专题12 浮力专题计算-备战2021年中考物理必考计算精解精练

专题12 浮 力 1、 浮力公式的计算： 1．浮力产生的原因：浸在液体（或气体）中的物体，受到液体（或气体）对物体向上的压力大于向下的压力，向上、向下的压力差即浮力F浮=F上–F下 2．称重法：把物体挂在弹簧测力计上，记下弹簧测力计的示数为G，再把物体浸入液体中，记下弹簧测力计的示数F，则F浮=G–F。 2．原理法（根据阿基米德原理）：利用阿基米德原理，F浮=G排=m排g=ρ液gV排，普遍适用于计算任何形状物体受到的浮力。 3．漂浮或悬浮条件：物体漂浮或悬浮时，物体处于平衡状态：F浮=G。 2、 阿基米德原理使用技巧： 解读：在应用阿基米德原理时应注意：1、“浸在”包含两种情况：一是物体有一部分浸在液体中，此时V排=V浸入<V物；二是物体全部没入液体中，此时V排=V浸入=V物。 2、“浮力的大小等于物体排开液体所受的重力”，这里要注意浮力本身是力，只能和力相等，很多同学常把这句话说成“浮力大小等于物体排开液体的体积”。力和体积不是同一物理量，不具有可比性；这里所受的重力，不是物体所受的重力，而是被排开液体所受的重力。 3、由F浮=ρ液gV排，可以看出，浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状，与在液体中是否运动，液体的多少等因素无关。 4、阿基米德原理也适用于气体。浸没在气体里的物体受到浮力的大小，等于它排开的气体所受的重力。即F浮=G排=ρ气gV排。 1．如图所示的小球重10N，用弹簧测力计挂着小球，并使小球的 体积浸在装有水，底面积为0.05m2的容器中，此时弹簧测力计的示数为7N。（ 水＝1.0g/cm3，g＝10N/kg） （1）求小球此时受到的浮力； （2）求小球完全浸没时弹簧测力计的示数。 【答案】（1）3N；（2）2.5N 【解析】 （1）小球此时受到的浮力 （2）由 可得，小球排开水的体积 因小球 的体积浸在装有水的容器中所以，小球的体积 因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等，所以小球完全浸没时受到的浮力 则此时弹簧测力计的示数 答：(1)小球此时受到的浮力3N； (2)小球完全浸没时弹簧测力计的示数2.5N。 2．中国自主建造的第一艘极地科学考察破冰船正式开工建造。设计满载排水量为1.4×104t，它能以3.6 km/h ~7.2 km/h的速度连续破冰。（g取10N/ kg,海水的密度取1.0×103kg/m3， q燃油=4.0×107J/kg。） （1）破冰船满载航行时受到的浮力； （2）假设以7.2 km/h的速度匀速破冰时所受的阻力为2×107N，则破冰船推进功率多大； （3）若机械能量转换效率为40%，轮船以7.2 km/h的速度匀速破冰1小时需要消耗的燃油为多少。 【答案】（1）1.4×108N；（2）4×10７W；（3）9×10３kg 【解析】 （1）当满载的破冰船，在海水中匀速航行时，受到的浮力 F浮=G排=m排g=14000×103kg×10N/kg=1.4×108N （2）航行速度 v=7.2km/h=2m/s 匀速行驶时，牵引力 F=f=2×107N 由 知道，推进功率 （3）匀速破冰1小时消耗的能量 W有用=Pt=4×107W×1×3600s=1.44×1011J 由于机械能量转换效率为40%，故燃油放出的热量 消耗燃油的质量 答：（1）破冰船满载航行时受到的浮力是1.4×108N； （2）则破冰船推进功率是4×10７W； （3）若机械能量转换效率为40%，轮船以7.2 km/h的速度匀速破冰1小时需要消耗的燃油为9×10３kg。 3．如图所示放在水平桌面上的薄壁柱型容器，底面积为2×10-2 m2，重为10N。用手通过细线提着实心正方体A（不吸水）在水中静止时，容器内水的深度0.2m。已知正方体A的密度ρ = 2×103kg/m3，体积V=1×10-3 m3，取g =10 N / kg。 求：（1）水对容器底部的压强； （2）正方体A受到的浮力大小； （3）剪断细线，待正方体A静止后，容器对桌面的压强。 【答案】（1）2000Pa；（2）1 ；（3）3000W 【解析】 （1）水对容器底部的压强 （2）物体A浸没在水中 ，排开水的体积 正方体A受到的浮力 （3）容器中水的体积 水的质量 物体A的质量 水和物体A的重力 剪断细线，待正方体A静止后，容器对桌面的压力 此时容器对桌面的压强 答：（1）水对容器底部的压强为2000Pa； （2）正方体A受到的浮力大小为1 ； （3）剪断细线，待正方体A静止后，容器对桌面的压强为3000Pa。 4．2021年4月，中国海军组织“辽宁”号航母编队在台湾周边海域进行训练，有利于提高维护国家主权、安全、发展利益的能力。我国“辽宁”号航空母舰满载时的排水量m