浮力的計算方法

1、.浸入氣體和液體中的物體會受到氣體和液體對它豎直向上的浮力，那么，有哪些方法可以計算浮力的大小呢？下面介紹四種計算浮力的方法。一、壓力差法浸入氣體和液體中的物體，上下表面浸入氣體和液體的深度不同，上表面浸入的深度小，受到的向下壓力小，下表面浸入的深度大，受到的向上壓力大，從而使物體受到向上的合力，就是浮力，這是浮力產(chǎn)生的原因。浮力的大小等于下表面受到的向上壓力減去上表面受到的向下壓力，這種計算浮力的方法稱為壓力差法。公式：FF 向上F 向下例 1一個長方體的木塊浸沒在水中，上表面受到水向下的壓力 20N，下表面受到水向上的壓力 50 N，求該木塊在水中受到的浮力是多大？解：由題意可得： FF

2、向上 F 向下 50N 20N=30 N答：該木塊在水中受到的浮力是30N。二、稱重法先用彈簧稱稱出物體在空氣中的重量G，再用彈簧稱稱出物體浸入液體中時的重量 F，兩次的示數(shù)差，就是物體受到的浮力，這種計算浮力的方法稱為稱重法。公式為：F 浮GF.例 2鋁球掛在彈簧秤下，在空氣中示數(shù)為 4 牛，將鋁球浸沒在水中示數(shù)為 1.8 牛，則鋁球在水中受到的浮力是多大？解：由題意可得：F 浮GF4 N1.8 N 2.2 N答：鋁球在水中受到的浮力是2.2 N三、平衡法當(dāng)物體在液體表面或液體中靜止時，有兩種特殊的狀態(tài)懸浮和漂浮，此時，在豎直方向上，物體受到向下的重力和向上的浮力是對平衡力，重力的大小等于浮

3、力的大小，這種方法稱為平衡法。公式： F 浮 G。例 3“武漢號”導(dǎo)彈驅(qū)逐艦在亞洲處于領(lǐng)先水平，參加了我國海軍首批赴亞丁灣索馬里海域的護航任務(wù)。“武漢號”的排水量為 7000t ，是一種防空反潛反艦?zāi)芰獾倪h洋驅(qū)逐艦。滿載時，“武漢號” 受到的浮力有多大？（ g=10 牛/ 千克）解：由題意可知，“武漢號”漂浮在水面上，浮力等于重力，即 F 浮 G mg7000×1000Kg×10N/ Kg 70000000N答：該冰塊在水中受到的浮力是70000000N。.例 4 一艘重 1000000 N 的潛水艇，懸浮在水中，求該潛水艇在水中受到的浮力是多大？解：由題意可知，潛水艇

4、懸浮在水中，浮力等于重力，即F 浮 G 1000000N答：該物體在水中受到的浮力是1000000N四、公式法阿基米德原理：浸在液體（或氣體）里的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于被該物體排開的液體的重力，這種方法稱為公式法，其公式為 F 浮=G排 =液 gV 排 。3例 5 一艘小船排開水的體積為10m，求該小船受到的浮力多大？（g=10 牛/ 千克）333解：由公式可得： F 浮 = 液 gV排 =1× 10 /m ×10N/ Kg × 10m= 100000N。答：小船受到的浮力100000N.一、計算題1、如圖甲所示. 水平放置的平底柱形容器A 的底面積為

5、200cm2。不吸水的正方形木塊B 重為 5N.邊長為 10cm。靜止在容器底部。另一端固定在木塊底面中央，且細線的長度L=5cm。已知水的密度是1.0x10 3 kg/m 3, 求 :(1) 甲圖中，木塊對容器底部的壓強是多大?(2) 向容器 A 中緩慢加水，當(dāng)細線受到的拉力為 1N 時. 停止加水，如圖乙所示 . 此時木塊 B 受到的浮力是多大了？(3) 將圖乙中與 B 相連的細線剪斷，當(dāng)木塊靜止時，容器底部受到水的壓強是多大？.2、如圖所示是某公共廁所的自動沖水裝置。浮筒A 是邊長為20cm的正方體，蓋片B 的面積為80cm2（蓋片 B質(zhì)量、厚度不計），連接AB的是長為30cm，體積和質(zhì)

