内容正文:
专题10 计算浮力的几种方法(原卷版)
重难点1 压力差法:F浮=F向上-F向下
重难点2 称重法:F浮=G-F示
重难点3 原理法:F浮=ρgV排
重难点4 平衡法:F浮=G物
重难点5 称重法与原理法结合计算浮力
重难点6 平衡法与原理法结合计算
重难点1 压力差法:F浮=F向上-F向下
【重难点分析】
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。
【重难点训练】
1.(2022•鄂伦春自治旗模拟)如图所示,一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力F1为5N,下表面受到液体的压力F2为13N,g=10N/kg,下列说法错误的是( )
A.正方体受到的浮力为8N
B.正方体上表面到液面的距离h=5cm
C.液体的密度为0.8×103kg/m3
D.液体对物体下表面的压强为1.3×103Pa
2.(2022春•静海区校级期中)如图所示,一个长方体物块浸没在水中,其下表面受到水对它向上的压力为20N,上表面受到水对它向下的压力为12N,则物块A受到浮力的大小和方向为( )
A.8N 竖直向上 B.8N 竖直向下
C.32N 竖直向上 D.32N 竖直向下
3.(2023•高要区二模)如图梯形物体重为12N,浸没在液体中时,弹簧测力计的示数为9N,则梯形物体受到的浮力为 N.方向是 。若上表面受到液体的压力为4N,则下表面受到液体向上的压力为 。
4.(2023•静安区二模)重为20牛,体积为2×10﹣4米3的金属块从空中竖直下落,若金属块在下落时受到的空气阻力始终为0.2牛,则金属块在下落过程中所受的合力为 牛;当该金属块浸没在水中后,所受的浮力为 牛,若此时该金属块上表面受到水的压力为7.84牛,则金属块下表面受到水的压力为 牛。
5.(2023•南山区校级模拟)如图甲所示,不吸水的长方体物块放在底部水平的圆柱形容器中,物块的质量为0.2kg,物块的底面积为50cm2,物块与容器底部用一根质量、体积均忽略不计的细绳相连,当往容器中缓慢注水至如图乙所示位置,停止注水,此时,物块上表面距水面12cm,绳子竖直拉直,物块水平静止,绳子的拉力为2N。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。求:
(1)物块的重力;
(2)甲图中物块对容器底的压强;
(3)乙图中物块受到的浮力;
(4)乙图中物块下表面受到的压力。
6.(2023•六安模拟)如图所示,一物体挂在弹簧测力计下端浸没入水中,此时弹簧测力计示数为6N,物体上表面受到水向下的压力为5N,下表面受到水向上的压力为9N。ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,请计算:(1)物体浸没在水中时所受的浮力;
(2)物体的质量;
(3)物体的密度。
重难点2 称重法:F浮=G-F示
【重难点分析】
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。
【重难点训练】
7.(2023•宜兴市模拟)将一实心圆柱体悬挂于弹簧测力计下,物体下表面刚好与水面接触,从此处匀速下放物体,直至浸没(物体未与容器底接触)的过程中,弹簧测力计示数F与物体下表面浸入水中深度h的关系如图所示,则下列说法正确的是( )
A.物体重力为20N
B.物体浸没时受到的浮力为20N
C.物体的密度为3×103kg/m3
D.匀速下放物体,从刚好与水面接触到浸没的过程中下表面受到的液体压强大小不变
8.(2023•武汉模拟)如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示数为F1;将铁块缓慢浸没水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2,下列判断正确的是( )
A.水对溢水杯底部的压强p甲<p乙 B.小烧杯中水的质量m=
C.铁块受到的浮力F浮=F2﹣F1 D.溢