1.3水的浮力計(jì)算題分類訓(xùn)練浙教版科學(xué)八年級上冊

浮力計(jì)算題分類訓(xùn)練一、浮力稱題型1．某同學(xué)學(xué)習(xí)了浮力的有關(guān)知識后，制作了一臺浮力秤，可方便地稱量物體的質(zhì)量，其構(gòu)造如圖甲所示。已知小筒底面積為0.001m2，小筒和秤盤總重為0.6N（1）如圖甲所示。當(dāng)秤盤上不放物體時(shí)，小筒受弱的浮力是N．（2）如圖甲所示，當(dāng)秤盤上不放物體時(shí)，應(yīng)在小筒A處標(biāo)出該浮力秤的刻度。（3）如圖乙所示，在科盤上放一物體后，小筒浸入水中的深度h為0.1m，則該物體的質(zhì)量為kg。(g取10N/kg)2．如圖是浮力秤結(jié)構(gòu)示意圖，構(gòu)造如下：兩個(gè)底面積不同的圓柱形玻璃容器，大容器底面積是300cm2，高度是21cm，小容器底面積是250cm2，高度是25cm，質(zhì)量是250g，小容器漂浮于大容器的水中，兩容器壁厚可忽略不計(jì)。問：（1）不放被測物時(shí)，小容器受到的浮力為牛。（2）已知該浮力秤的最大V排為21cm×250cm2，請計(jì)算該浮力秤測質(zhì)量的量程。（3）分析計(jì)算12N的水能否完成該浮力秤最大質(zhì)量的稱量？3．在科學(xué)實(shí)踐活動中，某活動小組想要用橡皮泥做“船”浮在水面上，并探究橡皮泥“船”的裝載能力。他們用一塊體積為20cm3的橡皮泥做成一只“船”，放入水中漂浮，試著向其中添加物體，發(fā)現(xiàn)最多只能裝載25g的物體，如圖所示。查閱資料知道橡皮泥的密度為1.5×103kg/m3。已知水的密度為1.0×103kg/m3求：（1）將這塊橡皮泥浸沒在水中時(shí)所受的浮力為多少？（2）這只橡皮泥“船”裝載最多物體時(shí)受到的浮力為多少？（3）該小組同學(xué)想提高橡皮泥“船”的裝載能力，請你幫助他們提出一條合理化的建議。二、注水與排水題型4．中國海軍裝備最先進(jìn)的戰(zhàn)略核潛艇(如圖甲)，它有先進(jìn)可靠的新型核反應(yīng)堆，具有高航速、低噪音的性能，成為中國海軍戰(zhàn)略核威懾力量的重要組成部分。如圖是小科同學(xué)制作的一個(gè)潛水艇模型，該潛水艇模型體積550cm3，開始放在水中時(shí)會漂浮在水面上，當(dāng)用注射器將模型中的水艙內(nèi)的空氣抽出，水會被吸入水艙，潛水艇模型就會下沉。(水密度為1.0×103kg/m3，取g=10N/kg)。求：（1）該潛水艇模型是靠實(shí)現(xiàn)上浮和下沉的；（2）該潛水艇模型懸浮時(shí)，潛水艇受到的浮力是多少？（3）潛水艇模型從漂浮到勻速下潛所受浮力如圖丙所示。當(dāng)潛水艇勻速下潛時(shí)吸入水質(zhì)量是多少？5．浙江省在夏秋季節(jié)常受臺風(fēng)的侵襲。如圖甲是Argo浮標(biāo)，它在水中一直呈漂浮狀態(tài)，廣泛用于臺風(fēng)預(yù)測。它由堅(jiān)硬殼體和下方可伸縮油囊兩部分組成（結(jié)構(gòu)如圖）；當(dāng)液壓式柱塞泵將殼體內(nèi)的油注入油囊時(shí)，油囊排開水的體積增大，殼體上浮一些（油囊排開水的體積等于等于注入油的體積，油囊自身體積忽略不計(jì)）；當(dāng)油囊中的油被全部壓回殼體內(nèi)，殼體會下沉一些。已知浮標(biāo)總質(zhì)量為55kg，其中含油24kg；浮標(biāo)殼體體積為0.04m3；油的密度0.8×103kg/m3，海水密度取1.0×103kg/m3。