6、量都不計的硬桿。當(dāng)供水管流進水箱的水剛好浸沒浮筒A時，蓋片B 被拉開，水通過排水管流出沖洗廁所。（ 1）浮筒 A 浸沒時受到的浮力有多大？（ 2）當(dāng)水箱的水剛好浸沒浮筒A 時，水對蓋片 B 的壓力是多少？（ 3）浮筒 A 的質(zhì)量是多少？3、如圖所示，裝有少量細沙的長直平底玻璃管漂浮于水面玻璃管的底面積為，浸入水中的深度是0.2m ， g 取 10 N kg則(1) 玻璃管和細沙總重是多少 ?(2) 當(dāng)向水中撒入一些食鹽并攪拌均勻后，玻璃管向上浮起0.02m，此時食鹽水的密度多大 ?.4、如圖所示，將質(zhì)量為 0.6kg ，邊長為 0.1m 的正方體木塊放在水平桌面上，其底面積為 200cm2，內(nèi)

7、有 25cm高的水的圓柱形容器中。（ g=10N/kg ， 水=1× 103kg/m 3）求：（ 1）木塊的密度是多少？（ 2）未放木塊時，水對容器底的壓強是多大？（ 3）容器對桌面的壓強放木塊后增加了多少？（ 4）要使木塊剛好浸沒在水中，至少要在木塊上放多少千克的鉤碼？.5、水平桌面上放置有底面積為80 cm2 ，質(zhì)量為 400 g 的柱形圓筒容器，筒內(nèi)裝有16 cm 深的某種液體，彈簧測力計下懸掛著底面積為40 cm2 、高為 8 cm 的圓柱體，從圓柱體逐漸浸入直到浸沒，彈簧測力計示數(shù)F 與圓柱體浸入液體深度h 的關(guān)系如圖20 所示（圓筒厚度忽略不計，液體不溢出）求：(1) 圓

8、筒內(nèi)液體的密度是多少 ?(2) 圓柱體浸沒在這種液體中時，液體對容器底增加的壓強是多少？(3) 當(dāng)圓柱體的一半浸入液體中時，圓筒容器對桌面的壓強是多少？6、如圖 23 所示，彈簧上端與物塊相連接，下端固定在容器底部。當(dāng)物塊浸沒在水中靜止時與浸沒在酒精中靜止時，彈簧的彈力大小相等。物塊的體積為100 cm3，酒精的密度為0.8 ×103 /m3， g 取 10N/kg 。求：（ 1）物塊浸沒在水中時受到的浮力F ?。?）物塊的質(zhì)量M.7、如圖是可供游客在海上游玩時的一種旅游觀光艇，此觀光艇的質(zhì)量為900kg ，在海上航行的最大速度為36km/h ，最多可載的游客數(shù)量為20 人，如果海水

9、的密度取1.0 × 103kg/m 3， g=10N/kg ，求：（ 1）觀光艇以最大航速行駛2 小時的路程是多少米？（ 2）該觀光艇在水面下 50cm深處有一個面積為 20cm2 的小零件，求小零件受到的海水的壓力是多少？（ 3）假設(shè)每位乘客的平均質(zhì)量為60kg ，觀光艇滿載乘客時，此時浸入水中的體積多大？8、如圖 14 所示，彈簧測力計下面掛一實心圓柱體，將圓柱體從盛有水的容器上方離水面某一高度處緩緩下降（其底面始終與水面平行），使其逐漸浸沒入水中某一深度處. 右圖是整個過程中彈簧測力計的示數(shù)F 與圓柱體下降高度 h 變化關(guān)系的圖像. 已知 水 1.0 × 103kg/

