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文档简介
专题08浮力的四种计算方法
.命题趋势
一
浮力计算是学生们学习过程中的难点,也是中考中必考内容之一。由于涉及到浮力的计算方法
比较多,往往又不是单纯的只用一种方法计算,所以加大了学习的难度,灵活运用四种方法计
算浮力是突破浮力计算的关键。考试中主要以选择、填空、计算题的形式考查,大多属于中等
偏难的题目,失分率往往很高。
»重难诠程
.-1_I----一
1、压力差法:Fs=F向上-F向下
(1)物体浸在液体中,上表面受到液体向下压强(压力),下表面受到向上的压强(压力),由于液体压
强随深度的增加而增大,所以物体上、下表面就会形成一个压强差(压力差),这个压强差使得物体上下
表面有压力差,这就是浮力,即F^F向上-F向下。浮力实质是一个合力,在受力分析时,我们用浮力代替了
上、下表面的压力,这样使得问题更简单了。
(2)当物体漂浮时,上表面露出液面,不受液体的压力,即F向下=0,所以F所F同上,也就是说物体受到的
浮力就等于液体对物体下表面的压力。注意压力差法一般适用于浸入液体的物体是形状规则的物体或已知
液体压力。
2、称重法:F斫G-F示
(1)将物体挂在测力计下,当静止时测力计显示的就是物体的重力G,再把物体浸在液体中,测力计示数
为F示,此时物体所受的浮力F所G-F示,实际上弹簧测力计两次读数之差就是浮力。
(2)使用称重法测量整个物体受到的重力时,需将物体浸没在液体中,这就需要使物体的密度大于液体密
度,否则就不能采用这种方法测浮力。
3、原理法:Fff=PgV#
(1)根据阿基米德原理,浮力的大小等于它排开液体所受的重力,即F^G排液,而排开液体的重力G(«=m
排流g=P»jV排g,所以F浮=P;8gV排。原理法普遍适用于任何物体求浮力。
(2)当物体浸没时,Vffl=V«;当物体部分浸入时,V排与物-V需〈V物;当物体有工浸入液体中时,VM-V
nn
物;当物体浸入液体深度为h濠时,V排=5物卜澧;当物体浸入后,液面升高了V排=5容411。
4,平衡法:F浮=6物
(1)当物体漂浮和悬浮时,物体处于静止状态,此时物体受到竖直向下的重力和竖直向上浮力,根据二力
平衡可知:FS=G平衡法只适用于漂浮或悬浮的物体。
(2)求一个物体受浮力大小时,首先要判断物体所处的状态,是漂浮、悬浮还是沉底,不同的状态,物体
受的浮力不同。
5、称重法与原理法结合计算浮力
(1)考试中往往不是单纯的考查用某一种方法计算浮力,需要2种方法或多种方法结合使用,以便解决问
题。通常情况下利用称重法测出浮力,再利用原理法计算出V排,进而计算物体体积、物体的密度等物理量。
(2)测力计示数随物体浸入液体中的深度的变化而发生变化,这一过程常常通过图像来反映,关键是读懂
图像,物体在刚浸入(或拉出)、浸没位置时,图像常常出现拐点,另外理解图像最大(或小)值的含义。
通过图像常常可以读出物体的重力G、物体的高度和浸没时测力计示数F示。
6、平衡法与原理法结合计算
当物体在液体中受多个力而平衡时,通常有以下三种情况:
受力分析力学平衡式适用条件
沉底平衡1F浮二G—F支物体密度大于液体密度且物体沉在容器底部
G钩
,F将物体密度小于液体密度,绳子或铁块或石块
被拉平衡F浮=G+F拉
cH对物体有向下的拉力,如连接体
fi密度小于液体密度的物体漂浮在液面,石块
叠加平衡gF浮=G+F压或铁块对物体有向下的压力。叠加后增大的
和已
1浮力等于物体的叠加物体的重力,AF浮=6加。
G加-
重难通关练
1.(2022•广州)两个量筒均装有20mL的水,往量筒分别放入甲、乙两个不吸水的物块,物块静止后如图
所示,水的密度为Ig/cn?,g取10N/kg,贝!!()
C.乙排开水的体积小于20mLD.乙受到的浮力小于甲受到的浮力
2.(2023•茂名三模)在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥,将它分别置于甲、乙两杯液体中,观察到铅笔静
