浮力计算专题-2023-2024学年浙教版八年级上册科学

浮力计算【中】（九） 一．计算题（共4小题） 1．如图所示，容器的底面积为200cm2，质量为500g，容器中装有5N的水，弹簧测力计挂着一个质量为1.2kg、高为10cm的正方体物块竖直浸没在水中，物块上表面受到水的压力为5N，下表面受到水的压力为15N。（取g＝10N/kg）求： （1）该物块受到的浮力； （2）弹簧测力计的示数； （3）容器对桌面的压强。 2．如图甲所示，圆柱形容器中盛有适量的水。弹簧测力计的下端挂着一个正方体花岗岩，将花岗岩从容器底部开始缓慢向上提起的过程中，弹簧测力计的示数F与花岗岩下底面距容器底部的距离h的关系如图乙所示。（g＝10N/kg）求： （1）花岗岩未露出水面前所受浮力大小； （2）花岗岩的密度。 3．在底面积为200cm2圆柱形底部O点处固定一个轻质连杆，连杆的长度为12cm，将体积为1×10﹣3m3的圆柱体物块A固定在连杆的顶端，如图甲所示。O点受物块A的压（拉）力F与容器中注入水的质量m的关系如图乙，已知a点注水的质量为2.4kg，c点注水质量为5.4kg，A恰好浸没时，受到轻杆的拉力为5N，（轻质连杆的质量、体积忽略不计）求： （1）物块A浸没在水中时受到的浮力； （2）物块A的密度； （3）当注水至b点时，容器底部受到水的压强。 4．如图所示，底面积为100cm2的长方形容器里盛满水，将一个底部粗糙的金属瓢放在容器中的水面上，水溢出一部分。将金属瓢取出，水面下降了5cm，再将金属瓢沉入水中，静止在容器底部，液面又上升了2cm。（已知水的密度为ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求： （1）金属瓢漂浮在水面受到的浮力； （2）金属瓢漂浮在水面和沉入水底，水对容器底部的压强变化了多少； （3）金属瓢静止在容器底部时，容器对金属瓢的支持力是多少。 浮力计算【中】（九） 参考答案与试题解析 一．计算题（共4小题） 1．【解答】解：（1）该物块受到的浮力F浮＝F向上﹣F向下＝15N﹣5N＝10N； （2）物块的重力G＝mg＝1.2kg×10N/kg＝12N， 弹簧测力计的示数F拉＝G﹣F浮＝12N﹣10N＝2N； （3）以容器、物体和水整体为研究对象，受到重力、桌面的支持力和弹簧秤的拉力，由平衡条件知道此时G容器+G水+G物＝F支持+F拉， 解得F支持＝G容器+G水+G物﹣F拉＝（0.5kg+1.2kg）×10N/kg+5N﹣2N＝20N， 由力的相互性知道，容器对桌面的压力大小等于桌面的支持力，故容器对桌面的压强p1000Pa。 答：（1）该物块受到的浮力10N； （2）弹簧测力计的示数2N； （3）容器对桌面的压强是1000Pa。 2．【解答】解：（1）由图乙知，花岗岩在未露出水面前弹簧测力计的示数：F1＝3.6N， 花岗岩露出水面后弹簧测力计的拉力F2＝5.6N，则花岗岩的重力：G＝F2＝5.6N， 根据称重法，花岗岩在未露出水面前所受水的浮力：F浮＝G﹣F1＝5.6N﹣3.6N＝2N； （2）因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以，根据浮力公式F浮＝ρ液V排g得，花岗岩的体积：V＝V排2×10﹣4m3， 由G＝mg可得花岗岩的质量：m0.56kg， 则花岗岩的密度： ρ2.8×103kg/m3。 答：（1）在花岗岩未露出水面前所受水的浮力为2N； （2）花岗岩的密度为2.8×103kg/m3。 3．【解答】解：（1）物块A浸没在水中时受到的浮力为： F浮＝ρ水gV排＝ρ水gVA＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3＝10N； （2）当注水至c点时A恰好浸没，此时A受到重力、轻杆的拉力以及浮力作用， 则A的重力为：GA＝F浮﹣F拉＝10N﹣5N＝5N， 由G＝mg＝ρVg可知，物块A的密度为： ρA0.5×103kg/m3； （3）从a点到c点注入水的质量为：m＝5.4kg﹣2.4kg＝3kg， 则从a点到c点注入水的体积为：V3×10﹣3m3， 所以A的高度为：hA0.2m， 所以A的底面积为：SA5×10﹣3m2， 当注水至b点时，轻杆受到的力恰好为0，即A恰好处于漂浮状态，此时A受到的浮力为： F浮'＝GA＝5N， 此时A排开水的体积为： V排'5×10﹣4m3， 则此时A浸入水的中深度为： hA浸0.1m， 所以当注水至b点时，容器内水的深度为：h＝L+hA浸＝0.12m+0.1m＝0.22m， 此时容器底部受到水的压强为：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.22m＝2200Pa。 答：（1）物块A浸没在水中时受到的浮力为10N； （2）物块A的密度为0.5×103kg/m3； （3）当注水至b点时，容器底部受到水的压强为2200Pa。 4．【解答】解： （1）金属瓢漂浮时排开水的体积： V排＝Sh1＝10