10、m3， g 取 10N/kg.求：（ 1）圓柱體的重力；（ 2）圓柱體浸沒時受到的浮力；（ 3）圓柱體的密度.9、如圖所示，在容器底部固定一只輕質(zhì)彈簧，彈簧上方連有一物塊A，容器側(cè)面的底部有一個由閥門B 控制的出水口。當(dāng)容器中水深為0.3m 時，物塊A 有的體積浸在水中，此時彈簧恰好處于自然狀態(tài)，即沒有發(fā)生形變 ( 已知水的密度為1.0 × 103 /m3，不計彈簧所受的浮力，g 取 10N/kg) 。求：(1) 此時容器底部受到水的壓強；(2) 物塊 A 的密度；(3) 先向容器內(nèi)緩慢加水，直至A 剛好被完全浸沒在水中，此時彈簧對A的作用力為F1，再打開閥門B 緩慢放水，直至A 完

11、全離開水面時，再關(guān)閉閥門B，此時彈簧對A 的作用力為F2，求 F1 與 F2 之比。10、小強同學(xué)有一金屬塊，他想知道它的重力和密度 . 他手中只有一只量程較小的彈簧測力計，當(dāng)他用彈簧測力計測量此金屬塊的重量時，發(fā)現(xiàn)已超過彈簧測力計的最大量程. 于是他設(shè)計了如圖 16 所示的裝置去測量 . 圖中OA OB=1 3，用細線把金屬塊懸掛于A點，用彈簧測力計在B點施加一個豎直向上的力，當(dāng)OB杠桿水平靜止時，彈簧測力計的讀數(shù)為1.8N ，當(dāng)向容器中加水，金屬塊浸沒于水中后，彈簧測力計的讀數(shù)為1.2N求：（ 1）金屬塊的重力為多少？（2）金屬塊浸沒于水中后所受的浮力為多大？（3）金屬塊密度是多大？.11

12、、如圖所示， A、 B 是兩個完全相同的薄壁柱形金屬容器，質(zhì)量為0.5 千克，底面積為0.01 米 2，容器高50厘米， 分別裝有2.0 ×10 3 米 3 的水和 3.0 × 10 3 米 3 的酒精， 置于水平桌面上 （ 酒精 =0.8 ×103 千克 / 米 3，g=10牛 / 千克）。求： 水的質(zhì)量。 A 容器對水平桌面的壓強。 請判斷：當(dāng)兩個容器中的液體在增大同一深度h 后，容器中的液體對底部的壓強能否達到p 水 p 酒精 ？請通過計算說明理由。.12、圖是某車站廁所的自動沖水裝置，圓柱體浮筒A 的底面積為400cm2，高為 0.2m，蓋片 B 的面積為

13、60cm2（蓋片 B 的質(zhì)量，厚度不計）。連接AB是長為 0.3m，體積和質(zhì)量都不計的硬桿。當(dāng)流進水箱的水剛好浸沒浮筒A時，蓋片B 被撇開，水通過排水管流出沖洗廁所。（已知水的密度為1× 103kg/m3,g=10N/kg ）。請解答下列問題：（ 1）當(dāng)水箱的水剛好浸沒浮筒A 時，水對蓋片 B 的壓力是多少？（ 2）浮筒 A 的重力是多少？（ 3）水箱中水多深時蓋片 B 又自動關(guān)上？13、日照是個美麗的海濱城市，這里有“藍天、碧海、金沙灘”；每年夏天有很多的中外游客慕名前來觀光游玩，如圖是可供游客在海上游玩時的一種旅游觀光艇，此觀光艇的質(zhì)量為900kg ，在海上航行的最大速度為36k

14、m/h ，最多可載的游客數(shù)量為20 人，如果海水的密度取1.0 × 103kg/m 3， g=10N/kg ，求（ 1）觀光艇以最大航速行駛2 小時的路程是多少米？（ 2）該觀光艇在水面下 50cm深處有一個面積為 20cm2 的小零件，求小零件受到的海水的壓力是多少？（ 3）假設(shè)每位乘客的平均質(zhì)量為 60kg ，觀光艇滿載乘客時，此時浸入水中的體積多大？.14、圖 5-3 是一個自動儲水箱的示意圖。結(jié)構(gòu)為圓柱形金屬水桶、一個壓力傳感開關(guān)和一個長方體組成，其中長方體通過細桿與壓力傳感開關(guān)相連。壓力傳感開關(guān)的作用是： 當(dāng)它受到細桿豎直向下的拉力達到10N時閉合，控制水泵從進水口開始向桶

15、內(nèi)注水，此時，水面剛好與長方體的下表面相平，水桶內(nèi)儲水高度為1=8；當(dāng)它hcm受到細桿豎直向下的拉力等于6N時斷開，水泵停止向 桶內(nèi)注水，此時，水剛好浸沒長方體的上表面，水桶內(nèi)儲水高度為h=40 。已知水桶的底面積為20.5 。求：2（ 1）水泵開始注水時，水對水桶底部的壓強是多少？（ 2）水泵停止向桶內(nèi)注水時，長方體受到的浮力是多少？（ 3）長方體的密度是多少？15、如圖 11 是一圓柱形容器放在水平地面上，其底面積為200cm2（容器的厚度忽略不計），內(nèi)有25cm高的水。求：（ g=10N/kg ）（ 1）水對容器底的壓強是多大？（ 2）若在水中放入一邊長為0.1m 的正方形物塊，使得容器

16、對水平桌面的壓強增加了300Pa，則該物塊的質(zhì)量為多大？（ 3）該物塊的密度是多少？.16、科技小組的同學(xué)用長方形泡沫塑料、三腳架和燈泡等制作了一個航標(biāo)燈模型（如下圖），當(dāng)航標(biāo)燈靜止時泡沫塑料浸入水中的深度始終為5cm，排開水的質(zhì)量為500g，（不計繩重和繩與滑輪間的摩擦）（ 1）泡沫塑料底部受到水的壓強是多大？（ 2）航標(biāo)燈靜止受到的浮力是多大？17、如圖所示是小明為防止家中停水而設(shè)計的貯水箱。當(dāng)水箱中水深達到1.2m 時，浮子 A 恰好堵住進水管向箱內(nèi)放水，此時浮子A 有 1/3 體積露出水面（浮子A 只能沿圖示位置的豎直方向移動）。若進水管口水的壓強為，管口橫截面積為，浮子 A 重 10

17、N。求：（取 10N/kg ）（ 1）水達到最深時對貯水箱底部的壓強；（ 2）出水管口的水對浮子 A 的壓力；（ 3）浮子 A 的體積。.參考答案一、計算題1、（ 1） 500Pa (2)6N(3)1050Pa2、（ 1） 78.4N（ 2） 39.2N（ 3）4Kg3、如圖所示，裝有少量細沙的長直平底玻璃管漂浮于水面玻璃管的底面積為，浸入水中的深度是0.2m ， g 取 10 N kg則(1) F浮 =GF浮 =水 V 排 g=1N(2) F浮=GF 浮 =鹽水 V 排 g鹽水 = F 浮/V 排 g=1/ （ 0.2-0.02）× 5× 10-4 × 10 1

18、.1 × 103Kg/m34、（ 1）木 =m木 /V 木 =0.6kg/0.001m 3=0.6 ×103kg/m3（ 2） P=水 gh=1.0 × 103kg/m3× 10N/kg × 0.25m=2500pa（ 3） P= F/S 容 =G/S 容 =m木 g/S 容 =（ 0.6kg × 10N/kg ） /0.02m 2=300pa（ 4）F 浮 =水 gV 排 =1.0 × 103kg/m3× 10N/kg × 0.001m3=10NG碼 =F 浮 -G 木 =10N-0.6kg ×

19、; 10N/kg=4Nm碼 =G碼 /g=4N/10N/kg=0.4kg5、(1)完全浸沒時，(2)(3).6、（ 1） 1N（ 2） 0.09kg7、解：（ 1） 觀光艇運動的路程為s=vt=36km/h ×2h=72km=7.2 × 104m；(1 分)（ 2）小零件受到海水的壓強為p=gh=1.0 × 103kg/m3× 10N/kg × 0.5m=5× 103Pa零件受到的海水的壓力F=pS=5× 103Pa× 20× 10- 4m2=10N- (3 分 )（ 3）觀光艇滿載時的總重力為G總 =m

