×200×104m2=40N（2分）14、（2022钱塘区二模）621年4月38110009000300（ρ1．0x103kg/m3，g潜以小水漂浮，开水体为 米3。2500（1）9000m3(2)G=1.15×108NF浮=1.1×108N15、（2022年保俶塔二模）中国研制的“鲲龙”AG600是目前世界上最大的水陆两栖飞机，可用于森林灭火、水上救援等，其有关参数如表所示。在某次测试中，飞机在水面以12m/s的速度沿直线匀速行驶，此时水平动力的功率为2.4×106W。求：“鲲龙”AG600有关参数最大起飞质量最大巡航速度500km/h最大航行时间12h最人航行路程4500km（1）飞机以最大巡航速度飞行4000km所用的时间；（2）飞机在水面匀速行驶时，水平动力的大小；（3）达到最大起飞质量时的飞机关闭动力系统静止在水面上，飞机受到的浮力及排开水的体积。（1）飞机以最大巡航速度飞行4000km所用的时间：t=s（2）飞机水平行驶时的动力：F=P（3）飞机在水面漂浮，

则它受到的浮力等于重力，即F浮=G=mg=53.5×103kg×10N/kg=535000N；

飞机排开水的体积：V排16、（2022年滨江区二模）国之重器一新光华号半潜船，为10万吨级半潜船，是国内最大、全球第二大半潜船。该轮船总长255米，宽68米，下潜吃水深度米，空载时的质量为51500吨，载重量为98000吨。全船有118个压载水舱，每一个压载水舱都有一个阀门。装载前半潜船空载漂浮于海面，装载时需向船体水舱注水，船体重力增加，巨大的甲板下沉至海面以下，拖船将漂浮的货物拖至半潜船的甲板上方并固定好，半潜船排出水舱中的水，甲板上浮刚好至海面，半潜船就可以驮着货物离开，如图所示。（1）半潜船是靠改变什么来实现上浮和下沉的？（2）求半潜船空载时浸入海水的体积。（海水密度为1.03×103千克/米3）（3）半潜船在如图所示空载、下沉、载货的三种状态下所受的浮力分别为F1、F2、F3，分析比较它们的大小关系。（1）根据“装载时需向船体水舱注水，船体重力增加，巨大的甲板下沉至海面以下”可知，半潜船是靠改变水舱里面水的多少，也就是改变自身重力实现下沉和上浮的。（2）半潜船空载时的质量为51500吨，

则它受到的浮力F浮=G；

ρ液gV排=mg；

ρ液V排=m；

即：V排（3）根据图片可知，半潜船排开水的体积：V空载<V载货<V下沉，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，它受到的浮力F1<F3<F2。17、（2023余杭一模）(6分)如图甲所示，水平放置的方形容器里有一个重为8N、棱长为10cm的正方体物块M，M与容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器内注水，容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示。.请回答下列问