专题22 浮力计算问题原卷版.pdf

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1、专题专题 2222浮力计算问题浮力计算问题 1.正确理解阿基米德原理： 浸在液体中的物体受到向上的浮力、 浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力， 这就是阿基米德原理，其数学表达式是：F 浮=G排液=液 gV 排。 （1） 浮力的大小由液体密度 液和排开液体的体积 V排两个因素决定。浮力大小与物体自身的重力、物体的 体积、物体的密度及物体的形状无关。浸没在液体中的物体受到的浮力不随深度的变化而改变。 （2）阿基米德原理对浸没或部分浸在液体中的物体都适用。 （3）当物体浸没在液体中时，V 排=V物，当物体部分浸在液体中时，V排G物，物体上浮； F 浮物，物体上浮； 液物，物体下浮； 液=物，物体

2、悬浮。 质量分布不均匀的物体，如空心球，求出物体的平均密度，也可以用比较密度的方法来判断物体的浮沉。 3.正确理解漂浮条件： 漂浮问题是浮力问题的重要组成部分，解决浮力问题的关键是理解物体的漂浮条件F 浮=G物。 （1）因为 F 浮=液 gV 排，G物=物 gV 物，又因为 F浮=G物（漂浮条件）所以，液 gV 排=物 gV 物， 由物体漂浮时 V 排物， 即物体的密度小于液体密度时，物体将浮在液面上。此时，V 物=V排+V露。 （2）根据漂浮条件 F 浮=G物，得：液 gV 排=物 gV 物，V排=物 V 物/液 同一物体在不同液体中漂浮时， 物、V物不变；物体排开液体的体积V排与液体的密度

3、液成反比。液越大， V 排反而越小。 4.计算浮力的一般方法： （1）根据浮力产生的原因F 浮=F向上F向下，一般用于已知物体在液体中的深度，且形状规则的物体。 （2）据阿基米德原理：F 浮=G排液=液 gV 排，这公式对任何受到浮力的物体都适用。计算时已知液和 V排 （3）根据力的平衡原理：将挂在弹簧秤下的物体浸在液体中，静止时，物体受到重力，浮力和竖直向上的 拉力。这三个力平衡：即F 浮=G物F拉 （4）根据漂浮、悬浮条件：F 浮=G物，这个公式只适用于计算漂浮或悬浮物体的浮力。 5.计算浮力问题的基本思路 （1）仔细审题，注意抓住隐含条件的关键词，如浸入、浸没、装满、未装满、溢出、未溢出

4、、漂浮、悬浮、 上浮、下沉等。 （2）分析研究对象的受力情况，画出力的示意图，在图中标出已知力的符号、量值和未知力的符号。 （3）在受力分析的基础上，列出关系式，比如物体在液体中漂浮或悬浮时F 浮G物；用线吊在液体中时： F 浮GG示；被强制压(按)入液体中时，F浮GF(F 为压力或拉力)，若有几个物体连接在一起，可以将 它们视为一个整体进行研究。 （4）把阿基米德原理公式或密度、重力的计算公式代入关系式，代入已知量解出未知量，这种思维方式不 仅对较难题适用，对解较容易的浮力题也适用。 【例题 1】在如图所示的甲图中，石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降，直至全部没入水 中。图乙是

5、钢绳拉力随时间t 变化的图像。若不计水的摩擦力，则可算出该石料的密度为（） A石料的重为 1400NB石料的重为 500N C石料的密度为 2.8103kg/m3D石料的密度为 3.2103kg/m3 【例题 2】如图所示，a、b 是两种物质质量与体积的关系图像，分别用 a、b 两种物质制成体积相等的甲、 乙两实心物体，浸没在水中。松手稳定后 （） A.乙漂浮，乙受到的浮力小B.甲漂浮，甲受到的浮力大 C.乙下沉，甲受到的浮力大D.甲下沉，乙受到的浮力大 【例题 3】如图所示，乒乓球从水里上浮直至漂浮在水面上，乒乓球在A 位置时受到的浮力为 FA，水对杯 底压强为 pA； 在 B 位置时受到的

