小专题（六）　浮力的计算 ----2024-2025学年人教版物理八年级下学期

小专题（六）　浮力的计算 第十章 浮力 类型一　称重法——F浮＝G物－F示 1. （2024·北京大兴二模）将一个圆柱体金属块竖直挂在弹簧测力计下，在空气中静止时弹簧测力计的示数F1＝2.7N，再把金属块浸没在水中，静止时弹簧测力计的示数F2＝1.7N。已知水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求： （1） 金属块浸没在水中时受到的浮力大小。 解：（1） 由题知，金属块重力G＝F1＝2.7N，金属块浸没水中静止时弹簧测力计的示数F2＝1.7N，金属块受到的浮力F浮＝G－F2＝2.7N－1.7N＝1N 第1题 1 2 3 4 5 6 7 （2） 金属块的密度。 解：（2） 金属块浸没在水中，由阿基米德原理可得，金属块的体积V＝V排＝＝＝1×10－4m3，金属块的质量m＝＝＝0.27kg，金属块的密度ρ＝＝＝2.7×103kg/m3 第1题 1 2 3 4 5 6 7 类型二　压差法——F浮＝F下－F上 2. 如图所示，有一棱长为10cm的正方体直立浸没在水中，正方体的各个侧面受到水的压力相互抵消，上、下底面所受水的压力分别为F1和F2。已知正方体上表面在水中深度h1＝12cm。（g取10N/kg）求： （1） F1的大小。 解：（1） 正方体上表面在水中深度h1＝12cm＝0.12m；受到的压强p1＝ρ水gh1＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m＝1.2×103Pa；底面积S＝（0.1m）2＝10－2m2；上底面受到的压力F1＝p1S＝1.2×103Pa×10－2m2＝12N 第2题 1 2 3 4 5 6 7 （2） 正方体所受浮力的大小。 解：（2） 下底面的深度h2＝12cm＋10cm＝22cm＝0.22m；下底面的压强p2＝ρ水gh2＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.22m＝2.2×103Pa，下底面受到的压力F2＝p2S＝2.2×103Pa×10－2m2＝22N；浮力F浮＝F2－F1＝22N－12N＝10N 第2题 1 2 3 4 5 6 7 类型三　阿基米德原理——F浮＝G排 3. 2023年12月18日，我国首艘自主研制的超深水大洋科考钻探船正式命名为“梦想”号，并进行了首次试航。“梦想”号船体总质量约为33000t，总长为179.8m、宽为32.8m，续航力为15000海里。满载时排水量达42000t，具备海域下11000m深的钻探能力。g取10N/kg，求满载时该“梦想”号钻探船受到的浮力。 解：钻探船受到的浮力F浮＝G排＝m排g＝42000×103kg×10N/kg＝4.2×108N 1 2 3 4 5 6 7 类型四　平衡法——F浮＝G物 4. 如图所示是从高处掉入水里的柠檬，最终漂浮在水面上，若密度均匀的柠檬质量为150g，密度为0.6×103kg/m3。（水的密度为1.0×1.03kg/m3，g取10N/kg）求： （1） 柠檬漂浮时露出水面的体积。 解：（1） 柠檬的重力G＝mg＝150×10－3kg×10N/kg＝1.5N；柠檬漂浮在水面，柠檬受到的浮力F浮＝G＝1.5N；柠檬排开水的体积V排＝＝＝1.5×10－4m3；柠檬的密度ρ柠檬＝0.6×103kg/m3；由ρ＝可知，柠檬的体积 V柠檬＝＝＝2.5×10－4m3；漂浮时柠檬露出的体积V露＝V柠檬－V排＝2.5×10－4m3－1.5×10－4m3＝1.0×10－4m3 第4题 1 2 3 4 5 6 7 （2） 柠檬浸没在水中时受到的浮力。 解：（2） 柠檬浸没在水中时，排开水的体积V排'＝V柠檬＝2.5× 10－4m3；柠檬浸没在水中时受到的浮力F浮'＝ρ水gV排'＝1.0× 103kg/m3×10N/kg×2.5×10－4m3＝2.5N 第4题 1 2 3 4 5 6 7 类型五　浮力的综合 5. （2024·北京东城校级段考）学了浮力知识后，科技小组的同学用筷子自制了一个木筏模型，如图所示。木筏的质量为100g，体积为180cm3。（g取10N/kg）求： （1） 木筏漂浮在水面上时，受到的浮力。 