第十章 集训课堂 练素养 浮力的计算+课件 -2023-2024学年教科版物理八年级下册

教科版 八年级下 练素养 集训课堂 浮力的计算 第十章 流体的力现象 如图所示，一个半球形物体浸没在水中，受到水向下的压力为30 N，物体受到水施加的浮力为80 N，则物体受到水向上的压力为多少牛？ 1 2 如图所示，一个半球形物体浸没在水中，受到水向下的压力为30 N，物体受到水施加的浮力为80 N，则物体受到水向上的压力为多少牛？ 1 解：根据F浮＝F向上－F向下可知，物体受到 水向上的压力F向上＝F浮＋F向下＝80 N＋ 30 N＝110 N。 3 如图所示，一个装有水的圆柱形容器放在水平桌面上，容器中的水深h＝20 cm。某同学将一个实心物体挂在弹簧测力计下，在空气中称得物体的重力G＝7.9 N，再将物体缓慢浸没在容器的水中，物体静止时与容器没有接触，且容器中的水没有溢出，弹簧 测力计的示数F＝6.9 N。 (ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)求： 2 (1)物体放入水中之前，容器底部受到水的压强p。 (2)物体浸没时受到水的浮力F浮。 (1)物体放入水中之前，容器底部受到水的压强p。 (2)物体浸没时受到水的浮力F浮。 解：h＝20 cm＝0.2 m，物体放入水中之前，容器底部受到水的压强p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg× 0.2 m＝2×103 Pa。 物体浸没时受到水的浮力F浮＝G－F＝7.9 N－6.9 N＝1 N。 (3)物体的密度ρ物。 (3)物体的密度ρ物。 将U形管压强计(压强计管内装有水)的金属盒放在盛有某种液体的玻璃杯中，相关信息如图所示，g取10 N/kg。求： 3 (1)液体的密度。 (1)液体的密度。 (2)体积为60 cm3的小球浸没在液体中时受到的浮力。 (2)体积为60 cm3的小球浸没在液体中时受到的浮力。 解：体积为60 cm3的小球浸没在液体中时受到的浮力 F浮＝ρ液gV球＝0.8×103 kg/m3×10 N/kg×60×10－6 m3＝0.48 N。 底面积为150 cm2、重3 N、盛水4 cm深且足够高的薄壁柱形容器置于水平桌面上，如图所示，将底面积为50 cm2、质量为450 g、密度为0.9 g/cm3的不吸水圆柱体用轻质细线挂在测力计下，由图 示位置缓慢向下浸入水中，直至测力计示数 为0后，只取走测力计，再打开阀门K向外放 水。求：(g取10 N/kg，水的密度ρ水＝1.0× 103 kg/m3) 4 (1)圆柱体的体积。 (1)圆柱体的体积。 (2)圆柱体下降过程中，当其浸入水中的深度为2 cm时，测力计的示数。 (2)圆柱体下降过程中，当其浸入水中的深度为2 cm时，测力计的示数。 解：圆柱体浸入水中的深度为2 cm，V排＝Sh＝50 cm2 ×2 cm＝100 cm3＝10－4m3，圆柱体所受的浮力F浮＝ρ液gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10－4m3＝1 N；圆柱体的重力G＝mg＝450×10－3 kg×10 N/kg＝4.5 N；测力计的示数F弹＝G－F浮＝4.5 N－1 N＝3.5 N。 (3)当放水至容器对桌面的压强为800 Pa时，水对容器底的压强。 (3)当放水至容器对桌面的压强为800 Pa时，水对容器底的压强。 解：由F浮＝ρ液gV排可得，物体排开水的体积V排＝＝＝1×10－4 m3，因为物体浸没，所以物体体积V＝V排＝1×10－4 m3，物体的质量m＝＝＝0.79 kg，物体的密度ρ物＝＝＝7.9×103 kg/m3。 解：由图可知，12.5 cm深的液体产生的压强与10 cm深的水产生的压强相等，即p＝ρ液gh液＝ρ水gh水，则 ρ液＝＝＝＝0.8× 103 kg/m3。 解：圆柱体的体积V＝＝＝500 cm3。 解：当放水至容器对桌面的压强为800 Pa时，F压＝pS容＝800 Pa×150×10－4m2＝12 N；压力大小等于水的重力、容器的重力和圆柱体重力大小之和，水的重力G水＝F压－G容－G＝12 N－3 N－4.5 N＝4.5 N；由G＝mg可得，此时水的质量m水＝＝＝0.45 kg＝450 g， 由ρ＝可得，此时水的体积V水＝＝＝450 cm3，设此时圆柱体下端与容器底端接触，圆柱体浸入水中的深度为h水，可得S容h水＝S柱h水＋V水，解得h水＝＝＝4.5 cm＝0.045 m，此时圆柱体排开水的体积V排′＝S柱h水＝50 cm2×4.5 cm＝225 cm3＝2.25×10－4 m3， 由阿基米德原理可知，此时圆柱体所受浮力F浮′＝ρ水gV排′＝1×103 kg/m3×10 N/kg×2.25×10－4 m3＝2.25 N，此时圆柱体所受浮力小于其重力，则圆柱体在水中处于下沉状态，故假设成立，则此时容器中的水面深度h水′＝h水＝0.045 m，故由p＝ρgh可得，水对容器底的压强p水＝ρ水gh水′＝1×103 kg/m3×10 N/kg×0.045 m＝450 Pa。 $$