20、總 g=（ 60× 20+900） kg× 10N/kg=2.1 × 104N；觀光艇滿載時受到的浮力為F浮 =總=2.1 ×104N；G滿載時浸入的體積為V 排 = F 浮 / g=2.1 × 104N/1.0 × 103kg/m3× 10N/kg=2.1m 3 (3 分 )8、（1） 12N（ 2 分）（ 2） 8N （ 2 分）（ 3）1.5 × 103kg/m3（ 2 分）9、解：（ 1）=1.0 × 103kg/m3× 10N/kg × 0.3m=3× 103Pa（

21、 2 分）（ 2）當(dāng)容器中水深為0.3m 時， A 有的體積浸在水中，此時彈簧恰好處于自然狀態(tài)，即物塊漂浮，（1 分）（1 分）解得33分）=0.9 × 10 kg/m （1.（ 3）先向容器內(nèi)緩慢加水，浮力增大，彈簧伸長產(chǎn)生向下的拉力，直至 A 剛好完全浸沒水中，有即：（ 1 分）再打開閥門B 緩慢放水，直至A 完全離開水面時, 物塊不受浮力，彈簧被壓縮產(chǎn)生向上的支持力，有即：（ 1 分）（1 分）答：（ 1）此時容器底部受到水的壓強為3000Pa；（ 2） A 的密度為900kg/m3；（ 3） F1 與 F2 之比為 1 9。10、解：（ 1）根據(jù)杠桿平衡條件：F×

22、OB G× OA1 分得 G F× OBOA 1.8N× 3 5.4N 1 分（ 2）當(dāng)金屬塊完全浸沒在水中時A 點所受的拉力為G，根據(jù)杠桿平衡條件：F× OB G× OA1 分得 G F× OB OA 1.2N× 3 3.6N1 分故金屬塊完全浸沒在水中后所受的浮力：F 浮G G 1 分 5.4N 3.6N 1.8N1 分.（ 3）根據(jù) F 浮 水 gV 排可得1 分V 排 F 浮 水 g 1.8N 1.0× 103kg/m 3× 10N/kg 1.8 × 10-4 m31 分因為金屬塊是浸沒

23、在水中，故金屬塊的體積V就等于 V排 ； 1 分m V G gV 5.4N 10N/kg × 1.8 × 10-4 m33 3 3.0 × 10 kg m 1 分11、m =V=1.0 × 103 千克 / 米 3 ×2.0 × 103 米 32 千克2 分 F=G總 = mg =2.5千克× 10 牛/ 千克 25 牛1 分p F/ S =25 牛 / 0.01 米 2= 2500 帕2 分 如果 p 水 p 酒精水 g ( h+0.2 米) 酒精 g ( h+0.3 米 )1.0 × 103 千克 / 米 3&

24、#215; ( h+0.2 米 ) 0.8 × 103 千克 / 米 3× ( h+0.3 米 ) h 0.2 米，此時 B 容器中已經(jīng)盛滿酒精所以不可能 p 水 p 酒精2 分12、答案：（ 1） P gh=1× 103kg/m3× 10N/kg × 0.5m=5000PaF Ps=5000Ps×60× 10-4 m2=30N（ 2）F 全浮 水 V 全排 g=1×103kg/m3× 400× 10-4 m2× 0.2m× 10N/kg=80NGA F 全浮 F 80N 30N50N（ 3）設(shè)圓柱體浮筒A 浸在水中的深度為 h1 時，蓋片 B又自動關(guān)上則F 浮GAV33-4 2水排g=G=1× 10 kg/m × 400×10 m× h1× 10N/kg=50NAh =0.125m水箱中水的深度h2=0.125m+0.3m=0.425m1.13、（ 1） 觀光艇運動的路程為s=vt=36km/h×2h=72km=7.2 × 104m；(1 分 )(2) 小零件受到海水的壓強為p= gh=1.0 &#