第九章 专题训练　8.浮力的有关计算 课件 2024-2025学年沪科版物理八年级全一册

第九章　浮力 专题训练　8.浮力的有关计算 ⁠ ⁠ 压力差法计算浮力 1.如图所示，容器中盛有水，一正方体物块悬浮在水中，上、下两个表面都受到水的压强。其中h1＝10 m，h2＝5 m， h3＝7 m，h4＝8 m，求： （1）水对物块上、下表面的压强。 1 2 3 4 5 6 7 解：（1）水对物块上表面的压强是p上＝ρ水g（h1－h3）＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×（10 m－7 m）＝3×104 Pa，水对物块下表面的压强是p下＝ρ水g（h1－h2）＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×（10 m－5 m）＝5×104 Pa； 1 2 3 4 5 6 7 1.如图所示，容器中盛有水，一正方体物块悬浮在水中，上、下两个表面都受到水的压强。其中h1＝10 m，h2＝5 m， h3＝7 m，h4＝8 m，求： （2）物块上、下表面受到的压力。 1 2 3 4 5 6 7 解：（2）由图可知，正方体物块的棱长l＝h3－h2＝7 m－5 m＝2 m，正方体一个面的面积S＝l2＝2 m×2 m＝4 m2，物块上表面受到的压力是F上＝p上S＝3×104 Pa×4 m2＝1.2×105 N，物块下表面受到的压力是F下＝p下S＝ 5×104 Pa×4 m2＝2×105 N； 1 2 3 4 5 6 7 （3）该物块受到水的浮力。（g取10 N/kg） 解：（3）浮力的大小等于物块上下表面的压力差，则该物块受到水的浮力是F浮＝F下－F上＝2×105 N－1.2×105 N＝8×104 N。 1.如图所示，容器中盛有水，一正方体物块悬浮在水中，上、下两个表面都受到水的压强。其中h1＝10 m，h2＝5 m， h3＝7 m，h4＝8 m，求： 1 2 3 4 5 6 7 ⁠ ⁠ 阿基米德原理法计算浮力 2.[立德树人·中国智慧][2023·黄山一模]我国第三艘航空母舰“福建舰”（如图所示），是我国完全自主设计建造的首艘电磁弹射型航空母舰，满载排水量为8×104 t，最底部距海面的竖直距离约为20 m，搭载的将是歼－35隐形战斗机，战斗机的重力为3×105 N。海水的密 度取1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。求： （1）“福建舰”满载时受到的浮力F浮； 1 2 3 4 5 6 7 解：（1）根据题意可知，“福建舰”满载时受到的浮力为 F浮＝G排水＝mg＝8×104×103 kg×10 N/kg＝8×108 N。 1 2 3 4 5 6 7 2.[立德树人·中国智慧][2023·黄山一模]我国第三艘航空母舰“福建舰”（如图所示），是我国完全自主设计建造的首艘电磁弹射型航空母舰，满载排水量为8×104 t，最底部距海面的竖直距离约为20 m，搭载的将是歼－35隐形战斗机，战斗机的重力为3×105 N。海水的密 度取1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。求： （2）“福建舰”满载时最底部受到海水的压强p； 1 2 3 4 5 6 7 解：（2）根据p＝ρgh，“福建舰”满载时最底部受到海水的压强为p＝ρgh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×20 m＝2×105 Pa。 1 2 3 4 5 6 7 2.[立德树人·中国智慧][2023·黄山一模]我国第三艘航空母舰“福建舰”（如图所示），是我国完全自主设计建造的首艘电磁弹射型航空母舰，满载排水量为8×104 t，最底部距海面的竖直距离约为20 m，搭载的将是歼－35隐形战斗机，战斗机的重力为3×105 N。海水的密 度取1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。求： （3）一架歼－35隐形战斗机从甲板上弹射 起飞后，“福建舰”排开海水的体积的改变量 。 1 2 3 4 5 6 7 解：（3）根据题意可知，“福建舰”排开海水的体积的改变量ΔV＝＝＝＝30 m3。 1 2 3 4 5 6 7 3.[科学素质·科学实践][2023·广安中考]“曹冲称象”是妇孺皆知的故事。某科创小组仿效曹冲，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20 cm，底面积为0.1 m2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8 cm，已知： ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。求： （1）当秤盘不放物体时，浮力秤下表面受到水的压强； 1 2 3 4 5 6 7 解：（1）由题可知，当秤盘不放物体时，浮力秤下表面受到水的压强为p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×8× 10－2 m＝800 Pa。 1 2 3 4 5 6 7 3.[科学素质·科学实践][2023·广安中考]“曹冲称象”是妇孺皆知的故事。某科创小组仿效曹冲，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20 cm，底面积为0.1 m2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8 cm，已知：ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。