解：（1） 木筏的质量m木＝100g＝0.1kg，则木筏漂浮在水面上时，F浮＝G木＝m木g＝0.1kg×10N/kg＝1N 第5题 1 2 3 4 5 6 7 （2） 木筏漂浮在水面上时，露出水面的体积。 解：（2） 木筏漂浮在水面上时，根据F浮＝ρ水gV排可得：V排＝＝＝1×10－4m3＝100cm3，则木筏露出水面的体积V露＝V－V排＝180cm3－100cm3＝80cm3 第5题 1 2 3 4 5 6 7 （3） 将10支签字笔放在木筏上面，木筏刚好浸没在水中，平均每支签字笔的质量。 解：（3） 将10支签字笔放在木筏上面，木筏刚好浸没在水中，受到的浮力F浮'＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg× 180×10－6m3＝1.8N，因F浮'＝G木＋G笔，则G笔＝F浮'－G木＝1.8N－1N＝0.8N，则m笔＝＝＝0.08kg＝80g，所以，每支签字笔的质量m＝＝＝8g 第5题 1 2 3 4 5 6 7 6. （2024·北京丰台二模）某科技小组的同学想制作一个简易的密度计来测量液体的密度。他们取了一个上端开口，底部有配重的薄壁玻璃筒，侧壁标有0～80mL体积刻度，将空玻璃筒开口向上放入水中，玻璃筒竖直漂浮。向玻璃筒内加水至50mL刻度线时，在玻璃筒与外侧水面相平处做记号线，如图甲所示。将空玻璃筒开口向上放入待测液体中，向玻璃筒内加水至30mL刻度线时，外侧待测液体液面恰好与玻璃筒记号线相平，如图乙所示。已知玻璃筒重0.5N，水的密度为1g/cm3，g取10N/kg。求： 1 2 3 4 5 6 7 （1） 图甲玻璃筒受到的浮力的大小。 解：（1） 玻璃筒中水的质量m水＝ρ水V水＝1g/cm3×50cm3＝50g＝0.05kg，水的重力G水＝m水g＝0.05kg×10N/kg＝0.5N，玻璃筒与水的总重力G＝G水＋G筒＝0.5N＋0.5N＝1N；玻璃筒竖直漂浮在水中，所受浮力等于自身重力，所以图甲玻璃筒受到的浮力F浮＝G＝1N 1 2 3 4 5 6 7 （2） 简易密度计上30mL刻度线对应的密度值。 解：（2） 将空玻璃筒开口向上放入待测液体中，向玻璃筒内加水至30mL刻度线时，此时玻璃筒中水的质量m水'＝ρ水V水'＝1g/cm3×30cm3＝30g＝0.03kg，水的重力G水'＝m水'g＝0.03kg×10N/kg＝0.3N，玻璃筒与水的总重力G'＝G水'＋G筒＝0.3N＋0.5N＝0.8N；此时玻璃筒受到的浮力F浮'＝G'＝0.8N；此时排开液体的体积等于排开水的体积V排＝＝＝10－4m3；液体的密度ρ液体＝＝＝0.8×103kg/m3＝0.8g/cm3 1 2 3 4 5 6 7 7. （2024·北京昌平三模）如图所示，将一棱长为0.1m的正方体木块放置在装有水的底面积为400cm2的圆柱形容器中，木块下端有细绳与容器底部相连，竖直静止，此时木块有露出水面，绳子处于自由状态，ρ水＝1×103kg/m3，g取10N/kg，求： （1） 图中木块所受浮力。 解：（1） 木块的体积V＝l3＝（0.1m）3＝10－3m3，图中木块静止时，有体积露出水面，则木块排开水的体积V排＝V＝× 10－3m3＝6×10－4m3，木块受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3× 10N/kg×6×10－4m3＝6N 第7题 1 2 3 4 5 6 7 （2） 木块的密度。 解：（2） 图中木块漂浮，受到重力与浮力相等，则木块的重力G＝ F浮＝6N，根据G＝mg＝ρVg可得，木块的密度ρ＝＝＝0.6×103kg/m3　 第7题 1 2 3 4 5 6 7 （3） 在容器中加入水，直至木块被浸没，此时细绳所受到的拉力。（容器足够高） 解：（3） 木块被浸没时，排开水的体积等于木块的体积，即V排'＝V＝10－3m3，木块受到的浮力F浮'＝ρ水gV排'＝1×103kg/m3×10N/kg× 10－3m3＝10N，此时木块受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、细绳的拉力作用，处于静止状态，合力为零，故细绳的拉力F＝F浮'－G＝10N－6N＝4N 第7题 1 2 3 4 5 6 7 $$