（1）Argo浮標(biāo)殼體的沉浮是通過改變（填“浮標(biāo)重力”或“油囊排開水的體積”）來實(shí)現(xiàn)的；（2）該浮標(biāo)某一時(shí)刻漂浮在水面時(shí)油囊距離水面深度為20cm，則油囊受到水對它的壓強(qiáng)和浮標(biāo)此時(shí)所受浮力各有多大？（3）液壓式柱塞泵將殼體中的油全部注入油囊時(shí)，殼體最終露出水面的體積為多少立方米？6．半潛船通過壓水艙的吸水和排水，實(shí)現(xiàn)其上浮和半潛(甲板潛入水中)?，F(xiàn)有一艘半潛船，前去執(zhí)行運(yùn)輸一艘受損船舶的任務(wù)。(ρ海水=1.0×103千克/米3)（1）如圖甲所示，當(dāng)該半潛船不裝貨物時(shí)排開水的體積為4×104米3，求該半潛船的質(zhì)量。（2）如圖乙所示，當(dāng)壓水艙吸水時(shí)可實(shí)現(xiàn)半潛。如圖丙所示，將質(zhì)量為4.7×104噸的受損船舶移動到半潛船甲板上后，半潛船通過排水上浮，當(dāng)半潛船浸入海水中的體積為9×104米3時(shí)，甲板完全露出水面，求此時(shí)半潛船中剩余水的重力。三、稱量法求浮力題型7．一金屬塊在空氣中受到的重力為39N，把它全部浸沒在水中稱時(shí)（金屬塊未接觸底面），彈簧測力計(jì)讀數(shù)為34N。求：（1）該金屬塊受到水對它的浮力；（2）該金屬塊的體積；（3）該金屬塊的密度。8．“同濟(jì)飛魚”是我國制造的一款水空跨域巡航器原型機(jī)，它在空中可以像無人機(jī)一樣飛行，入水后像潛水器一樣運(yùn)行（如圖甲所示），它的質(zhì)量為1.63kg，可在水下巡游約40min。已知g取10N/kg，水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3。（1）“同濟(jì)飛魚”在水中巡游時(shí)，下沉?xí)r浮力將（填“增大”“減小”或“不變”）。（2）在某次測試“同濟(jì)飛魚”的“打撈”功能的試驗(yàn)中，“同濟(jì)飛魚”懸掛著一個(gè)實(shí)心物塊A從水面以下勻速上升，直至實(shí)心物塊A勻速提升到距水面一定的高度，如圖乙所示；測試過程中，繩的拉力隨時(shí)間t變化的圖象（不計(jì)水的阻力），如圖丙所示。求：①實(shí)心物塊A重力多大？②實(shí)心物塊A浸沒在水中時(shí)受到的浮力是多大？③其密度是多少？9．將一實(shí)心小球懸掛在彈簧測力計(jì)下方，示數(shù)如圖甲所示：將小球分別浸沒在水和某未知液體中時(shí)，彈簧測力計(jì)示數(shù)分別如圖乙和丙所示，已知ρ水=1×103kg/m3，取g=10N/kg，求：（1）小球在水中所受浮力；（2）小球的體積；（3）未知液體的密度。四、彈簧或細(xì)線題型10．如圖所示，在地面積為200cm2的圓柱形容器底部固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧上端連有一邊長為0.1m的正方體物塊A，當(dāng)容器中水的深度為20cm時(shí)，物塊有35的體積露出水面，此時(shí)彈簧恰好處于自然伸長狀態(tài)（ρ水＝1.0×103kg/m3（1）物塊A受到的浮力；（2）物塊A的密度；（3）往容器緩慢加水，至物塊A剛好浸沒水中，立即停止加水，彈簧伸長了3cm，此時(shí)彈簧對木塊A的拉力F。11．