2023年中考物理复习：与浮力有关的计算（教师版）

2023年中考物理热点复习：与浮力有关的计算(精讲)

知识梳理

浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)向上托的力，这个

定义

力叫作浮力。

方向总是竖直向上

产生浸没在液体中的物体,其上、下表面受到液体对它的压力不同,其上、

原因下表面存在压力差，即F浮=F下去面一F上表面。

浮力

影响物体在液体中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的体积和液体的密度

因素有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。

(1)用弹簧测力计测物体所受的重力G；(2)将物体悬挂于弹簧测力计

称重法

下,读出物体浸在液体中时弹簧测力计的示数F。(3)物体受到的浮力

测浮力

为F浮=G-Fo

浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受

内容

阿基到的重力。

米德公式F浮=G排=mj∣tg=P浓gvft

原理适用

阿基米德原理不仅适用于液体,也适用于气体。

范围

物体

物体浮沉

的浮条件

沉条

件及

应用(1)轮船:通过做成空心来增大可利用的浮力。

(2)潜水艇:通过改变自身的重力来实现上浮或下沉。

应用

(3)气球和飞艇：内部充的是密度小于空气的气体

(4)密度计:在任何液体中都处于漂浮状态o

方法总结

计算浮力的方法:

J

oK

-r

-∙

.称重法：⅜-∙

1>∙

⅛∙2

i3

F.

i4

Ir

.;

J-S

"L

O

r

2

3R-

1vf

4-

5ɛ

-

~

FX='A

r⅛

适用于在液体中下沉的物体，已知物体受到的重力和在液体中受到的拉力

2.压力差法

IF上

适用于形状规则的物体，且能计算出上下表面受到的液体压力

3.阿基米德原理法

尸*=C*=胴#⅛r=p*gr/

普遍适用的浮力计算方法。

注意：浸没在液体中的物体VHV打，漂浮的物体V排＜v物

4.平衡法：L

尸大甲除

尸*=G*=n⅛gG*

适用于漂浮或悬浮的物体，已知物体的质量或重力。

典例讲解

例L一个正方体铁块，在水下某深度时，上表面受到15N压力，下表面受到20N压力，则铁块

受到浮力是N；当铁块下沉到某位置时，上表面受到的压力增大至20N,下表面受到

的压力是N,此时铁块上、下表面的压力差是No

【分析】(1)首先从浮力产生的原因来考虑，利用公式F浮=F下表面-F上表面计算浮力的大小;

(2)当铁块下沉到某位置时，由于液体的密度和排开液体的体积保持不变，所以铁块受到的

浮力保持不变，再利用公式F下表面=F浮+F上表面计算下表面受到的压力大小，进而可求此时铁

块上、下表面的压力差。

【解答】解：(1)由题知，F下表而=20N,F上表面=15N，

根据浮力产生的原因可得，铁块受到浮力：F浮=F下表面-F上表面=20N-15N=5N;

(2)液体的密度和铁块排开液体的体积保持不变，

所以根据F浮=P浪gVjt可知，铁块受到的浮力保持不变，

当上表面受到的压力增大为20N时，

下表面受到的压力为：F下表面'=F浮+F上表面'=5N+20N=25N;

此时铁块上、下表面的压力差是F下表面'-F.而'=25N-20N=5N°

故答案为：5；25；5»

例2.根河源湿地公园是国家级自然保护区，湿地公园内野生动植物资源丰富，如图所示是正在

水面嬉戏的野鸭的照片，已知，这只野鸭的质量是600g,每只脚掌受力面积为12cn?,求：

(1)野鸭受到的浮力：

(2)野鸭在水面以下的体积；

(3)野鸭上岸后，双脚站立时对水平地面的压强。

【分析】(1)野鸭漂浮在水上，漂浮时，物体的浮力等于重力，根据F浮=G=mg求出浮力的

大小；

(2)根据F浮=PzκgV俳求出野鸭在水面以下的体积：

(3)野鸭上岸后，双脚站立时对水平地面的压力等于自身重力，根据P=I求出对水平地面

的压强。

【解答】解：(1)野鸭野鸭漂浮在水面上，所以野鸭受到的浮力为：

F浮=G=mg=600X10'3kg×10N∕kg=6N；

(2)由F浮=P水gV排可得野鸭在水面以下的体积:

VIt=■∙—⅜-=------------------郎------------=6×10^4m3；

P水g1.0×103kg∕m3×10N∕kg

(3)野鸭上岸后，双脚站立时对水平地面的压力等于自身重力，即F=G=6N,

则对水平地面的压强：

P=E=----------------------=2500Pa。

S2×12×10^4m2

答：(1)野鸭受到的浮力为6N；

(2)野鸭在水面以下的体积为6X104nι3;