止时的情景如图所示,下列说法正确的是()
A.甲杯液体密度小于乙杯液体密度
B.甲杯液体对底部压强大于乙杯液体对底部的压强
C.铅笔在甲杯液体中受到的浮力较大
D.铅笔在乙杯液体中受到的浮力较大
3.(2023•蓬江区校级模拟)己调零的电子秤放在水平桌面上,将装满水的薄壁溢水杯放在电子秤上,如图
所示。此时溢水杯中水深8cm,电子秤的示数是0.33kg。将一重为2N的物体轻放入溢水杯中(溢出的
水用另一容器接收,不会流到电子秤上)。已知溢水杯的底面积为3X10Tm2,水的密度为1.0Xl()3kg/m3,
g取10N/kg。下列说法正确的是()
A.放入物体前,溢水杯底受到的液体压强为80000Pa
B.放入物体后,若物体静止时沉底,则电子秤的示数为530g
C.放入物体后,若物体静止时漂浮,则物体受到的浮力大于2N
D.放入物体后,若物体静止时漂浮,则溢水杯对电子秤的压强为HOOPa
4.(2020•深圳)如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示数为Fi;
将铁块缓慢浸没水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2.下列判断正确
A.水对溢水杯底部的压强p甲<p乙B.溢水杯对桌面的压力F甲<F乙
C.铁块受到的浮力F浮=F2-F1D.小烧杯中水的重力G=Fi-F2
5.(2020•广东)游泳时佩戴游泳圈是防止溺水的有效方法.质量为50kg的小蓉佩戴游泳圈后,能静静地
漂浮在水面上,如图所示.游泳圈对她的作用力大小最符合实际的是()
A.5000NB.500NC.50ND.5N
6.(2023•南山区校级二模)如图甲所示,弹簧测力计下挂着一个物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离
水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中,弹簧测力计示数F与物体下降高度h的关系如图乙
所示。下列说法正确的是()
A.物体的体积为1200cm3B.物体受到的最大浮力是12N
C.物体的密度是3Xl()3kg/m3D.当h=7cm时,物体下表面受到水的压力为8N
7.(2023•香洲区校级二模)小明将一个电子秤放在水平桌面上,将电子秤调零后进行了如下操作:如图甲
所示,先将一个盛有适量水的杯子放在电子秤上,读出电子秤的示数为400g;如图乙所示,将一个用细
线系着的石块缓慢地放入杯中,读出电子秤的示数为450g;如图丙所示,将石块缓慢提起,但使石块仍
浸没在水中,电子秤的示数为420g。已知水的密度为p水=LOXl()3kg/m3,g=10N/kgo以下判断中正确
的是()
甲乙丙
A.石块的质量是450gB.石块的体积为3Xl(/5m3
C.图丙中石块排开水的质量为30gD.石块的密度为2.5X103kg/m3
8.(2023•龙湖区校级三模)同一密度计先后放在密度为p甲、p乙的液体中,静止时所处位置如图所示,密
度计在两种液体中所受浮力分别为F甲浮、F乙浮。下列选项中正确的是()
甲7,
A.p¥>p乙B.p用<p乙
C.F甲<F乙D.F甲浮>F乙浮
9.(2020•越秀区校级二模)水平面上有两个相同的溢水杯,分别装满不同的液体,将同一个小球A分别放
入溢水杯中静止时(如图所示),从甲杯中溢出了0.6N的液体,从乙杯中溢出了0.4N的液体。下列说法
不正确的是()
甲乙
A.小球A在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力
B.小球A的重力等于0.6N,在乙杯中受到的浮力等于0.4N
C.甲杯液体的密度大于乙杯液体的密度
D.小球A放入前,液体对甲杯底的压强等于液体对乙杯底的压强