將一盛有水的圓柱形容器置于水平桌面上。用細(xì)線栓一重為G的小球，將小球浸沒在水中，細(xì)線對小球的拉力為F，如圖所示。已知：小球的體積為1×103m3，密度為0.8×103kg/m3，g取10N/kg。求：（1）小球受到的重力大??；（2）小球受到的拉力的大小；（3）剪斷細(xì)線后，小球漂浮在水面上，此時(shí)它所受的浮力大小。12．如圖所示，正方體木塊漂浮在水面上，有總體積的4/5浸在液體中，不可伸長的懸繩處于松弛狀態(tài)。已知繩子能承受的最大拉力為5牛，木塊邊長為0.1米，容器底有一閥門K。求：（1）木塊自由漂浮時(shí)受到的浮力是多少？（2）木塊的密度是多少？（3）打開閥門使水緩慢流出，當(dāng)細(xì)繩斷裂前一瞬間關(guān)閉閥門，此時(shí)木塊排開水的體積為多少立方米？五、密度計(jì)題型13．小明取一根飲料吸管，將一些銅絲從吸管的下端塞入作為配重，并用石蠟將吸管的下端封起來，初步做成一支密度計(jì)。為了給密度計(jì)標(biāo)上刻度，他用刻度尺測出密度計(jì)的長度為L，然后將密度計(jì)放入水中，測出密度計(jì)露出水面的高度為h1；小明將該密度計(jì)放入待測液體中，密度計(jì)露出該液體表面的高度為h2，如圖1所示。（1）已知水的密度為ρ水，利用測量的物理量和ρ水計(jì)算待測液體的密度，請寫出待測液體密度的表達(dá)式：ρ=。（2）若將做成的密度計(jì)，將其放入密度為0.9g/cm3植物油中，靜止時(shí)，液面可能在圖2中(選填“A”或“B")處。（3）小軍也用吸管制作了密度計(jì)，他發(fā)現(xiàn)密度計(jì)相鄰兩刻度線之間的距離太小，導(dǎo)致用此密度計(jì)測量液體密度時(shí)誤差較大，為此同學(xué)們只做以下一項(xiàng)改進(jìn)，其中可行的是。(選填選項(xiàng)前的字母)A．換大的容器盛放液體做實(shí)驗(yàn) B．換細(xì)的吸管制作密度計(jì)C．換稍長的吸管制作密度計(jì) D．適當(dāng)減小密度計(jì)的配重14．在一次科學(xué)實(shí)踐活動中，小科在一端封閉的均勻圓玻璃管中裝入適量的小鉛丸，制成一支密度計(jì)。如圖甲所示，根據(jù)它在液體中浸沒的深度得知這種液體的密度。小科的設(shè)計(jì)和制作過程如下：a.根據(jù)阿基米德原理及物體漂浮條件，推導(dǎo)出密度計(jì)在純水中浸沒的深度h的表達(dá)式；b.根據(jù)h的表達(dá)式，測量這支密度計(jì)自身的某些物理量，算出密度計(jì)在純水中浸沒的深度，在管上畫上純水的密度值線A（如圖乙）；c.把密度計(jì)放入純水中，驗(yàn)證刻度線A的位置是否準(zhǔn)確。請你根據(jù)上述的內(nèi)容完成下列問題：（1）設(shè)純水密度為ρ，裝了鉛丸的玻璃管總質(zhì)量為m，玻璃管底面直徑為d。請用本題的物理量符號表示步驟a中的表達(dá)式h=。（可能用到的數(shù)學(xué)公式：圓柱體體積V=Sh，圓的面積S=πd（2）步驟c中，若水面在刻度線A以下，請你簡要寫出一種校準(zhǔn)的方法。15．寒假來臨，小明準(zhǔn)備去海島洞頭，并利用生活中的吸管去估測海水的密度。于是，他在家里將一根粗細(xì)均勻的透明長吸管的一端用熱熔膠封閉使其能豎直漂浮在液體中，然后準(zhǔn)備清水和待測鹽水進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程如下：①如圖甲所示，在該吸管中注入適量清水，測出吸管中的清水長度為25cm；然后豎直漂浮在清水中，測出吸管浸沒在清水中的長度為28cm；②如圖乙所示，將圖甲中的吸管從清水中拿出后，重新豎直漂浮在待測鹽水中，測出浸沒在鹽水中的長度為23cm；

