第4讲 浮力综合（原卷版）

第4讲浮力综合[知识目录]模块一：浮力的计算方法 1模块二：浮力与压强 4模块三：液面变化问题 6【巩固训练】 8[知识掌握]模块一：浮力的计算方法1.浮力计算的方法（1）二次称量法：F浮=；（2）阿基米德原理法：F浮=G排==；（3）压力差法：F=；（4）漂浮或悬浮条件：F浮=。（2022秋•西湖区校级期中）如图甲所示，均匀柱状石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以0.5m/s的恒定速度下降，直至全部没入水中。图乙是钢绳拉力F随时间t变化的图像。若不计水的阻力，g取10N/kg，则下列说法不正确的是（）A．石料的质量为140kg B．石料恰好完全浸没时所受浮力为500N C．石料的密度为1.8×103kg/m3 D．该石料立于水平地面上时对地面的压强为2.8×104Pa（2021秋•杭州期中）港珠澳大桥是连接香港、珠海、澳门的超大型跨海通道，大桥在水下施工时，要向水中沉放大量的施工构件。现将边长2m的正方体沉入水中，在下沉过程中，其下表面到水面的距离为h（如图甲），钢绳拉力、物体所受浮力随着h的增大而变化（如图乙）。下列选项说法正确的是（ρ水＝1.0×l03kg/m3，g＝10N/kg）（）A．表示正方体构件所受浮力变化的图像是① B．该构件浸没在水中所受浮力为4×104N C．该正方体构件的质量为16吨 D．该构件的密度是1.5×103kg/m3（2022秋•诸暨市期中）如图是小宝研究弹簧测力计的示数F与物体A下表面离水面的距离h的关系实验装置，其中A是底面积为25cm2的实心均匀圆柱形物体，用弹簧测力计提着物体A，使其缓慢浸入水中（水未溢出），得到F与h的关系图像如图中实线所示。（g＝10N/kg）（1）物体A重为3N，将它放在水平桌面上时对桌面的压强为多少帕？（2）完全浸没时，A受到水的浮力及密度为多少？（3）小宝换用另一种未知液体重复上述实验并绘制出如图中虚线所示图像，则该液体密度为多大？（2022秋•永康市期末）小杭同学有一张总体积为0.3平方米的质量分布均匀的长方体塑料泡沫床垫，将其放入水中时，床垫有1/5体积浸没在水中，求：（1）此时床垫受到的浮力多大？（2）床垫的密度是多少？模块二：浮力与压强1.对容器底部的压力F，则F=；F=；2.台秤问题将物体放入台秤上盛水的烧杯中时，烧杯中液面上升，台秤示数，弹簧测力计示数减小，且增大和减小的数值，均为。（2023•杭州模拟）在弹簧测力计下挂一实心圆柱体，圆柱体的下表面刚好接近水面（未浸入）如图甲，然后将其逐渐浸入水中，弹簧测力计示数随圆柱体下表面逐渐浸入水中深度的变化情况如图乙。（g取10N/kg）（1）圆柱体受到的最大浮力；（2）圆柱体的密度；（3）若圆柱形容器的底面积是5cm2，由于圆柱体的完全浸没，水对容器底部的压强增大了多少？（2021•拱墅区模拟）如图所示，圆柱形容器底面积是200cm2，里面装有水，水深为0.5m，水中有一个不吸水的实心塑料块被细线系着，塑料块的体积为5×10﹣3m3，塑料块的密度为0.6×103kg/m3，g＝10N/kg，试求：（1）此时塑料块受到的浮力是多大？（2）此时绳子的拉力。（3）绳子剪断前后水对容器底的压强变化了多少？（2023春•定海区校级月考）如图甲所示，正方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下，从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动，直到距水面上方一定高度处。图乙是绳子拉力F随时间t变化的图像。根据图像信息判断，下列说法正确的是（）A．该金属块重力的大小为34N B．浸没在水中的金属块受到的浮力大小是54N C．该金属块的体积是2×10﹣3m3 D．在t1至t2时间段金属块底部所受液体的压强逐渐增大（2023春•西湖区校级月考）如图所示，有个足够大的水池，在其水平池底以不同的方式放置一个木块，木块规格为1米×1米×2米，密度为0.6×103千克/米3。（1）木块的重力是多少牛？（2）未注水时，甲中木块对水平池底的压强为多少帕？（3）甲、乙两种放置方式，往水池内加水，木块漂浮时，木块排开水的体积甲乙（选填“＜”、“＝”、“＞”）。（4）当乙水池内注水深度达到0.8米时，求乙中木块所受的浮力。模块三：液面变化问题1.