第十章浮力专题（六）　浮力的计算 --2023-2024学年人教版物理八年级下学期

第十章　浮力 专题（六）　浮力的计算 类型一　利用称重法和阿基米德原理计算浮力问题 1. （2023·滁州天长一模）如图甲所示，小明用弹簧测力计吊着一个重为3.6N的实心圆柱体，将它竖直逐渐浸入水中，记下圆柱体下表面浸入水中的深度h和对应的浮力F浮，并画出F浮－h的图象（如图乙所示）。求：（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg） 　 第1题 1 2 3 4 （1） 圆柱体的高度。 解：（1） 由图乙可知，圆柱体下表面浸入水中的深度大于20cm时，所受浮力一直保持1.2N不变，可知圆柱体浸入水中的深度为20cm时，恰好全部浸没于水中，圆柱体的高度为20cm （2） 圆柱体浸入水中的深度h＝10cm处，静止时弹簧测力计的示数。 解：（2） 由图乙可知，圆柱体浸入水中的深度h＝10cm时的浮力 F浮＝0.6N，根据称重法可知静止时弹簧测力计的示数 F拉＝G－F浮＝3.6N－0.6N＝3N 1 2 3 4 （3） 圆柱体的密度。 解：（3） 圆柱体的质量m＝＝＝0.36kg，由图乙可知，圆柱体全部浸入时圆柱体受到的浮力F浮'＝1.2N，由F浮'＝ρ水gV排＝ρ水gV可得圆柱体的体积V＝＝＝1.2×10－4m3，圆柱体的密度ρ物＝＝＝3×103kg/m3 1 2 3 4 2. （2023·赤峰）小亮同学在测量浮力时发现：金属块浸没在密度不同的液体中，测力计示数不同。于是，他用测力计和重为4N、体积为1×10－4m3的金属块，组装成密度计，将金属块浸没在不同液体中静止，来探究液体密度与测力计示数的对应关系。（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3） 1 2 3 4 解：（1） 金属块浸没在水中，V排＝V金＝1×10－4m3，金属块受到的浮力F浮＝ρ水V排g＝1.0×103kg/m3×1×10－4m3×10N/kg＝1N 第2题 （1） 如图所示，金属块浸没在水中静止，受到的浮力是多少？ （2） 若将此时测力计指针所指刻度标为1.0×103kg/m3，则这条刻度线的刻度值是多少？ 解：（2） 若将此时测力计指针所指刻度标为1.0×103kg/m3，则这条刻度线的刻度值F示＝G金－F浮＝4N－1N＝3N 1 2 3 4 （3） 该液体密度计的“0”刻度标在多少牛处？这个液体密度计所能测量的液体密度值不能超过多少？ 解：（3） 当该液体密度计的示数为0时，金属块应未浸入液体中，则这条刻度线的刻度值F示'＝G金＝4N；当金属块浸没在液体中测力计的示数为0时，所测量液体密度最大，此时 F示″＝G金－F浮″＝0N，则F浮″＝G金＝4N，此时液体的密度ρ液＝＝＝4×103kg/m3 第2题 1 2 3 4 类型二　利用物体浮沉的条件和阿基米德原理计算浮力问题 3. （2023·广安）“曹冲称象”是妇孺皆知的故事。某物理小组仿效曹冲，制作了一台“浮力秤”，用来测量物体的质量。浮力秤由秤盘和高度为20cm、底面积为0.1m2的圆柱体组成。如图所示，将浮力秤放入水中，静止时浸入水中的深度为8cm。已知：ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求： （1） 当秤盘不放物体时，浮力秤下表面受到水的压强。 1 2 3 4 解：（1） 当秤盘不放物体时，浮力秤下表面受到水的压强p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10－2m＝800Pa 第3题 （1） 当秤盘不放物体时，浮力秤下表面受到水的压强。 1 2 3 4 （2） 浮力秤的重力。 解：（2） 当秤盘中不放物体，排开水的体积V排＝Sh＝0.1m2×8×10－2m＝8×10－3m3，浮力秤受到的浮力F浮＝ρ水V排g＝1×103kg/m3×8×10－3m3×10N/kg＝80N，又因为浮力秤漂浮，所以浮力秤的重力G＝F浮＝80N 第3题 1 2 3 4 （3） 浮力秤能测物体的最大质量。 解：（3） 圆柱体刚好浸没时，这台浮力秤排开水的体积增大量 ΔV排＝SΔh＝0.1m2×（20×10－2m－8×10－2m）＝0.012m3，增加的浮力ΔF浮＝ρ水ΔV排g＝1×103kg/m3×0.012m3×10N/kg＝120N，又因为浮力秤漂浮，所以增大的浮力等于增大的重力，即ΔG＝ΔF浮＝120N，所以该秤能称出物体的最大质量Δm＝＝＝12kg 第3题 1 2 3 4 4. （2022·攀枝花）用轻质细线将石块与木块连接后放入水中，静止时木块有的体积浸入水中，如图甲所示。若将石块移到木块上方，静止时木块刚好全部浸入水中，如图乙所示。若将石块移开，静止时木块有的体积露出水面，如图丙所示。已知水的密度为1.0×103kg/m3，求：（g取10N/kg） 第4题 1 2 3 4 （1） 木块的密度。 解：（1） 图丙中，因为木块漂浮，所以F浮＝G，根据F浮＝ρ液gV排