《浮力的计算》专题复习2024-2025学年人教版(2024)八年级物理下学期
人教版(2024)八年级物理下学期第10章《浮力的计算》专题复习
考点概述
1、浮力的基本概念
定义:浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)向上的托力,用符号F₁表示。
方向:竖直向上。
施力物体:液体(或气体)
2、如何计算及分析浮力综合题?
【方法技巧】浮力综合题是指某两种或某几种计算浮力的方法相融合,利用计算浮力的方法的展开式解答与之相关联的物理量,如求物体的密度、液体的密度、物体的质量、排开液体的体积等。常见的浮力综合题主要有两类:称重法与阿基米德原理综合;漂浮、悬浮条件与阿基米德原理综合。
如何解答浮力计算题,方法总结如下:
(1)明确研究对象所处的浮沉状态及运动状态,即物体是“漂浮”、“悬浮”还是“被绳或弹簧秤吊着静止或做匀速直线运动”。审题时要抓住题目中的关键词语和信息,找出隐含条件,确定是哪一类问题,找出适当的公式。如:看到“漂浮”“悬浮”“露出水面”“轮船在海上航行”等信息,确定用漂浮或悬浮法和阿基米德原理结合解题,列出相应公式F浮=G物和F浮=G排;看到“弹簧测力计吊着物体”,确定用称重法和阿基米德原理结合解题,列出相应的公式F浮=G-F拉和F浮=G排;
(2)正确分析研究对象在竖直方向上的受力情况,并画出物体的受力示意图,在图中标出已知力与未知力;
(3)
根据研究对象所处的状态列出力平衡方程,然后根据所求的未知量对公式进行合理变形或展开。用已知量和未知量来表示力;
如F浮=G物,可以变形为ρ液gV排=ρ物V物g即ρ液V排=ρ物V物。变形后,此类型题可以求的物理量(密度和体积)有四个:ρ液、V排、ρ物、V物,任意知道三个量,可求第四量。
(4)代入数值求解。
【温馨提醒】:①当物体受到几个力的作用时,首先应对物体进行受力分析,找出这些力之间的关系,再代入公式、物理量求解。在浮力计算中若遇到连接体、叠加体时,通常用整体法进行巧妙处理。②涉及两个物理状态的浮力问题,往往要对两个状态下的物体分别进行受力分析,根据力的平衡原理,列出两个方程,通过解方程得出结果。
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专项训练
1.一物体重为30N,当它浸没在水中时(图),弹簧测力计的示数为25N。求:(g取)
(1)物体受到的浮力;
(2)物体的体积;
(3)物体的密度。
2.2023年7月12日,中国第13次北冰洋科学考察队搭乘雪龙2号破冰船(如图所示)从上海出发,执行科学考察任务。已知该船的排水量为13996t,江水=1.0×103kg/m3,
海水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg,求:
(1)满载时,破冰船受到水的浮力;
(2)满载的破冰船从长江驶入东海时排开水的体积变化量(计算结果保留整数)。
3.将一边长是1m的实心正方体,缓慢放入水中,待它漂浮时,排开水的质量是600kg。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)正方体受到的浮力是多少?
(2)正方体排开水的体积是多少?
4.如题图所示,型导弹护卫舰是中国人民解放军海军的巡防舰,满载排水量为
。图中的
型导弹护卫舰满载人员和装备在长江航行。(g取
)
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(1)求它所受江水的浮力;
(2)如果江水密度为,求此时护卫舰排开水的体积;
(3)当护卫舰从长江驶入大海时,它所受的浮力将如何变化?
5.如图是“打捞浮筒”,它可用于港内、航道与海上的突发性、灾难性应急抢救和打捞。空浮筒体积(含空腔部分)为,质量为
。已知海水的密度约为
,忽略浮筒体积变化和筒内气体质量。(g取
)
(1)浮筒浸没在海水中受到的浮力是多少?
(2)1个浮筒充满气后,在打捞过程中能够提供的最大拉力为多少?
6.如图甲所示,建造海底隧道时,先将钢筋混凝土制成的沉管两端密封,如同一个巨大的长方体空心箱子,然后让其漂浮在海面上,再用船将密封沉管拖到预定海面上,向其内部灌水使之沉入海底。沉到海底后,将其下半部分埋入海底的泥沙中,再将灌入其中的海水全部抽出,此时空心密封沉管不会再上浮,海底隧道就建成了。设某节密封长方形沉管的长、宽、高如图乙所示,质量。钢筋混凝土的密度
,海水密度
取
,g取
求该节密封沉管:
(1)体积V。
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