冰块熔化问题（1）若冰块在密度与水相同的液体中融化，液面；（2）若冰块在密度比水大的液体中融化，液面；（3）若冰块在密度比水小的液体中融化，液面；（4）若冰块中含有木块、蜡块等密度小于水的物体，冰融化后液面；（5）若冰块中含有铁块、石块等密度大于水的物体，冰融化后液面。2.小船抛物问题若由船中取出放入水中，则排开水的体积也不变，木块在船中和水中都是漂浮的，将小船中的木块抛入池水中，水面高度；下沉的物体浮力小于重力，放入小船中，与小船漂浮，浮力等于重力，物体排开水的体积，若由船中取出放入水中，则排开水的体积，石块在水中下沉，在船中漂浮，所以将小船中的石块抛入池水中，水面高度。（2023•萧山区校级二模）如图所示，用细绳将一物体系在装有水的薄壁柱形容器底部，浸没。物体所受浮力为10N，容器底面积50cm2，若不计绳重：（1）求物体的体积；（2）若细绳对物体的拉力为4N，求物体的密度；（3）若剪断细绳，容器液面高度如何改变？请简要说明。（2022秋•滨江区校级期中）将冰块放在浓盐水中，液面位置如图所示，若冰完全熔化，杯中液面高度将（填“上升”、“下降”或“不变”，下同）；该浓盐水的密度为1.2g/cm3，露出水面的冰块体积是冰块体积的几分之几？。（冰的密度为0.9g/cm3）（2020秋•富阳区校级期中）如图一体积为V的冰块漂浮在水面上，已知ρ冰＝0.9×103kg/m3，不考虑水的蒸发，当冰块完全熔化后：（1）液面将（选填“上升”、“下降”、“不变”）；（2）运用有关知识证明你的观点。（2022秋•余姚市校级期中）将一冰块用细线拴住慢慢地浸入到酒精中，直至如图所示状态，并保持竖直悬挂，在冰块从空中浸入到酒精的过程中，台秤的读数将（选填“增大”、“减小”或“不变”）；在冰块熔化过程中，容器内液面将（选填“升高”、“降低”、“不变”），台秤的读数将（选填“增大”、“减小”或“不变”）。（已知：冰的密度为0.9×103kg/m3，酒精的密度为0.8×103kg/m3；整个过程中无液体溢出。）【巩固训练】一．选择题（共5小题）1．（2020秋•越城区期中）如图所示，四个相同的容器内水面一样高，a容器内只有水，b容器内有木块漂浮在水面上，c容器内漂浮着一块冰块，d容器中悬浮着一个空心球。则下列四种说法正确的一组是（）①每个容器的总质量都相等②b容器中再倒入酒精后，木块在液面下的体积减小③c容器中冰块熔化后水面高度升高④d容器中再倒入酒精后，小球将下沉。A．①④ B．③④ C．①② D．②④2．（2022秋•余杭区期中）在盐水中漂浮着一个冰块，等冰块熔化后，液面会如何变化？（）A．液面会下降 B．液面不发生变化 C．液面会上升 D．要视冰块的质量而定3．（2022秋•滨江区校级期中）某同学用石块、细线、弹簧测力计，烧杯，水和食盐等器材，进行如图所示的实验探究。下列说法正确的是（）A．石块在盐水中受到的浮力是0.8N B．石块在水中受到的浮力大小为1.2N C．石块浸没在水中时，排开水的体积为1.2×10﹣4m3 D．丙图中盐水的密度为1.2×103kg/m34．（2022秋•下城区校级月考）把一个小球轻轻放入盛有水的杯子里，溢出了0.5N的水，则小球受到的浮力（）A．一定等于0.5N B．一定大于0.5N C．大于或等于0.5N D．小于或等于0.5N5．（2022春•鄞州区校级月考）用弹簧测力计竖直挂一铁球，当铁球露出水面23体积时，弹簧测力计示数为4N；当铁球浸入水中1A．18N B．14N C．8N D．10N二．计算题（共1小题）6．（2023•瓯海区二模）2021年4月25印度尼西亚的一艘排水量1390吨的潜艇在海下300m处断裂，通过水下搜索发现了海面下850m处的失事潜艇。应印方要求，我国派出排水量为7000吨的军舰协助施救。发现水下有一块排水体积为20m3的残骸，假设残骸被军舰上的起重机匀速向上拉起。已知海水密度为1.03×103kg/m3。求：（1）此潜艇残骸在海底受到的浮力多大？残骸向上拉的过程中（未出水）浮力（填“变大”、“变小”或“不变”）。（2）已知起重机的拉力为1.2×106N，求该残骸的密度。三．解答题（共2小题）7．（2022春•下城区校级月考）如图甲为一个底面积为S0的圆柱形容器，内部装有深度为h1密度为ρ的水，图乙为一边长为a的正方体木块，图丙为一质量为m的正方体冰块。请用题中物理量符号推导：（1）将木块放入容器内的水中，木块漂浮，木块上表面到水面距离为h2，则木块密度为；（2）将冰块放到（1）中漂浮的木块上，此时容器中水面又将升高的高度Δh＝；（水不溢出，块仍然漂浮）（3）请推导说明（2）中冰块熔化后，圆柱形容器中液面升降情况。8．（2020秋•浦江县期末）