2023-2024学年人教版八年级物理下学期提分练习第10单元浮力－利用平衡法计算浮力应用训练

利用平衡法计算浮力 应用训练 八年级物理（下） 　　平衡法求浮力：物体处于漂浮和悬浮状态时，物体受到 的浮力与自身的重力是一对平衡力，可用“F浮＝G”求浮 力；下沉物体受到向上的拉力处于平衡状态时，可用力的平 衡式F拉＋F浮＝G求浮力；上浮物体受到向下的拉力处于平 衡状态时，可用力的平衡式F浮＝G＋F拉求浮力。 ⁠ ⁠ 如图所示，体积为1×103 cm3的木块，用绳子系在底面 积为200 cm2的柱形容器中，当浸没在水中时，绳子的拉力F ＝4 N；若不计绳重，g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3。 求： (1)木块受到的重力； (2)木块的密度； (3)剪断细绳，待木块静止时，容器底部的压强的减少量Δp。 典例剖析 题中木块两次平衡，受细绳拉力平衡时，有G木＋F ＝F浮，可由此算出木块的重力G木和密度ρ木；根据漂浮时平 衡，可求出浮力变化量，根据公式Δp＝，求出压强的变 化量Δp。 解：(1)木块浸没在水中时，受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝ρ 水gV木＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×103×10－6 m3＝ 10 N，木块受力平衡，G木＋F＝F浮，则G木＝F浮－F＝ 10 N－4 N＝6 N。 典例剖析 (2)木块的质量m木＝＝＝0.6 kg。木块的密度ρ木＝ ＝＝0.6×103 kg/m3。 (3)漂浮时木块不再受到绳子的拉力，可见其浮力变化量ΔF浮 ＝F＝4 N，则压强变化量Δp＝＝＝200 Pa。 典例剖析 训练1：二力平衡 1.五颜六色的橡皮泥能捏制成各种形状，可以培养儿童 的动手能力和创造力，深受儿童喜爱。现有一个底面积 S＝10 cm2、高h＝5 cm的圆柱形橡皮泥静止在水平桌 面上，橡皮泥的质量m＝0.1 kg，桌上另有一水槽，槽 内水的深度H＝20 cm，已知水的密度ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。求： 解：G＝mg＝0.1 kg×10 N/kg＝1 N。p1＝＝＝ ＝1 000 Pa。 (2)水槽底部所受水的压强p2； p2＝ρ水gH＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×20×10－2 m ＝2 000 Pa。 (1)橡皮泥的重力G和橡皮泥对桌面的压强p1； (3)将橡皮泥放入水槽内，橡皮泥静止时所受的浮力F浮。 解：V＝Sh＝10 cm2×5 cm＝50 cm3＝5×10－5 m3，ρ＝ ＝＝2×103 kg/m3，F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×5×10－5m3＝0.5 N。 2.[2023·福建]小华利用氦气球与探空仪了解空气状况。如图 甲所示，质量为0.4 kg的探空仪静止在水平桌面上，与桌面 接触面积为0.02 m2。在室内测试时，将探空仪固定在充有 氦气的气球上，释放后氦气球恰好能携带探空仪悬浮在空 中，如图乙所示。已知球壳质量为0.23 kg，球内氦气的密 度为0.17 kg/m3，室内空气的密度为1.22 kg/m3，g取10 N/kg。求： (1)探空仪所受的重力； 解：G＝mg＝0.4 kg×10 N/kg＝ 4 N。 (2)探空仪对水平桌面的压强； 解：F＝G＝4 N，p＝＝＝ 200 Pa。 解：氦气球悬浮，则F浮＝G总＝(m ＋m壳＋m氦气)g　① ， 氦气球受到的浮力F浮＝ρ空气gV球　②， 氦气的质量m氦气＝ρ氦气V球　③， 联立①②③可得，V球＝＝ ＝0.6 m3。 (3)悬浮时氦气球的体积(计算浮力时，不计探空仪的体积和 球壳的厚度)。 训练2：多力平衡 3.[2023·泰安]某同学受“怀丙打捞铁牛”故事的启发，设计 了以下“打捞”过程：如图甲所示，金属块A部分陷入淤 泥内，轻质小船装有18 N的沙石，细绳将金属块A和小船 紧连，细绳对小船的拉力为2 N，水面与船的上沿相平；将 小船内所有沙石清除后，金属块A被拉出淤泥静止在水 中，如图乙所示。已知金属块A的体积为2×10－4m3，ρ水＝ 1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg，小船的质量忽略不计，细绳 的质量和体积忽略不计。 (1)甲图中，金属块A上表面距离水面50 cm，求金属块A上 表面受到的水的压强； (2)乙图中，小船有体积露出水面，求金属块A的密度。 解：(1)p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×50×10－2 m＝5 000 Pa。 (2)F浮＝G沙＋F＝18 N＋2 N＝20 N，V＝V排＝＝ ＝2×10－3m3， 乙图中，V排'＝V＝×2×10－3m3＝ 1.2×10－3m3， F浮'＝ρ水gV排'＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1.2×10－ 3m3＝12 N， F拉＝F浮'＝12 N，绳子对A的拉力F拉'＝F拉＝12 N， 有GA＝FA浮＋F拉'，即