求： （2）浮力秤的重力； 1 2 3 4 5 6 7 解：（2）由题可知，浮力秤静止在水中时排开水的体积为V排＝Sh＝0.1 m2×8×10－2 m＝0.008 m3，根据阿基米德原理，浮力秤静止在水中时受到的浮力为F浮＝ ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.008 m3＝80 N，因为浮力秤静止在水中时是漂浮状态， 则重力等于浮力，G＝80 N。 1 2 3 4 5 6 7 3.[科学素质·科学实践][2023·广安中考]“曹冲称象”是妇孺皆知的故事。某科创小组仿效曹冲，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20 cm，底面积为0.1 m2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8 cm，已知： ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。求： （3）浮力秤能测物体的最大质量。 1 2 3 4 5 6 7 解：（3）当浮力秤上表面刚刚和水面相平时，能够受到的最大浮力为F大＝ρ水gV排'＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m2×20×10－2 m＝200 N，浮力秤能够测出物体的最大重力为G大＝F大－G＝200 N－80 N＝120 N， 则浮力秤能测物体的最大质量为 m＝＝＝12 kg。 1 2 3 4 5 6 7 ⁠ ⁠ 称重法计算浮力 4.把一重为10 N的铁块用细线系在弹簧测力计下并浸没在水中，如图所示，静止时弹簧测力计的示数为7 N，则铁块所受的浮力为（　C　） A.10 N B.7 N C.3 N D.17 N C 1 2 3 4 5 6 7 5.[科学思维]小明利用如图甲所示的装置，将物块从水面缓缓浸入水中，图乙为弹簧测力计的示数F与物块浸入水中深度h的关系图象，物块浸没在水中时所受的浮力为  　2　⁠N，台秤的示数将增加 　200　⁠g。 （g取10 N/kg） 2 200 1 2 3 4 5 6 7 点拨：由图乙可知：物块的重力G＝4 N，物块浸没后弹簧 测力计的示数F＝2 N，所以物块浸没在水中时所受的 浮力F浮＝G－F＝4 N－2 N＝2 N；物块浸没后，受到 水对它竖直向上的浮力为2 N，因为物体间力的作用 是相互的，所以物块对水竖直向下的压力为2 N，那 么水对台秤的压力增大2 N，台秤的示数将增加Δm＝ ＝＝0.2 kg＝200 g。 1 2 3 4 5 6 7 ⁠ ⁠ 平衡法计算浮力 6.[2023·天津河东区期中]如图所示，一实心木块，浸没在密度为ρ1的液体中时，绳子的拉力为T1，浸没在密度为ρ2的液体中时，绳子的拉力为T2，则此木块的密度为多少？ 1 2 3 4 5 6 7 解：由题图可知，木块浸没在液体中，受到重力、浮力和拉力作用，由平衡条件可知，F浮＝ρ液Vg＝G＋T， 当木块浸没在密度为ρ1的液体中时，ρ1Vg＝ρ木Vg＋T1①， 当木块浸没在密度为ρ2的液体中时，ρ2Vg＝ρ木Vg＋T2 ②， 由①②解得，此木块的密度为ρ木＝。 1 2 3 4 5 6 7 7.为了节约水资源，公厕用的定时定量冲水装置主要部件如图所示。浮筒底面积为S1＝100 cm2且足够高，表面积为S2＝20 cm2的圆形阀门（厚度不计）略大于出水口，浮筒与阀门用细杆相连（不计浮筒、阀门、细杆的重力）。通常情况下，水龙头以滴漏形式向储水桶供水，当储 水桶水位上升到20 cm时，浮筒即将通过细杆将阀 门拉起冲水，求即将开始冲水时：（g取10 N/kg） （1）阀门所受水的压力； 1 2 3 4 5 6 7 解：（1）由题可知，当h＝20 cm＝0.2 m时，即将开始冲水，阀门所受水的压强为p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg× 0.2 m＝2 000 Pa，阀门所受水的压力为： F压＝pS2＝2 000 Pa×20×10－4 m2＝4 N； 1 2 3 4 5 6 7 7.为了节约水资源，公厕用的定时定量冲水装置主要部件如图所示。浮筒底面积为S1＝100 cm2且足够高，表面积为S2＝20 cm2的圆形阀门（厚度不计）略大于出水口，浮筒与阀门用细杆相连（不计浮筒、阀门、细杆的重力）。通常情况下，水龙头以滴漏形式向储水桶供水，当储 水桶水位上升到20 cm时，浮筒即将通过细杆将阀 门拉起冲水，求即将开始冲水时：（g取10 N/kg） （2）细杆对阀门的拉力； 1 2 3 4 5 6 7 解：（2）阀门刚被拉起时，因为不计重力，故阀门在竖直方向只受到细杆的拉力F和水的压力而平衡，拉力F＝F压＝4 N； 1 2 3 4 5 6 7 7.为了节约水资源，公厕用的定时定量冲水装置主要部件如图所示。浮筒底面积为S1＝100 cm2且足够高，表面积为S2＝20 cm2的圆形阀门（厚度不计）略大于出水口，浮筒与阀门用细杆相连（不计浮筒、阀门、细杆的重力）。通常情况下，水龙头以滴漏形式向储水桶供水，当储 水桶水位上升到20 cm时，浮筒即将通过细杆将阀 门拉起冲水，求即将开始冲水时：（g取10 N/kg） （3）浮筒浸入水中部分的深度。 1 2 3 4 5 6 7 解：（3）浮筒刚拉起阀门时，因为不计重力，故浮筒在竖直方向只受到浮力和细杆的拉力，细杆拉力为F'＝F＝4 N，则F浮＝F'＝4 N，由F浮＝ρ水gV排可得，V排＝＝＝4×10－4 m3，浮筒浸入 水中的深度H＝＝＝0.04 m。 1 2 3 4 5 6 7 $$