10.(2023•濠江区模拟)小明根据测量出的由甲、乙两种物质组成的物体的质量、体积数据,绘制的m-v
关系图像如图所示。下列说法正确的是()
A.甲物质的密度小于乙物质的密度
B.体积为In?的甲物质在水中受到的浮力为27N
C.将体积相等的甲、乙两种物质放入水中,最终它们所受浮力相同
D.质量相等的甲、乙两种物质,体积比V甲:V乙=1:3
11.(2023•天河区二模)量筒内装有55mL水,往里放入小桶如图甲,再往小桶里放入20g的物块如图乙,
图中小桶均静止,p水=lg/cm3,g=10N/kg,则(
细线
100100
4嘀
/7
80金
60
属
4060
20块40
20
甲乙
A.图甲小桶排水体积为60cm3
B.图甲小桶受到的浮力大于0.5N
C.图乙小桶排开水的质量大于20g
D.图甲小桶所受浮力等于图乙小桶所受浮力
12.(2023•龙岗区三模)如图,两个完全相同的烧杯中分别装有一定量的水和酒精(p酒精=0.8X103kg/m3),
有两个完全相同的实心小球分别投入两烧杯中,下列说法正确的是()
A.如果投入的是木球(p木=0.6Xl()3kg/m3),其在水中和酒精中受到的浮力比为3:5
B.如果投入的是冰球(p«=0.9X103kg/m3),其在水中和酒精中受到的浮力比为1:1
C.如果投入的是铁球(p铁=7.9X103kg/m3),其在水中和酒精中受到的浮力比为5:4
D.以上都不正确
填空题(共9小题)
13.(2023•高要区二模)如图梯形物体重为12N,浸没在液体中时,弹簧测力计的示数为9N,则梯形物体
受到的浮力为N.方向是o若上表面受到液体的压力为4N,则下表面受到液体向上
的压力为o
14.(2023•汕头二模)如图所示,“A”和“B”表示满载的轮船在海水或江水中静止时液面的位置。图中的
轮船是在(选填“江水”或“海水”)中停泊;轮船的排水量为60003在海水中满载时受到
的浮力是N;轮船在江水中,船底浸入江水中的深度是6m,船底处受到的压强是
Pa。(g取10N/kg,p江水=1XICpkg/nP,p海水=1.03XICpkg/m')
15.(2023•英德市一模)中国自主研发的“海斗一号”无人潜水器(如图),其在下潜的过程中,海水对它
的压强(选填“变大”“变小”或“不变”)。已知海水的密度1.03X103kg/m3,在10000米深
处,海水对潜水器的压强大小为Pa。“海斗一号”在完成了岩石状物体的抓取和其他工
作后,抛载上浮,假定潜水器在上浮的过程中体积保持不变,则未露出水面前,它所受浮力(选
填“变大”“变小”或“不变”)。(g=10N/kg)
16.(2023•龙湖区校级二模)重为10牛的正方体物块,用细线挂在弹簧测力计下浸没在水中时,测力计的
示数为6牛,则物块所受浮力的大小为牛,若物块上表面距水面的深度为0.1米,则它的上表
面受到水的压强为帕,增大物块浸没的深度,它所受浮力的大小将(选填“变大”
“变小”或“不变”)。
17.(2023•海丰县模拟)浮力调整器也称作浮力控制背心(如图),潜水者可以从气囊中增加或释放空气来
达到一个适当的浮力,便于潜水者更轻松地在水下运动。潜水者背着浮力调整器时排开水的体积约为
0.065m3,他下潜至水下5m深处时所受到的压强约为Pa,受到的浮力为
_N,浮力调整器1cm2的面积上受到的海水压力为No(p»*=1.03X103kg/m3)(g=10N/kg)
18.(2023•金平区校级三模)如图所示,这是中国航母“辽宁号”训练时舰载飞机起飞的情景。飞机起飞
时能获得向上的升力,是因为机翼上方空气流速(选填“大于”、“小于”或“等于")机翼下
方空气流速。飞机飞离航母后,航母所受的浮力将(选填“变大”、“变小”或“不变”),一
架总质量为22t的舰载飞机从航母上起飞后,航母排开海水的体积将变化nP。(p海水=1.1X
103kg/m3,g取10N/kg)
19.(2023•茂南区二模)如图甲是矿石从河中沿竖直方向缓慢吊起的示意图,图乙是绳对矿石的拉力F随
