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物 理
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专题训练(七) 四种方法计算浮力
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专题训练(七) 四种方法计算浮力
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专题训练(七) 四种方法计算浮力
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类型1 压力差法
1.一个正方体铁块在水下某深度时,上表面受到水的压力为15 N,下表面受到水的压力为20 N,则铁块受到水的浮力大小为 N;当铁块下沉至某位置时,上表面受到水的压力增大至20 N,则下表面受到水的压力为 N。
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2.如图所示,一个棱长为10 cm的实心正方体竖直浸没在某种液体中并保持静止状态,其上表面受到液体的压强为500 Pa,下表面受到液体的压强为1200 Pa(g取10 N/kg)。下列说法正确的是( )
A.正方体受到的浮力为10 N
B.正方体的质量为1 kg
C.正方体上表面的深度h1为5 cm
D.液体的密度为0.7×103 kg/m3
D
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类型2 阿基米德原理
3.将一体积为1 000 cm3的正方体小木块放入水中,静止后,小木块有的体积露出水面,则小木块静止时所受浮力为
N。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
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4.[2023·合肥包河区质检]如图所示,体积为200 cm3的木块在绳子拉力F=1.2 N的作用下完全浸没在水中,处于静止状态(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,绳子重力不计),此时木块受到的浮力为 N,木块受到的重力为
N。
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5.当地时间2023年6月18日,泰坦尼克号残骸观光潜艇失联,消失在大约4 000 m的海域中。泰坦尼克号是当时世界上体积最庞大的客运轮船,满载排水量约为66 000 t。已知泰坦尼克号残骸观光潜艇的体积约为47 m3,
ρ海水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)满载时,泰坦尼克号轮船受到的浮力;
(2)泰坦尼克号残骸观光潜艇在失联位置受到的浮力。
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解:(1)满载时,泰坦尼克号轮船受到的浮力
F浮=G排=m排g=66 000×1 000 kg×10 N/kg=6.6×108 N
(2)泰坦尼克号残骸观光潜艇在失联位置受到的浮力
F'浮=ρ海水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×47m3=
4.7×105 N
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类型3 称重法
6.[2023·山东济宁]小明在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验时,将一底面积为4 cm2 的圆柱体浸入水中,改变其浸入水中的体积,观察弹簧测力计示数的变化,如图所示。图甲中,圆柱体有的体积浸入水中,弹簧测力计的示数为1.1 N;图乙中,圆柱体有的体积浸入水中,弹簧测力计的示数为0.9 N,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)圆柱体全部浸入水中时受到的浮力;
(2)图乙中,圆柱体底部受到水的压强。
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解:(1)题图甲中,由称重法可得,物体受到的浮力
F浮甲=G-F甲=G-1.1 N
由阿基米德原理可得,物体受到的浮力
F浮甲=ρ水gV排甲=ρ水g·V物
则G-1.1 N=ρ水g·V物 ①
题图乙中,由称重法可得,物体受到的浮力
F浮乙=G-F乙=G-0.9 N
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由阿基米德原理可得,物体受到的浮力
F浮乙=ρ水gV排乙=ρ水g·V物
则G-0.9 N=ρ水g·V物 ②
由①②式得,G=1.2 N,V物=4×10-5 m3
圆柱体全部浸入水中时受到的浮力
F浮=ρ水gV物=4×(G-1.1 N)=4×(1.2 N-1.1 N)=0.4 N
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(2)题图乙中,圆柱体浸入水中的深度
h==0.075 m
圆柱体底部受到水的压强
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.075 m=750 Pa
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类型