专题09 计算浮力问题的多种方法-【临门一脚】2021年中考物理三轮冲刺过关（全国通用）

【临门一脚】2021年中考物理三轮冲刺过关（名师堂） 专题09 计算浮力问题的多种方法 解决专题问题策略 一、计算浮力的方法 方法一：压力差法 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。 方法二：公式法 阿基米德原理数学表达式F浮=G排液=ρ液gV排，这公式对任何受到浮力的物体都适用。计算时已知ρ液和V排 方法三：称量法 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 方法四：平衡法 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。 注意：用二力平衡的思想解决浮力问题 （1）物体漂浮或者悬浮时，物体处于平衡状态，这时浮力等于重力F浮=G （2）有一个重物压在物体上，物体静止在液体表面或者悬浮在液体中，这时物体的重力加上重物的压力等于物体在液体中受到的浮力，即F浮=G+N （3）物体挂在弹簧秤下，并且部分或全部浸在液体中，物体平衡时，物体重力等于弹簧秤读数加上物体受到的浮力，即F浮+F=G （4）物体在液体里，物体下端用绳拴住挂，并且部分或全部浸在液体中，物体平衡时，物体重力加上绳的拉力等于物体受到的浮力，即F浮=G+F 二、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、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＝G－G示；被强制压(按)入液体中时，F浮＝G＋F(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。 注意：在解决比较难的浮力问题时，经常用到二力平衡的思想。 （1）物体漂浮或者悬浮时，物体处于平衡状态，这时浮力等于重力F浮=G （2）有一个重物压在物体上，物体静止在液体表面或者悬浮在液体中，这时物体的重力加上重物的压力等于物体在液体中受到的浮力，即F浮=G+N （3）物体挂在弹簧秤下，并且部分或全部浸在液体中，物体平衡时，物体重力等于弹簧秤读数加上物体受到的浮力，即F浮+F=G （4）物体在液体里，物体下端用绳拴住挂，并且部分或全部浸在液体中，物体平衡时，物体重力加上绳的拉力等于物体受到的浮力，F浮=G+F 中考典型例题解析 【例题1】（2020苏州模拟）一均匀的长方体浸没在液体中，如图所示．已知它的底面积为S，上表面所处深度为h1，下表面所处深度为h2，则长方体下表面所受到液体的压力表达式为 、浮力表达式为 ．（液体密度ρ液和g为已知量） 【答案】ρ液gh2S；ρ液g（h2﹣h1）S． 【解析】由液体压强公式p=ρgh及压强公式的变形公式F=pS得： F1=p1S=ρ液gh1S； F2=p2S=ρ液gh2S， F浮=F2﹣F1=ρ液gh2S﹣ρ液gh1S=ρ液g（h2﹣h1）S． 【点拨】这是用浮力产生原因即压力差法求解浮力问题的典型题。 【例题2】（2020江苏南京模拟）A、B是两个不溶于水的物块，用一根细线连接在一起，先后以两种不同 方式放入同一个装有水的烧杯中，处于如图甲、乙所示的静止状态。试判断两种情况下，烧杯中水面的高度h甲、h乙的大小关系为（　　） A．h甲＜h乙 B．h甲＞h乙 C．h甲＝h乙 D．无法判断 【答案】C 【解析】把AB当做一个物体进行受力分析： 因为漂浮，所以，甲图物体受到的浮力：F甲＝GA+GB； 因为漂浮，所以，乙图物体受到的浮力：F乙＝GA+GB； 故两种情况下，F甲＝F乙；根据F浮＝ρ水V排g可知，排开液体的体积也相同， h＝，所以h甲＝h乙 【例题3】（2021海南二模）如图所示，已知重为10N的长方体木块静止在水面上，浸入在水中的体积占木块总体积的（g取10N/kg）。 （1）求木块所受到的浮力大小； （2）若木块下表面所处的深度为0.2米，求木块下表面受到水的压强； （3）若要将木块全部浸没水中，求至少需要施加多大的压力。 【答案】（1）木块所受到的浮力为10N； （2）木块下表面受到水的压强为2000Pa； （3）要将木块全部浸没水中，需要施加的压力为2.5N。 【解析】（1）因为木块漂浮在水面上， 所以木块受到的浮力：F浮=G木=10N； （2）木块下表面所处的深度为0.2米， 则木块下表面受到水的压强：p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa。