2021屆中考一輪復習專題訓練(三)　浮力計算的四種方法

1、專題訓練(三)浮力計算的四種方法 類型一壓力差法方法詮釋:f浮=f向上-f向下(f向上=p向上s=液gh1s,f向下=p向下s=液gh2s)。1.一個浸沒在水中的正方體物塊,其下表面受到水對它向上的壓力為20 n,上表面受到水對它向下的壓力為12 n,則物塊在水中受到的浮力大小和方向為()a.32 n,豎直向上b.8 n,豎直向上c.8 n,豎直向下d.無法判斷2.如圖所示,一個半球形物體浸沒在水中,受到水向下的壓力為30 n,半球受到的水的浮力為80 n,則半球受到水向上的壓力為n。3.有一邊長為10 cm的正方體浸沒在水中,其上表面距水面的高度為h1=15 cm,如圖所示,則物體上表面受到

2、水的壓強是pa,壓力為n;下表面受到水的壓強是pa,壓力是n;物體受到的浮力是n。(g取10 n/kg)4.現(xiàn)有一邊長為10 cm的正方體物塊漂浮在水面上,如圖所示,其上表面距水面2.5 cm,它的下表面受到水的壓力是多大?它受到的浮力是多大?物塊的密度是多少?(g取10 n/kg)類型二稱重法方法詮釋:f浮=g-f示(g:物體的重力;f示:物體浸在液體中時彈簧測力計的示數(shù))。5.如圖所示,用彈簧測力計懸掛重為8 n的金屬塊浸入水中,靜止時彈簧測力計的示數(shù)為5 n。此時金屬塊所受浮力的大小和方向是()a.8 n,豎直向上b.5 n,豎直向下c.3 n,豎直向下d.3 n,豎直向上6.彈簧測力計

3、下吊著一個金屬球,彈簧測力計的示數(shù)為10 n,當金屬球剛好一半浸入水中時,示數(shù)為9 n,這時金屬球受到的浮力為n,當金屬球全部浸入水中時,受到的浮力為n,彈簧測力計的示數(shù)為n。7.如圖甲所示,小宇用彈簧測力計吊著金屬塊逐漸浸入水中,圖乙反映了這個過程中彈簧測力計示數(shù)的變化情況。分析圖像,求:(g取10 n/kg)(1)金屬塊的質(zhì)量是多少。(2)金屬塊浸沒在水中所受的浮力是多大。(3)金屬塊受到水的最大壓強是多少。類型三原理法方法詮釋:f浮=g排=m排g=液gv排(g排:物體排開的液體所受的重力;m排:物體排開的液體的質(zhì)量;液:物體排開的液體的密度;v排:物體排開的液體的體積)。8.在彈簧測力計

4、下懸掛一個實心小球,彈簧測力計的示數(shù)是8 n。把實心小球浸沒在密度為0.8103 kg/m3的油中,彈簧測力計的示數(shù)是6 n,g取10 n/kg,下列說法中不正確的是()a.小球受到的浮力是2 nb.小球的質(zhì)量是0.8 kgc.小球的體積是110-4 m3d.小球的密度是3.2 g/cm39.把一個銅塊緩慢地放入盛滿水的溢水杯中,待它靜止后,從杯中共溢出了0.3 kg的水。求:(g取10 n/kg)(1)銅塊受到的浮力。(2)銅塊排開水的體積。10.懸浮在海水中的潛水艇排開海水的質(zhì)量為3106 kg,已知g取10 n/kg,海水的密度取1.0103 kg/m3。求:(1)潛水艇排開的海水所受的

5、重力。(2)潛水艇所受的浮力。(3)潛水艇排開海水的體積。(4)處于水下150 m深度處有一個面積為2.4 m2的艙蓋,它所受海水的壓強和壓力各是多大。類型四平衡法方法詮釋:當物體漂浮或懸浮時,f浮=g物。11.科考隊員在南極驚奇地發(fā)現(xiàn)長方體冰山,其邊緣齊整宛如人工切割(如圖所示)。測得長方體冰山露出海面的高度為4 m,冰山在海面下的深度為(冰=0.9103 kg/m3,海水取1.1103 kg/m3)()a.18 mb.22 mc.36 md.40 m12. 輪船的大小通常用排水量表示,排水量是輪船滿載時排開水的質(zhì)量。(1)若輪船的排水量記為m排,滿載時船貨總質(zhì)量記為m船,請通過推導說明m排

6、=m船,要求寫出相關(guān)物理原理和表達式。(2)某條船的排水量為500 t,該船滿載從海水駛?cè)虢?其排水量變大、變小、還是不變?該船排開江水的體積是多少?(海水取1.03103 kg/m3,江水取1.0103 kg/m3)13. 物塊p與金屬球q用細線連接,一起放入裝有一定質(zhì)量水的柱狀容器內(nèi),二者恰好懸浮,如圖甲所示,此時柱狀容器中水的深度為23 cm;物塊p重1 n、體積為1.2510-4 m3。求:(水=1.0103 kg/m3,g取10 n/kg)(1)圖甲中水對容器底部的壓強。(2)圖甲中物塊p所受浮力的大小。(3)若剪斷細線,物塊p上浮,金屬球q下沉,待穩(wěn)定后,物塊p漂浮于水面,如圖

7、乙所示,則此時物塊p露出水面的體積。參考答案1.b解析： 由題知,正方體物塊上表面受到水的壓力為f上表面=12 n,其方向豎直向下;下表面受到水的壓力為f下表面=20 n,其方向豎直向上;所以正方體物塊受到的浮力為f浮=f下表面-f上表面=20 n-12 n=8 n;浮力方向總是豎直向上的。2.110解析： 由f浮=f向上-f向下得f向上=f浮+f向下=80 n+30 n=110 n。3.15001525002510解析： 正方體上表面所處的深度:h1=15 cm=0.15 m,正方體上表面受到水的壓強:p上=水gh1=1.0103 kg/m310 n/kg0.15 m=1500 pa;正方體

8、上表面的面積:s=0.1 m0.1 m=0.01 m2,由p=fs可得物體上表面受到水的壓力:f上=p上s=1500 pa0.01 m2=15 n。正方體下表面所處的深度:h2=h1+l=15 cm+10 cm=25 cm=0.25 m,正方體下表面受到水的壓強:p下=水gh2=1.0103 kg/m310 n/kg0.25 m=2500 pa;由p=fs可得物體下表面受到水的壓力:f下=p下s=2500 pa0.01 m2=25 n。正方體上、下表面受到水的壓力差:f=f下-f上=25 n-15 n=10 n;浮力等于物體上、下表面受到的壓力差,即f浮=f=10 n。4.正方體底面積:s=1

9、0 cm10 cm=100 cm2=0.01 m2,下表面受到水的壓強:p=水gh=1.0103 kg/m310 n/kg(0.1 m-0.025 m)=750 pa,下表面受到水的壓力:f=ps=750 pa0.01 m2=7.5 n。物體受到的浮力是上、下表面的壓力差,上表面無壓力,故浮力就等于下表面受到的壓力:f浮=f=7.5 n。由于物塊漂浮,故f浮=g物=7.5 n,m=g物g=7.5n10n/kg=0.75 kg,物塊的體積:v=10 cm10 cm10 cm=1000 cm3=0.001 m3,物塊的密度:=mv=0.75kg0.001m3=0.75103 kg/m3。5.d解析

10、： 金屬塊所受浮力:f浮=g-f示=8 n-5 n=3 n;方向豎直向上。6.128解析： 浸入一半時,f浮1=g-f1=10 n-9 n=1 n;全部浸入水中時,f浮2=2f浮1=21 n=2 n;f2=g-f浮2=10 n-2 n=8 n。7.(1)由圖像可知,金屬塊的重力為g=5 n,金屬塊的質(zhì)量:m=gg=5n10n/kg=0.5 kg。(2)當h=6 cm時,金屬塊全部浸入水中,彈簧測力計的拉力為f拉=2 n,金屬塊受到的浮力:f浮=g-f拉=5 n-2 n=3 n。(3)由圖像可知,金屬塊浸入水中的最大深度為h=10 cm=0.1 m,則金屬塊受到水的最大壓強是p=水gh=1.01

11、03 kg/m310 n/kg0.1 m=1000 pa。8.c解析： 小球的重力為8 n,浸沒后小球所受拉力為6 n,故小球受到的浮力:f浮=g-f=8 n-6 n=2 n,故a正確;由g=mg得,小球的質(zhì)量為m=gg=8n10n/kg=0.8 kg,故b正確;根據(jù)阿基米德原理f浮=g排=液gv排得小球的體積為v=v排=f浮油g=2n0.8103 kg/m310n/kg=2.510-4 m3,故c錯誤;小球的密度:=mv=0.8kg2.510-4m3=3.2103 kg/m3=3.2 g/cm3,故d正確。9.(1)根據(jù)題意可知,m排=0.3 kg,由阿基米德原理可得銅塊受到的浮力:f浮=g

12、排=m排g=0.3 kg10 n/kg=3 n。(2)由f浮=液gv排可知,銅塊排開水的體積:v排=f浮水g=3n1.0103 kg/m310n/kg=310-4 m3。10.(1)潛水艇排開的海水所受的重力:g排=m排g=3106 kg10 n/kg=3107 n。(2)由阿基米德原理可知,潛水艇所受的浮力:f浮=g排=3107 n。(3)潛水艇排開海水的體積:v排=m排海水=3106 kg1.0103 kg/m3=3103 m3。(4)海水對艙蓋的壓強:p=海水gh=1.0103 kg/m310 n/kg150 m=1.5106 pa,海水對艙蓋的壓力:f=ps=1.5106 pa2.4

13、m2=3.6106 n。11.a解析： 冰山在海水中漂浮,由漂浮條件可得f浮=g冰=冰v冰g,根據(jù)阿基米德原理可得f浮=g排=海水v排g,所以海水v排g=冰v冰g,即:海水sh浸g=冰sh冰g,因冰山為長方體,則h冰=h浸+h露,所以式可寫為海水sh浸g=冰s(h浸+h露)g,整理可得h浸=冰露海水-冰=0.9103 kg/m34m1.1103 kg/m3-0.9103 kg/m3=18 m。12.(1)證明:因為輪船漂浮,所以f浮=g船,由阿基米德原理可得f浮=g排,所以,g排=g船,即:m排g=m船g,所以,m排=m船。(2)該船從海水駛?cè)虢袝r,因船在水中也處于漂浮狀態(tài),所受浮力不變,由f浮=g排=m排g可知,排開液體的質(zhì)量不變,即排水量不變;根據(jù)f浮=g排=m排g=江水gv排知,排開江水的體積:v排=m排江水=500103 kg1.0103 kg/m3=500 m3。13.(1)圖甲中水的深度h=23 cm=0.23 m,圖甲中水對容器底部的壓強:p=水gh=1.0103 kg/m310 n/kg0.23 m=2.3103 pa。(2)物塊p浸沒在水中,則物塊p排開水的體積v排=v=1.2510-4 m3,由阿基米德原理