6、浮力为 FB， 水对杯底压强为 pB， 则它们的大小关系是 FAFB， pApB， 已知乒乓球的质量为 2.7g，当它漂浮在水面时，排开水的体积为cm3 【例题 4】如图所示，用滑轮组提升水中的物体A，若物体的质量为 140kg，体积为 60dm3，滑轮组的机械 效率为 80%，取 g=10N/kg，不计绳重及轮与轴的摩擦，求 （1）物体 A 在水中被匀速提升时，拉力F 是多大？ （2）如果动滑轮挂钩用钢丝绳与物体 A 相连，而连接滑轮组的绳子所能承受的最大拉力为 350N，当物体 露出水的体积多大时绳子会断？ 一、选择题一、选择题 1.在弹簧测力计下悬挂一个实心小球，弹簧测力计的示数是 8N

7、把实心小球浸没在密度为 0.8103kg/m3的 油中，弹簧测力计的示数是6N，说法正确的是（） A小球受到的浮力是2NB小球的质量是 0.8kg C小球的体积是 2.510-4m3D小球的密度是 3.2103g/cm3 2.把一实心金属块浸在盛满酒精的杯中静止后， 溢出酒精 8g（ 酒精 0.8103kg/m3） ，若把这一金属块浸在盛 满水的杯子中静止后，从杯中溢出水的质量是（） A15gB12.5gC10gD8g 3.如图所示，水平地面上放有上下两部分均为柱形的薄壁容器，两部分的横截面积（分别为S1、S2质量为 m 的木球通过细线与容器底部相连，细线受到的拉力为T，此时容器中水深为 h（

8、水的密度为 0） 。下列说 法正确的是（） A木球的密度为 B木球的密度为 0 0 C剪断细线，待木球静止后水对容器底的压力变化量为T D剪断细线，待木球静止后水对容器底的压力变化量为T 4.如图甲所示的圆柱形容器中装有适量的某种液体，现将密度为0.6103kg/m3的正方体木块 A 放人容器中， 木块静止时露出液面的体积与浸人液体的体积之比为 1：3；在木块上表面轻放一个物块 B（VA=2VB） ，A 的上表面刚好与液面相平，如图乙所示。若将物块B 单独放人此液体中，它静止时将（） A悬浮B漂浮C沉底D无法判断 5.如图中，重为5N 的木块 A，在水中处于静止状态，此时绳子的拉力为3N，若绳

9、子突然断了，木块A 在没 有露出水面之前，其所受浮力与重力之差为（） A5 NB3NC2ND8N 6.将一密度均匀的正方体轻轻放入盛满浓盐水的大烧杯中， 静止后有 72g 浓盐水溢出；若将该物体轻轻放入 103kg/m3，煤油密度为0.8103kg/m3、水盛满煤油的大烧杯中，靜止后有64g 煤油溢出（浓盐水密度为1.2 103kg/m3）银密度为 13.6，则（） A该物体前后两次所受浮力之比为9：8 B该物体前后两次排开液体体积之比为4：3 C该物体的密度为 0.9103kg/m3 D将该物体分别浸没在水银和纯水中，则除重力和浮力外还需施加第三个力方能靜止，静止时这个物体在 这两种液体中受

10、到的第三个力分别是F1和 F2，则 F1和 F2大小之比为 12：7 二、填空题二、填空题 7.将一个新鲜的鸡蛋分别浸入水和浓盐水中，静止后如图所示，则鸡蛋在两液体中的浮力关系是F 甲 _F 乙，若鸡蛋的质量为 50g，则鸡蛋在乙杯盐水中所受到的浮力为 _N 8.一铁块挂在弹簧秤下，静止时，弹簧秤的示数为15.484N，当铁块全部浸没在水中静止后，弹簧秤的示数 为 13.524N，铁块在水中受到的浮力是_N，铁块的体积是_m3，铁块的密度是_kg/m3。若把该铁 块全部浸没在煤油中，铁块受到的浮力是_N。 9.将质量为 3kg 的木块放在盛有水的容器中， 木块漂浮时有 2/5 的体积露出水面，