时间t变化的图像,根据图像信息可知矿石的重力为N,矿石的密度为kg/m3,
从ti至t2时间内矿石受到的浮力(选填“变大”“不变”或“变小”)。
20.(2023•广东模拟)如图所示,我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟10909m深处成功坐底,创
造了我国载人深潜新纪录.“奋斗者”号体积为30m3,空载时重力为2.45X105NO此次科学考察中,科
研小组在潜水器舱内装了8块压舱铁(每块压舱铁重IXIO,N),保证潜水器下潜工作顺利开展。(p海水
=1.0X103kg/m3,g取10N/kg)
Cl)“奋斗者”号在海面下下潜过程中受到海水的压强,浮力(均选填“变大”
“变小”或“不变”);
(2)“奋斗者”号在海面下IXlO,m深处受到的海水压强是Pa,它底部一个表面积为500cm2
的观察窗受到的海水压力是N,“奋斗者”号受到的浮力是N;
(3)潜水器完成科考任务后,至少要抛掉块压舱铁才能上浮。
21.(2023•中山市校级模拟)如图1所示,水平面上圆筒内装有某液体,用弹簧测力计悬挂密度为L5X
l()3kg/m3的圆柱体,从圆柱体下底面接触液面开始,缓慢浸入直到其完全浸没在液面下一定深度,弹簧
测力计示数F与圆柱体下底面到液面的深度h的关系如图2所示,若筒内液体没有溢出,则圆柱体的高
度为m,浸没后圆柱体所受的浮力大小为,筒内液体的密度是kg/m3o
图1图2
三.计算题(共9小题)
22.(2023•广东一模)如图是我国完全自主研发制造的第一艘航空母舰一一山东舰,它满载时排水量为6.75
万吨,吃水深度达10m。求:(p海水取LOXlcAg/n?,g取10N/kg)
(1)深度为10m处海水的压强;
(2)山东舰受到海水的浮力。
23.(2023•金平区一模)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,g取10N/kg:
(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,当物体静止时受到的浮力。
24.(2023•南山区校级模拟)如图甲所示,不吸水的长方体物块放在底部水平的圆柱形容器中,物块的质
量为0.2kg,物块的底面积为50cm2,物块与容器底部用一根质量、体积均忽略不计的细绳相连,当往容
器中缓慢注水至如图乙所示位置,停止注水,此时,物块上表面距水面12cm,绳子竖直拉直,物块水平
静止,绳子的拉力为2N。已知p水=L0XICPkg/n?,g=10N/kgo求:
(1)物块的重力;
(2)甲图中物块对容器底的压强;
(3)乙图中物块受到的浮力;
(4)乙图中物块下表面受到的压力。
25.(2023•斗门区二模)如题图所示,一个重为1N的薄壁平底容器放在水平桌面上,容器内装有6N的酒
精,容器的底面积为25CU?,一重3N的木块漂浮在酒精中,酒精深度为10cm,p酒精=0.8Xl()3kg/m3,g
取10N/kgo求:
U)木块受到的浮力;
(2)容器对水平桌面的压强;
(3)酒精对容器底部的压力。
26.(2023•龙华区二模)如图甲是建设过程中用钢缆拉着实心长方体建筑材料A以0.2m/s的速度竖直匀速
下降的情景,图乙是建筑材料下移过程中钢缆对它的拉力F随时间t变化的图象。(p江水=lXl()3kg/m3,
g取lON/kg)求:
A
甲
(1)长方体A从接触水面到完全浸没用时s,求A的高度hA;
(2)长方体A浸没在水中时受到的浮力是多少?
(3)卸掉钢缆后,长方体A静止时,其对江底的压强是多少?
27.(2023•广州二模)如图,“山东舰”是中国第一艘完全自主设计、自主建造、自主配套的国产航空母舰。
表是“山东舰”的部分参数,若海水的密度取p=1.0X103kg/m3,g取10N/kg,通过计算回答,“山东舰”
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