内容正文:
第10章 浮力
专题五 浮力的综合计算
浮力的基本计算方法如下:
1.称重法:F浮=G-F(F表示物体浸在液体中时弹簧测力计示数)。
2.压力差法:F浮=F向上-F向下(用浮力产生的原因求浮力)。
3.阿基米德原理法:F浮=G排或F浮=ρ液gV排(知道物体排开液体的质量或体积时常用)。
一、称重法
1.(2022春·海珠区期末)弹簧测力计竖直悬挂一个圆柱体,圆柱体在水中静止时如图所示。已知测力计示数为2.0 N,圆柱体上表面受到水的压力为5.0 N,其下表面受到水的压力为13.0 N。则( )
A.圆柱体所受重力为2.0 N
B.圆柱体所受重力为15.0 N
C.圆柱体所受浮力为2.0 N
D.圆柱体所受浮力为8.0 N
D
2.(2022·黄埔区二模)物体A浸没在甲、乙两种不同液体中静止时,数字测力计示数如图所示,( )
A.物体A在甲液体中所受浮力大
B.物体A在乙液体中所受浮力大
C.甲液体的密度比乙液体小
D.物体A在甲液体中所受浮力大于它所受重力
A
3.(2022春·潮安区期中)重为5 N的物块,用细线挂在弹簧测力计下浸没在水中时,测力计的示数为2 N,则物块受到浮力的大小为___N,方向_________;增大物块浸没的深度,它受到浮力的大小将____(选填“变大”“不变”或“变小”)。
3
竖直向上
不变
二、压力差法
4.(2022·花都区期末)如图所示,一块长方体正立静止在水中,已知其前后左右四个表面受到水的压力均为10 N,下表面受到水的压力为8 N,上表面受到水的压力为3 N,则该长方体受到的浮力为( )
A.5 N B.11 N
C.21 N D.51 N
A
5.(2022·福田区校级期中)如图所示,边长为a,重力为G的正方体物块浸没在水中,水的密度为ρ水,水对正方体上表面的压力为F1,水对正方体下表面的压力为F2,正方体上表面到水面的距离为h1,下列表达式中错误的是( )
A.对正方体受力分析得出F浮+F2=G+F1
B.水对正方体下表面的压力F2=G+F1
C.正方体受到的浮力F浮=ρ水ga3
D.水对正方体下表面的压力F2=ρ水ga2(h1+a)
A
6.(2022·江城区期末)如图所示,一均匀正方体合金块重为G,边长为a,将其浸没在密度为ρ的液体中,上表面所处深度为h1,下表面所处深度为h2,如图所示,则正方体下表面受到液体压力为_________,所受浮力为_______,弹簧测力计的示数为___________。
ρgh2a2
ρga3
G-ρga3
三、阿基米德原理法
7.(2022·荔湾区校级开学)一个正方体物体,重为10 N,体积为1×10-3 m3,用细绳吊着浸没在薄壁圆柱形容器的液体中,绳子的拉力为2 N,如图所示,g取10 N/kg,求:
(1)物体受到的浮力;
解:根据题意知道,物体静止时,受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力、拉力的作用,由力的平衡条件可得,物体受到的浮力为:
F浮=G物-F拉=10 N-2 N=8 N;
(2)液体的密度。
8.(2022春·澄海区期末)如图为中国新一代通用型导弹驱逐舰169号(武汉舰),它是052B型导弹驱逐舰。其满载时的排水量约为7×103 t,g取10 N/kg,海水密度近似取1.0×103 kg/m3,求:
(1)在水面下3 m深处,船体受到的海水的压强是多少?
解:船体受到的海水的压强:
p=ρ海水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3 m=3×104 Pa;
8.(2022春·澄海区期末)如图为中国新一代通用型导弹驱逐舰169号(武汉舰),它是052B型导弹驱逐舰。其满载时的排水量约为7×103 t,g取10 N/kg,海水密度近似取1.0×103 kg/m3,求:
(2)驱逐舰满载时,受到的浮力是多少?
解:满载时,驱逐舰受到浮力:F浮=G排=m排g=7×103×103 kg×10 N/kg=7×107 N;
8.(2022春·澄海区期末)如图为中国新一代通用型导弹驱逐舰169号(武汉舰),它是052B型导弹驱逐舰。其满载时的排水量约为7×103 t,g取10 N/kg,海水密度近似取1.0×103 kg/m3,求:
(3)驱逐舰满载时,排开海水的体积是多少?
解:由F浮=ρ海水gV排驱逐舰排开海水的体积:
四、综合计算题
9.(2022·濠江区模拟)如图在一盛水的柱状容器中,浸没着一块用细绳拴住的实心冰块,细绳固定在烧杯底部。下列能正确表示冰块逐渐熔化时,容器底部受到水的压强p随冰熔化的体积V变化而变化的图像是( )(不考虑水蒸发和温度影响,ρ水=1.0×103kg/m3,ρ冰=0.9×103kg/m3)
D
10.(2022·南海区校级模拟)如图甲,弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从