11、 则木块的密度为g/cm3， 木块的体积为cm3 10我国首艘国产航母的长度 315m，宽度 75m，吃水约 10.5m，2018 年 5 月 13 日离港海试。航母静止在 海面上时所受海水的浮力（选填“大于”“小于”或“等于”）重力，其水下部分距海面深9m 处承受海水产 生的压强为Pa （ 海水=1.03103kg/m3，g 取 10N/kg） 三、综合计算题三、综合计算题 11.把体积为 500cm3、重为 4N 的小球 A 放入盛水的容器中，球A 静止时水深 40cm求： （1）容器底受到 水的压强 p 是多少？（2）小球 A 的密度 A是多少？ （3）小球 A 受到的浮力 F 浮是多少

12、？ （4）若取出 A 球，把另一个体积为600cm3、重为 4.8N 的木球 B 用细线系于容器底（如图所示） ，则细线 受到的拉力 F 是多少？ 12.如图所示的木块浸没在水中，细线对木块的拉力是2N剪断细线，待木块静止后，将木块露出水面的部 分切去， 再在剩余的木块上加1N向下的压力时， 木块有20cm 的体积露出水面 求木块的密度（g取 10N/kg） 3 13.底面积为 400cm2的圆柱形容器内装有适量的水，将其竖直放在水平桌面上，把边长为10cm 的正方体木 块 A 放入水后，再在木块A 的上方放一物体 B，物体B 恰好没入水中，如图（a）所示已知物体B 的密度 为 610 kg/

13、m 质量为 0.6kg （取 g10N/kg） 33 （a）（b） 求： （1）木块 A 的密度 （2）若将 B 放入水中，如图（b）所示，求水对容器底部压强的变化 （14.如图所示， 将边长为 10cm 的正方形物块， 放盛有水的水槽内， 物块静止时， 其下表面距水面 6cm 求： （1）物块受到水的浮力大小； （2）取出物块，把一冰块放入水中，冰块也漂浮在水面上，待冰块全部熔化 后，水面高会发生怎样的变化？说明理由 15.如图所示， 将一个体积为 1.010-3m3、 重 6N 的木球用细线系在底面积为400cm2的圆柱形容器的底部 当 容器中倒入足够的水使木块被浸没时，求： （ 水 =1

14、103 kg/m3，g=10N/kg） （1）木块浸没在水中受到的浮力； （2）细线对木球的拉力； （3）剪断细线后，木块处于静止时，木块露出水面的体积多大； （4）木块露出水面处于静止后，容器底部所受水的压强减小了多少 16.有一体积为 400cm3木块漂浮在水面上，已知露出水面的体积为总体积的 （1）此木块所受浮力大小为多少？ （2）此木块的重力是多少？ （3）此木块的密度多大？ 17.将一边长是 10cm 的实心立方体木块轻轻地放入盛满水的大烧杯内待木块静止时，从杯中溢出600g， 如图所示：求： （1）木块受到的浮力； （2）木块的密度； （3）木块下表面受到的水的压强（g 取 10N

15、/kg） 4 ，求： （g 取 10N/kg） 5 18.将一重 2N 的金属筒容器，开口向上放入水中，有 后，金属筒有 1 的体积露出水面，如果在筒内装入100cm3的某液体 3 14 的体积浸在水中， （筒壁厚度不计）求： 15 （1）金属筒的容积？（2）筒内液体的密度？ 19.如图所示，用滑轮组匀速提升在水中密度为 3103kg/m3的物体 A 时，绳端所用的拉力为 300N，假设物 体露出水面前后滑轮组的机械效率保持50不变，则物体A 露出水面的体积为 20dm3时，绳端增加的拉力 是多少牛？（绳重及摩擦不忽略，g 取 10N/kg） 20. 如图所示，滑轮组的机械效率为 50，当重为 G 的物体没有放入水中时（如图甲） ，在绳端用 60N 的 力 F1可使物体匀速上升；当物体浸没在水中时（如图乙） ，在绳端用50N 的力 F2可使物体匀速上升。 （g 取 10Nkg，忽略绳重和摩擦） 求： （1）在图乙所示时，物体受到的浮力。（2）物体的密度。