计算浮力的四种方法及练习 ---2023-2024学年人教版物理八年级下学期

学科网（北京）股份有限公司 初中物理浮力解题思路 1. 浮力的定义：一切浸入流体的物体,都受到流体对它竖直向上的力,这个力叫做浮力。 2. 浮力产生的原因:液体(或气体)对浸在它里面的物体向上和向下的压力差。F浮=F向上一F向下(浮力是一个合力) 3. 计算浮力的四种方法 （1）称量法：根据力的平衡原理，将挂在弹簧秤下的物体浸没在液体里，静止时，物体受重力注意，浮力和竖直向上的拉力。这三个力平衡：即F浮=G物－F拉。 注意：此方法的局限性:只能测重力较小的物体的浮力；只能测沉入水中的物体的浮力。 （2）压力差法：根据浮力产生的原因F浮=F向上－F向下，一般用于已知物体在液体中的深度，且形状规则的物体。 （3）公式法：根据阿基米德原理：F浮=G排液=ρ液gV排，这个公式对任何受到浮力的物体都适用。计算时要已知ρ液和V排。 （4）平衡法：根据漂浮、悬浮条件：F浮=G物。 注意： (1)浮力是压力的“合力”，所以分析浸在液体中的物体的受力情况时，不需要再提及“压力”。 (2)注意“浸入”与“浸没”的区别，物体受到的浮力大小与物体“浸入”液体的深度有关，而与“浸没”的深度无关。 一、称量法练习： 1．一个硬塑料桶的容积为120 cm³，将空桶挂在弹簧测力计下，弹簧测力计的示数F₁=0.8N，如图甲； 向桶中缓慢注满某种液体，弹簧测力计的示数增大至F₂=2.6N，如图乙；把装满液体的桶密封并浸没在水中，弹簧测力计的示数减小至F₃=1N，如图丙。求： （1）桶中液体的密度； （2）制作桶的硬塑料的体积； （3）制作桶的硬塑料的密度。    2. 如图甲所示，弹簧测力计示数为5N。如图乙所示，小球一半浸在水中，测力计示数为2N。则小球受到的浮力为________N，小球的体积为________cm3。剪断悬吊小球的细线，小球在水中稳定时受到的浮力为________N。(g取10N/kg) 二、压力差法练习： 1．如图所示，盛有水的圆柱形容器，侧壁上固定了一块水平挡板，挡板的体积忽略不计。挡板下方有一个体积为、重力为的实心小球，此时水对容器底产生的压强为。取。求： （1）容器中水的深度与实心小球的密度； （2）挡板对小球的压力； （3）撤去挡板，小球静止后，水对容器底压力的变化量。 三、公式法练习： 1．浸在水中的合金块排开水的体积为5×10-4米3，求合金块所受浮力F浮的大小。 2．体积1×10-3m3的铁球浸没在水中，求铁球受到的浮力F浮。 3．如图所示，有一块边长为10cm的正方体木块漂浮在水面上，其下表面距水面6cm。求：（） （1）水对木块下表面的压强。 （2）木块受到的浮力。 4．如图所示，重18N的实心圆柱体甲的密度为，静止在盛有水的圆柱形容器底部。水的密度为，求： （1）甲的体积； （2）现将甲从水中匀速提起，在甲露出水面之前需要施加的拉力F。（水对甲的阻力不计） 5．如图甲所示，边长为10cm的正方体木块，放在水中静止时有体积露出液面。求： （1）图甲中木块受到水的浮力是多少？ （2）若在木块上放一个铁块，如图乙所示，要使木块上表面恰好和水面相平，则所放的铁块的重力是多少？（水的密度为） 四、平衡法练习： 1．漂浮在水面上的物体排开水的体积为，求物体受到浮力的大小。 2．用浮筒打捞海底沉船时，将充满海水的浮筒竖直下沉至沉船位置与沉船绑定，向筒内充气将海水全部排出，浮筒所受浮力大于重力，浮筒对沉船提供向上的力。为探测沉船的深度，打捞前，在海面竖直向沉船发射超声波，如图所示，测得超声波从发射至回到海面的时间是0.2s。空浮筒体积（含空腔部分）为900m3，质量为2×105kg。已知海水中的声速为1500m/s，海水的密度是ρ=1.0×103kg/m3，g=10N/kg，忽略浮筒体积变化。求： （1）沉船在海面下的深度； （2）沉船位置处海水产生的压强； （3）浮筒对沉船提供的拉力。 五、综合应用 1．在水平桌面上放有一个足够高的薄壁柱形容器，如图甲所示，其底面积为100cm2。一个重为2.5N，底面积为40cm2，高为10cm的柱形玻璃杯A漂浮于水面上，容器底有一个密度为2×103kg/m3的实心金属块B（与容器底部不密合），用一根细线将B与玻璃杯A的下表面相连，细线未拉直，缓慢向容器中注水，细线所受拉力随时间变化的图像如图乙所示，最后A、B两物体在水中静止（细线不可伸长且质量与体积忽略不计），求： （1）注水前，玻璃杯A所受浮力； （2）请通过计算分析说明，物体AB最终在容器中所处的状态； （3）金属块B的重力； （4）从t1时刻到t2时刻，水对容器底的压强变化量为200Pa，则t₁时刻细线所受拉力F是多大。    2．我国在海洋深潜技术方面的研究已达世界领先水平，小明在观看了相关纪录片后，自制模拟深潜器模拟深潜器在海中