(3)野鸭上岸后，双脚站立时对水平地面的压强为2500Pa0

【分析】(1)物体A浸没在水中时排开水的体积和自身的体积相等，根据F浮=PJggV排求出

物体受到的浮力；

(2)根据G=mg求出物体A的重力，物体A受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、绳子

的拉力作用处于平衡状态，根据物体A受到的合力为零得出等式即可求出绳子对A的拉力；

(3)比较物体受到的浮力和重力关系得出剪断细线后物体的状态，根据漂浮条件求出此时物

体受到的浮力，根据F浮=Pa5gVW求出此时物体排开水的体积，与A的体积比较即可求出A

露出水面的体积；

(4)根据A露出水面的体积求出水面下降的高度，利用Ap=P水gAh求出水对容器底的压

强的变化量。

【解答】解：(1)物体A浸没在水中时，排开水的体积：

V捧=V=500Cm3=5XIO4m3,

则物体受到的浮力：

43

F浮=P水gV排=1.0Xl()3kg∕m3χ10N∕kg×5×10m=5Ni

(2)物体A的重力：

G=mg=400×103kgX10N∕kg=4N,

因物体A受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、绳子的拉力作用处于平衡状态，

由物体A受到的合力为零可得：F浮=G+F报，

则绳子对A的拉力：F拉=F浮-G=5N-4N=1N;

(3)由F浮＞G可得，剪断细线后物体上浮，最终漂浮，

此时物体受到的浮力：F浮'=G=4N,

此时物体排开水的体积：V徘'=⅛—=------------组-------------=4×10-4m3,

P水g1.O×103kg∕m3×10N∕kg

434343

则Vsg=V排-Vfl√=5×10'm-4×10m=l×10m,

(4)水面下降的高度：∆h=⅛=1X104m3=O.Olm,

S100×10-4m2

33

水对容器底的压强的变化量：∆p=p*gʌh=1.0X10kg∕m×1ON/kgX0.01m=1OOPaa

答：(1)物体受到的浮力为5N；

(2)绳子对A的拉力为1N；

(3)剪断细线，待物体A静止，A露出水面的体积为IXIOym3；

(4)剪断细线，待物体A静止，水对容器底的压强的变化量为IooPa。

例3.将一石块挂在弹簧测力计下，测力计示数为25N,浸没在水中，测力计示数为15N；将它

浸没在某种液体中，它受到的浮力为8N,求：

(1)石块的体积是多少？

(2)液体的密度是多少？

【分析】(1)利用称重法求石块浸没在水中受到的浮力，利用阿基米德原理的变形公式即可求

出排开水的体积(石块的体积)；

(2)根据阿基米德原理的变形公式求液体的密度。

【解答】解：(1)根据称重法可知石块在水中受到的浮力：F浮=G-F=25N-15N=10N;

由F浮=pgV挂可知：

石块的体积V=V排=-⅛-=---------ɪθɪiɪ.------------=1×10^3m3;

33

P水g1.0×10kg∕m×10N∕kg

(2)石块浸没在某种液体中受到的浮力：Fi√=8N；

由F浮=P⅛gV排得：

33

液体的密度p波=——=----------ɪɪʒ---------------=0.8×10kg∕mo

V排g1.0×10^3m3×lON/kg

答：(I)石块的体积是IXlO-3∏Λ

(2)液体的密度是0.8Xl()3kg∕m30

例4.装有水的圆柱形容器静止在水平桌面上，容器底面积为100cm2,用细线拉着物体A浸没

在水中，如图所示。已知物体A的质量400g,体积500cm3,p⅛≈1.0×103kg∕m3,g¾1ON/kg,

求：

(1)物体受到的浮力？

(2)细线对A的拉力？

(3)剪断细线，待物体A静止，A露出水面的体积？

(4)剪断细线，待物体A静止时，水对容器底的压强较细线剪断前减小多少？

【分析】(1)物体A浸没在水中时排开水的体积和自身的体积相等，根据F浮=PiSgV排求出

物体受到的浮力；

(2)根据G=mg求出物体A的重力，物体A受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、绳子

的拉力作用处于平衡状态，根据物体A受到的合力为零得出等式即可求出绳子对A的拉力；

(3)比较物体受到的浮力和重力关系得出剪断细线后物体的状态，根据漂浮条件求出此时物

体受到的浮力，根据F浮=PiftgV排求出此时物体排开水的体积，与A的体积比较即可求出A

露出水面的体积；

(4)根据A露出水面的体积求出水面下降的高度，利用Ap=P水gAh求出水对容器底的压

强的变化量。

【解答】解：(1)物体A浸没在水中时，排开水的体积：

343

Vft=V=500cm=5×10m,

则物体受到的浮力：

3343

F浮=P⅛gVtt=1.0×10kg∕m×10N∕kg×5×10-m=5N;

(2)物体A的重力：

G=mg=400×10'3kg×10N∕kg=4N,

因物体A受到竖直向上的