计算浮力的几种方法 专题练习 - 2023-2024学年人教版物理八年级下册

计算浮力的几种方法 专题练习 称重法 1.如图所示的实验中,可知物体所受的重力是4.5N,它所受的浮力是1.5N．  2.一个物体用弹簧测力计挂着浸没在酒精中时(不碰容器底)示数为3 N,已知它在酒精中受到的浮力为2 N,则物体的重力为(D ) A．1 N B．2 N C．3 N D．5 N 小结 1．称重法(又称弹簧测力计法):F浮＝G物－F拉,其中G物是物体所受的重力,F拉是物体浸没在液体中时弹簧测力计所受的拉力． 2．测量时,弹簧测力计的挂钩不能浸入液体中,物体也不能触碰到容器底部,否则会导致F拉偏小,所测F浮偏大． 压力差法 1.浸没在水中的长方体金属块,上、下表面受到水的压力分别为2 N、10 N,则该金属块受到的浮力为8N;若上表面距离水面的深度为0.4 m,现把该金属块提升0.1 m,此过程中金属块受到的浮力将不变(选填“变大”“不变”或“变小”)．(ρ水＝1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)  2.探究浮力实验时,小青将重为6 N的长方体铝块浸在水中,如图所示,铝块上表面刚好与水面相平,此时弹簧测力计示数为2.8 N,则长方体铝块下表面受到水的压力为(C ) A．8.8 N B．2.8 N C．3.2 N D．6 N 小结 压力差法:F浮＝F向上－F向下,其中F向上代表物体下表面所受的压力,F向下代表物体上表面所受的压力;若物体上表面露出液面,那么F向下＝0 N,此时F浮＝F向上． 平衡法 1.如图是一种木制的菱桶(可看成是圆柱体),它是采菱角时的载人工具．已知菱桶的底面积为2 m2,高为25 cm,重力为200 N．(ρ水＝1.0×103 kg/m3,g＝10 N/kg)求: (1)空菱桶放入水中静止时受到的浮力; 解:(1)空菱桶放入水中静止时处于漂浮状态,由漂浮条件可知空菱桶受到的浮力F浮＝G桶＝200 N (2)若图中采菱人的重力为600 N,菱桶露出水面的高度为20 cm,此时菱桶内放的菱角的重力． 2.如图是我国自主研制的“海斗”号无人潜水器．最大下潜深度达10 767 m,总质量为35 t(未充水),体积为60 m3,它是通过往水舱中充水和排水来控制其下潜和上浮的．(ρ水＝1.0×103 kg/m3,g＝10 N/kg)求: (1)“海斗”号下潜到8 000 m后打开探照灯,通过观测孔了解8 000 m处深海的秘密,假设观测孔的面积为50 cm2,观测孔受到海水的压力; (2)“海斗”号漂浮在海面上时所受的浮力(水舱中未充水); (3)“海斗”号从海面匀速下潜到8 000 m深海的过程中,最少需要往水舱中充入海水的质量． 小结 当浸在液体中的物体处于平衡状态时,物体受力平衡,抓住物体在竖直方向上的受力情况,可求解浮力的大小．一般有以下几种情况: 阿基米德原理法 1.如图所示,物块A重为3 N,将物块A总体积的浸在足够深的水中,静止时弹簧测力计的示数F＝0.5 N．ρ水＝1.0×103 kg/m3,g＝10 N/kg．求: (1)物块A的体积; (2)若将物块A从弹簧测力计上取下放入水中,物块A静止时所受浮力的大小． (2)若物块A浸没在水中,则它所受的浮力 F浮1＝ρ水gV物＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3.75×10－4 m3＝3.75 N 因F浮1>G,所以静止时物块A处于漂浮状态,由二力平衡得F浮2＝G＝3 N 2.如图甲所示,水平桌面上放着装有一定量水的圆柱形容器,现将一个质量为40 g、体积为5.0×10－5 m3的物块放入容器中,物块静止后漂浮在水面上,g＝10 N/kg,ρ水＝1.0×103 kg/m3．求: (1)图甲中,物块受到的浮力; (2)图乙中,物块受到的浮力; (3)图乙中,物块受到的压力F． 小结 1．对于F浮＝G排＝m排g＝ρ液gV排这些公式,要认真审题,若知道G排最好,若只知道m排也可以直接使用F浮＝m排g求浮力;若都不知道,一般只能想办法求出ρ液和V排,利用F浮＝ρ液gV排来解决问题． 2．经常用“因为物体浸没,所以V物＝V排＝”来求解物体的体积;也经常用“因为物体浸没,所以V排＝V物,F浮＝ρ液gV排”来求解物体所受的浮力． 浮力图象题 1.将一个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,如图甲所示,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,弹簧测力计的示数F与物体下表面浸入水中深度h的关系如图乙所示,则下列说法正确的是(ρ水＝1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)(D ) A．物体浸没时受到的浮力为15 N B．物体的质量为25 kg C．物体刚好浸没时下表面受到的液体压强为4 000 Pa D．物体的密度为2.5×103 kg/m3 2.如图甲所示,静止在水底的实心长方体,在力F的作用下沿竖直方向以0.2 m/s的速度匀速上升,这个过程中细绳对长方体的拉力F随时间t变化的图象如图乙所示．(ρ水＝1.0×103 kg/m3,g＝10 N/kg)求: (1)长方体浸没在水中时受到的浮力; (2)长方体的体积; (3)长方体的密度． 小结 分析图象时,要做到五看:看坐标、看起点、看转折点、看终点、看特征． 1．看坐标:即看清横、纵坐标所表示的具体意义(代表什么物理量)． 2．看起点、转折点和终点:要分析这些点对应的具体的物理情景． 3．看特征:分析图象的走势和变化的特征,找出横、纵坐标代表的物理量之间的定性或定量关系． 例如: 强化训练 1．(2023·汕头金平区期中)弹簧测力计下吊着重为14.7 N的正方形金属块,如图所示,当它浸没在水中时,弹簧测力计的示数为9.8 N,则金属块所受的浮力为4.9N,若金属块上表面所受水的压力为19.6 N,则金属块下表面所受水的压力为24.5 N,金属块上、下表面受到的压力差为4.9N．  2．(2023·湛江雷州市期中)弹簧测力计下吊着重为20 N的长方体金属块,当金属块完全浸入水中时,弹簧测力计的示数为8 N,如图所示．则金属块受到的浮力为12N,若金属块上表面受到水的压力为10 N,则金属块下表面受到水的压力为22N,该金属块的体积为1.2×10－3 m3．(ρ水＝1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)  3．[物理学与社会发展]如图是我国制造的超大型集装箱船“中远海运室女座”号,它比航母还要大．当船停在港口时,船的总质量为4.0×104 t,(ρ水＝1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求: (1)船受到的浮力; (2)船排开水的体积． 4．[科学思维]如图甲所示,用弹簧测力计吊着长方体物块从空中匀速下放到盛水的圆柱形容器中(物块始终未与容器底接触)．物块下放过程中,弹簧测力计的示数F随物块下降高度h变化的关系如图乙所示．(ρ水＝1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求: (1)物块浸没在水中时受到的浮力; (2)物块的体积; (3)物块的密度． 学科网（北京）股份有限公司 $$