微专题(04)　浮力的综合计算课件2025年中考物理一轮复习（甘肃专版）

浮力的综合计算 微专题(四) 判断或计算浮力的大小要先选择合适的公式,分析问题时可以由状态直接确定密度或受力。 (1)压力差法(浮力产生的原因):F浮=F向上-F向下。 (2)已知物体排开液体所受的重力:F浮=G排。 (3)称重法(弹簧测力计法):F浮=G物-F示。 (4)阿基米德原理法(已知物体排开液体的体积和液体的密度):F浮=ρ液gV排。 方法指导 例 1 如图W4-1所示,某物块用细线系在弹簧测力计下,在空气中时弹簧测力计的示数是15 N,浸没在水中时弹簧测力计的示数是5 N,若此时物块上表面所受水的压力为3 N,则物块下表面所受水的压力是　　　　N。  压力差法 类型一 13 典例分析 图W4-1 变式1 现有一棱长为10 cm的正方体物块漂浮在水面上,如图W4-2所示,其上表面距水面2.5 cm,则:(g取10 N/kg) (1)物块的下表面受到水的压力是多少? (2)物块受到的浮力为多少? (3)物块的密度为多少? 图W4-2 解:(1)由题可知,物块下表面所处的深度: h下=L-h露=10 cm-2.5 cm=7.5 cm=0.075 m, 则其下表面受到水的压强: p下=ρ水gh下=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.075 m=750 Pa, 下表面受到水的压力:F下=p下S=p下L2=750 Pa×(0.1 m)2=7.5 N。 变式1 现有一棱长为10 cm的正方体物块漂浮在水面上,如图W4-2所示,其上表面距水面2.5 cm,则:(g取10 N/kg) (2)物块受到的浮力为多少? 图W4-2 (2)因物块漂浮,则其上表面受到水的压力F上=0, 由压力差法求浮力可知,物块所受的浮力: F浮=F下-F上=7.5 N-0=7.5 N。 变式1 现有一棱长为10 cm的正方体物块漂浮在水面上,如图W4-2所示,其上表面距水面2.5 cm,则:(g取10 N/kg) (3)物块的密度为多少? 图W4-2 (3)因物块漂浮,则其重力:G物=F浮=7.5 N, 该物块的密度: ρ物== 0.75×103 kg/m3。 例 2 水平桌面上有一装有水的烧杯,杯底面积为100 cm2,将重为5 N的物体A用细线悬挂在弹簧测力计下,一部分浸入水中时弹簧测力计的示数如图W4-3甲所示,此时物体A受到的浮力为　　　　N。剪断细线,A缓慢沉入水底,静止时如图乙所示,与图甲相比,烧杯对桌面的压强增加了　　　　Pa。 称重法 类型二 1.2 图W4-3 380 变式2 如图W4-4甲所示,弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从水面上方某一高度处匀速下降,然后使圆柱体逐渐浸入水中。整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h的关系如图乙所示。求:(g取10 N/kg,水的密度为1.0×103 kg/m3) (1)圆柱体所受的重力。 (2)当圆柱体刚好浸没时,下表面受到的水的 压强。 (3)圆柱体的密度。 图W4-4 解:(1)圆柱体没有浸入水中时弹簧测力计的 示数即为圆柱体所受的重力,由图乙可知,圆柱体所受的重力G=F=6 N。 变式2 如图W4-4甲所示,弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从水面上方某一高度处匀速下降,然后使圆柱体逐渐浸入水中。整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h的关系如图乙所示。求:(g取10 N/kg,水的密度为1.0×103 kg/m3) (2)当圆柱体刚好浸没时,下表面受到的水的 压强。 (2)由图乙可知,当圆柱体刚好浸没时, 下表面所处的深度:h=7 cm-4 cm=3 cm, 则圆柱体刚好浸没时,下表面受到的水的压强: p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.03 m=300 Pa。 图W4-4 变式2 如图W4-4甲所示,弹簧测力计下挂一圆柱体,将圆柱体从水面上方某一高度处匀速下降,然后使圆柱体逐渐浸入水中。整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h的关系如图乙所示。求:(g取10 N/kg,水的密度为1.0×103 kg/m3) (3)圆柱体的密度。 (3)由图乙可知,圆柱体浸没时弹簧测力计的 示数F'=4 N, 则圆柱体浸没时受到的浮力: F浮=G-F'=6 N-4 N=2 N, 因物体浸没时排开液体的体积等于物体的体积, 图W4-4 由F浮=ρ液gV排可得,圆柱体的体积: V=V排==2×10-4 m3, 圆柱体的质量: m==0.6 kg, 则圆柱体的密度: ρ==3×103 kg/m3。 图W4-4 例 3 一个重7.8 N的铁块,浸没在水中时,铁块受到的浮力为　　　　　N。若把它浸没在酒精中,受到的浮力为　　　　　N。(ρ铁=7.8×103 kg/m3, ρ酒精=0.8×103 kg/m3,g取10 N/kg)  阿基米德原理法 类型三 1 0.8 变式3 如图W4-5所示,将棱长为10 cm的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中。木块静止时,从杯中溢出水的质量为0.6 kg。求:(g取10 N/kg, ρ水=1.0×103 kg/m3) (1)木块受到的浮力。 (2)木块的密度。 (3)木块下表面受到的水的压强。 图W4-5 解:(1)木块静止时,从杯中溢出水的质量为0.6 kg, 由阿基米德原理可知,木块受到的浮力: F浮=G排=m排g=0.6 kg×10 N/kg=6 N。 变式3 如图W4-5所示,将棱长为10 cm的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中。木块静止时,从杯中溢出水的质量为0.6 kg。求:(g取10 N/kg, ρ水=1.0×103 kg/m3) (2)木块的密度。 图W4-5 (2)因为木块漂浮,所以木块受到的重力等于浮力, 即木块受到的重力为6 N,则木块的密度: ρ==0.6×103 kg/m3。 变式3 如图W4-5所示,将棱长为10 cm的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中。木块静止时,从杯中溢出水的质量为0.6 kg。求:(g取10 N/kg, ρ水=1.0×103 kg/m3) (3)木块下表面受到的水的压强。 图W4-5 (3)由浮力产生的原因可知, 木块下表面受到的压力:F=F浮=6 N, 则木块下表面受到的水的压强为p==600 Pa。 例 4 如图W4-6所示,物体A、B的体积相同,A的重力为4 N、B的重力为8 N, A、B之间由细线连接,且被拉直,当A、B在水中静止时,A有的体积露出水面,A、B整体受到的浮力为　　　　N,物体A的体积为　　 　m3。当剪断细线后,容器中的液面将　　　　(选填“上升”“下降”或“不变”)。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)  平衡法 类型四 图W4-6 12 7.2×10-4 下降 变式4 一个棱长为10 cm、重为8 N的正方体木块漂浮在水中,有体积露出水 面,如图W4-7 甲所示。已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。 (1)求木块所受的浮力。 (2)求木块底部受到的水的压强。 (3)若在木块上放一砝码使得木块刚好浸没在水中(如图乙所示),求砝码所受重力。 图W4-7 解:(1)图甲中,木块处于漂浮状态,所受浮力: F浮=G木=8 N。 变式4 一个棱长为10 cm、重为8 N的正方体木块漂浮在水中,有体积露出水 面,如图W4-7 甲所示。已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。 (2)求木块底部受到的水的压强。 图W4-7 (2)木块底部在水中所处的深度: h=0.1 m×=0.08 m, 则木块底部受到的水的压强: p=ρ水gh= 1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.08 m=800 Pa。 变式4 一个棱长为10 cm、重为8 N的正方体木块漂浮在水中,有体积露出水 面,如图W4-7 甲所示。已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。 (3)若在木块上放一砝码使得木块刚好浸没在水中(如图乙所示),求砝码所受重力。 图W4-7 (3)图乙中木块受到的浮力: F浮'=ρ水gV排=ρ水gV=ρ水gL3=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(0.1 m)3=10 N, 对木块受力分析可知,F浮'=G木+F压=G木+G砝, 则砝码所受重力: G砝=F浮'-G木=10 N-8 N=2 N。 $$