2024年中考物理（教科版）二轮专题复习：浮力的计算

专题　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·广安邻水模拟）救援队用吊绳打捞沉到水池底部的实心正方 体沉箱，如图甲所示，提升过程中始终以0.2m/s的速度竖直向上匀速提 起，图乙是吊绳的拉力F随时间t变化的图像，g取10N/kg，水的密度为 1.0×103kg/m3，不计水的阻力及水面高度的变化。求： 　　 1 2 3 4 第1题 （1） 该沉箱的体积。 解：（1） 根据图乙可知，沉箱全部露出水面所用的时间t＝50s－40s＝ 10s，沉箱的棱长L＝s＝vt＝0.2m/s×10s＝2m，则沉箱的体积V＝L3＝ （2m）3＝8m3 1 2 3 4 （2） 该沉箱的密度。 解：（2） 沉箱未露出水面时所受的浮力F浮＝ρ水gV排＝ 1.0×103kg/m3×10N/kg×8m3＝8×104N，根据图乙可知，沉箱未露出 水面时的拉力F拉＝16×104N，沉箱未露出水面时被匀速提起，受到竖 直向下的重力、竖直向上的浮力和吊绳的拉力，这三个力平衡，则沉箱 的重力G＝F浮＋F拉＝8×104N＋16×104N＝2.4×105N，根据G＝mg＝ ρVg可得，沉箱的密度ρ＝＝＝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，测力计的示数不同。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） 如图所示，金属块浸没在水中静止时受到的浮力是多少？ 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 2 3 4 （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 第2题 1 2 3 4 （3） 该密度计的“0”刻度应标在多少牛处？所能测量的液体密度值 不能超过多少？ 解：（3） 当该密度计的示数为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，所测量的液体密度最大，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　利用物体沉浮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。某物理小组效仿曹 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） 当秤盘中不放物体时，浮力秤下表面受到水的压强。 第3题 解：（1） 当秤盘中不放物体时，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 1 2 3 4 （2） 浮力秤的重力。 解：（2） 当秤盘中不放物体时，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＝1.0×103kg/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＝1.0×103kg/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，则该浮力秤能称出物体的最大质量Δm＝＝＝12kg 第3题 1 2 3 4 4. （2023·安徽）“浮沉子”最早是由科学家笛卡尔设计的。小华用 大塑料瓶（大瓶）和开口小玻璃瓶（小瓶）制作了如图甲所示的 “浮沉子”；装有适量水的小瓶开口朝下漂浮在大瓶内的水面上， 拧紧大瓶的瓶盖使其密封，两瓶内均有少量空气。将小瓶视为圆柱 形容器，底面积为S，忽略其壁厚（即忽略小瓶自身的体积）。当小 瓶漂浮时，简化的模型如图乙所示，小瓶内空气柱的高度为h，手握 大瓶施加适当的压力，使小瓶下沉并恰好悬浮在如图丙所示的位 置。将倒置的小瓶和小瓶内的空气看成一个整体A，A