专题四 浮力计算题-备战2023年中考物理高效提分专题训练（全国通用）

专题四 浮力计算题 知识点1：浮力 浮力：浸在液体或气体里的物体受到液体或气体竖直向上的托力叫做浮力； 浮力的产生原因：物体下表面受到向上的压力大于物体上表面受到的向下的压力即F浮= F向上-F向下； 浮力方向：竖直向上，施力物体是液（气）体。 物体漂浮时的浮力（图甲）∶物体漂浮时，上表面不受液体压力，因此F浮= F向上。 不受浮力的情况（图乙）∶浸在液体中的物体不一定都受到浮力的作用，当物体的下表面与容器底部（或河床等）紧密贴合时，液体对它没有向上的压力，即F向上=0 N，这时物体不受浮力的作用，如插入河床中的木桩、桥墩等。 知识点2：阿基米德原理 阿基米德原理：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力； 公式表示：F浮=G排=m排g =ρ液gV排； 适用条件：液体（或气体）。 浸没时∶V排=V浸=V物，此时物体受到的浮力等于排开液体的重力，即F浮=G液=ρ液gV排=ρ液gV浸=ρ液gV物。 ②部分浸入时∶V排=V浸＜V物，F浮=ρ液gV排=ρ液gV浸＜ρ液gV物。 ③另一种特殊情况（如图所示）∶橡皮泥做成圆球型沉底，此时V排=V球=V泥，F浮＜G泥；而做成船型可以漂浮在水面上，此时V排＞V船=V泥，F浮=G船=G泥，说明空心物体的V排应该包含浸没部分的体积加上浸没部分所围的空心部分体积。 船体的排水量：排水量是指排开水的质量，是用来表示船舶尺度大小的重要指标，是船舶按设计要求装满货物（满载）时排开水的质量。排水量通常用吨位来表示，所谓排水量吨位，是指船舶在水中所排开水的吨数。 已知船舶的排水量，则可以利用阿基米德原理计算船舶满载时所受到的浮力∶F浮=G排=m排g。 物体的浮沉条件及其应用：前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。 物体的浮沉情况归纳
 状态 浮沉条件 特点 浮力和物体重力比较 物体密度和液体密度比较 F浮＞G ρ液＞ρ物 处于非平衡状态，分析运动状态变化的过程 F浮＜G ρ液＜ρ物 F浮=G ρ液=ρ物 处于平衡状态，根据平衡条件进行分析 F浮=G ρ液＞ρ物 F浮＜G （F浮+F支=G） ρ液＜ρ物 1．鲲龙AG600是我国自主研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机，于2022年在广东珠海首飞成功。飞机汲满水的总质量为53.5t，最小平飞速度220km/h。取g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3，求： （1）飞机以最小平飞速度飞行0.1h所经过的路程； （2）飞机汲满水停泊在水面时所受到的浮力及排开水的体积； （3）舱底距水面1.5m处所受到的水的压强。 2．将一底面积为0.01m2的长方体木块用细线栓在一个空容器的底部，然后向容器中缓慢加水直到木块上表面与液面相平，如图甲所示，在此整个过程中，木块底部受到水的压强随容器中水的深度的变化如图乙所示，（g取10N/kg）。 （1）木块所受到的最大浮力为多少N？ （2）木块重力为多少N？ （3）细线对木块的最大拉力为多少N？ 3．一块边长为10cm的正方体空心砖的质量为2kg，其材料密度为2×103kg/m3。求： （1）制作该空心砖的材料体积是多少？ （2）将这样一块砖从水里竖直匀速拉起来，当砖头离开池底但未露出水面时，拉力大小为多少？（ρ水＝1×103kg/m3，g＝10N/kg） （3）在水平地面上建一堵墙需要耗费200块这样的空心砖，对地面的压强为多少？（墙与地面的接触面积为0.1m2） 4．如图是我国完全自主研发制造的第一艘航空母舰——山东舰，它满载时排水量为6.75万吨，吃水深度达10m。求：（ρ海水取1.0×103kg/m3，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。 5．边长为20cm的薄壁正方形容器（质量不计）放在水平桌面上，将质地均匀的实心圆柱体竖直放在容器底部，其横截面积为200cm2，高度为10cm，如图甲所示，然后向容器内缓慢注入某种液体，圆柱体始终直立，圆柱体对容器底部的压力与注入液体质量的关系如图乙所示。 （1）求圆柱体的质量； （2）当圆柱体刚被浸没时，求它受到的浮力； （3）当液体对容器底部的压强与容器对桌面的压强之比为1：3时，求容器内液体的质量。 6．市面上有一种防溺水手环，如图，将手环系在手臂上，紧急情况下打开手环，手环内气瓶的CO2会迅速充满气囊，最终使人漂浮于水面。为确保安全，人体浸入水中的体积不能超过人体总体积的五分之四。已知某运动员质量m人＝51kg，平均密度ρ人＝1.02×103kg/m3，水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg，忽略手环体积和自重，求： （1）该运动员的重力； （2）当人体浸入水中体积为人体总体积的五分之四时，该运