专题08 浮力的四种计算方法-2024年中考物理【热点·重点·难点】专练（广东专用）

专题08 浮力的四种计算方法 浮力计算是学生们学习过程中的难点，也是中考中必考内容之一。由于涉及到浮力的计算方法比较多，往往又不是单纯的只用一种方法计算，所以加大了学习的难度，灵活运用四种方法计算浮力是突破浮力计算的关键。考试中主要以选择、填空、计算题的形式考查，大多属于中等偏难的题目，失分率往往很高。 1、压力差法：F浮=F向上-F向下 （1）物体浸在液体中，上表面受到液体向下压强（压力），下表面受到向上的压强（压力），由于液体压强随深度的增加而增大，所以物体上、下表面就会形成一个压强差（压力差），这个压强差使得物体上下表面有压力差，这就是浮力，即F浮=F向上-F向下。浮力实质是一个合力，在受力分析时，我们用浮力代替了上、下表面的压力，这样使得问题更简单了。 （2）当物体漂浮时，上表面露出液面，不受液体的压力，即F向下=0，所以F浮=F向上，也就是说物体受到的浮力就等于液体对物体下表面的压力。注意压力差法一般适用于浸入液体的物体是形状规则的物体或已知液体压力。 2、称重法：F浮=G-F示 （1）将物体挂在测力计下，当静止时测力计显示的就是物体的重力G，再把物体浸在液体中，测力计示数为F示，此时物体所受的浮力F浮=G-F示，实际上弹簧测力计两次读数之差就是浮力。 （2）使用称重法测量整个物体受到的重力时，需将物体浸没在液体中，这就需要使物体的密度大于液体密度，否则就不能采用这种方法测浮力。 3、原理法：F浮=ρgV排 （1）根据阿基米德原理，浮力的大小等于它排开液体所受的重力，即F浮=G排液，而排开液体的重力G排液=m排液g=ρ液V排g，所以F浮=ρ液gV排。原理法普遍适用于任何物体求浮力。 （2）当物体浸没时，V排=V物；当物体部分浸入时，V排=V物-V露<V物；当物体有浸入液体中时，V排= V物；当物体浸入液体深度为h浸时，V排=S物h浸；当物体浸入后，液面升高了△h，V排=S容△h。 4、平衡法：F浮=G物 （1）当物体漂浮和悬浮时，物体处于静止状态，此时物体受到竖直向下的重力和竖直向上浮力，根据二力平衡可知：F浮=G物。平衡法只适用于漂浮或悬浮的物体。 （2）求一个物体受浮力大小时，首先要判断物体所处的状态，是漂浮、悬浮还是沉底，不同的状态，物体受的浮力不同。 5、称重法与原理法结合计算浮力 （1）考试中往往不是单纯的考查用某一种方法计算浮力，需要2种方法或多种方法结合使用，以便解决问题。通常情况下利用称重法测出浮力，再利用原理法计算出V排，进而计算物体体积、物体的密度等物理量。 （2）测力计示数随物体浸入液体中的深度的变化而发生变化，这一过程常常通过图像来反映，关键是读懂图像，物体在刚浸入（或拉出）、浸没位置时，图像常常出现拐点，另外理解图像最大（或小）值的含义。通过图像常常可以读出物体的重力G、物体的高度和浸没时测力计示数F示。 6、平衡法与原理法结合计算 当物体在液体中受多个力而平衡时，通常有以下三种情况： 受力分析 力学平衡式 适用条件 沉底平衡 F浮=G-F支 物体密度大于液体密度且物体沉在容器底部 被拉平衡 F浮=G+F拉 物体密度小于液体密度，绳子或铁块或石块对物体有向下的拉力，如连接体 叠加平衡 F浮=G+F压 密度小于液体密度的物体漂浮在液面，石块或铁块对物体有向下的压力。叠加后增大的浮力等于物体的叠加物体的重力，ΔF浮=G加。 1．（2022•广州）两个量筒均装有20mL的水，往量筒分别放入甲、乙两个不吸水的物块，物块静止后如图所示，水的密度为1g/cm3，g取10N/kg，则（　　） A．甲的体积为40cm3 B．甲受到的浮力为0.4N C．乙排开水的体积小于20mL D．乙受到的浮力小于甲受到的浮力 2．（2023•茂名三模）在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥，将它分别置于甲、乙两杯液体中，观察到铅笔静止时的情景如图所示，下列说法正确的是（　　） A．甲杯液体密度小于乙杯液体密度 B．甲杯液体对底部压强大于乙杯液体对底部的压强 C．铅笔在甲杯液体中受到的浮力较大 D．铅笔在乙杯液体中受到的浮力较大 3．（2023•蓬江区校级模拟）已调零的电子秤放在水平桌面上，将装满水的薄壁溢水杯放在电子秤上，如图所示。此时溢水杯中水深8cm，电子秤的示数是0.33kg。将一重为2N的物体轻放入溢水杯中（溢出的水用另一容器接收，不会流到电子秤上）。已知溢水杯的底面积为3×10﹣3m2，水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。下列说法正确的是（　　） A．放入物体前，溢水杯底受到的液体压强为80000Pa B．放入物体后，若物体静止时沉底，则电子秤的示数为530g C．放入物体后，若物体静止时漂浮，则物体受到的浮力大于2N D