據(jù)圖回答問題。（1）在圖甲和圖乙中，若該注有清水的吸管所受的浮力分別為F浮甲、F浮乙，則F浮甲F浮乙（選填“＞”“=”或“＜”）。（2）已知密度ρ清水=1.0g/cm3，吸管的橫截面積為0.2cm2，該待測鹽水的密度為多少？（計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）（3）小明發(fā)現(xiàn)將步驟②改為如下步驟也同樣能測鹽水的密度：如圖丙所示，在該吸管中注入適量待測鹽水，豎直漂浮在清水中并使浸沒長度與圖甲相同，測出此時(shí)吸管內(nèi)的鹽水的長度為x，通過計(jì)算可知鹽水的密度。若讓其改測密度更大的鹽水時(shí)，重復(fù)上述步驟，則長度x將如何變化（選“變長，變短，不變”）？參考答案1．（1）0.6（2）零（3）0.042．（1）2.5（2）解：已知該浮力秤的最大V排＝21cm×250cm2＝5250cm3＝5.25×10﹣3m3，由物體漂浮條件和阿基米德原理可知小容器里的最大總質(zhì)量：m總＝m排＝ρ水V排＝1.0×103kg/m3×5.25×10﹣3m3＝5.25kg＝5250g，最大測量值m最大＝m總﹣m?。?250kg﹣250g＝5000g；（3）解：該浮力秤最大質(zhì)量的稱量時(shí)大容器里水的體積至少為：V最少＝（S大﹣S?。﹉＝（300cm2﹣250cm2）×21cm＝1050cm3＝1.05×10﹣3m3，則水的重力：G水＝m水g＝ρ水V最少g＝1.0×103kg/m3×1.05×10﹣3m3×10N＝10.5N＜12N，所以，12N的能完成該浮力秤最大質(zhì)量的稱量。3．（1）解：已知VF浮=ρ夜gv排=（2）解：F?。?）解：可以通過增大水的密度或者減少船身重量或者增大船的體積等方式來提高船的裝載能力。4．（1）改變自身重力（2）解：因?yàn)閼腋?，V排=V物F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×550×106m3=5.5N（3）解：G水=5.5N5N=0.5Nm水=G水/g=0.5N/(10N/kg)=0.05kg=50g5．（1）當(dāng)液壓式柱塞泵將殼體內(nèi)的油注入油囊時(shí)，油囊增大，根據(jù)F?。溅阉甮V排可知，殼體所受的浮力變大，故殼體上浮一些，故浮標(biāo)殼體的沉浮是油囊排開水的體積來實(shí)現(xiàn)的。（2）油囊受到水對它的壓強(qiáng)；p＝p水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m＝2000Pa；浮標(biāo)總重力：G＝mg＝55kg×10N/kg＝550N；該浮標(biāo)漂浮在水面上所受到的浮力F?。紾＝550N；（3）V油囊＝V油＝＝24Kg/0.8×103kg/m3＝0.03m3；V排總＝＝550N/1.0×103kg/m3×10N/kg＝0.055m3；由于油囊是浸沒在水中的，則V排總＝V油囊+V殼浸，所以外殼浸入水中的體積：V殼浸＝V排總﹣V油囊＝0.055m5﹣0.03m3＝0.025m3，則浮標(biāo)最終露出水面的體積：V露＝V殼﹣V殼浸＝0.04m3﹣0.025m3＝0.015m3。6．（1）G船=F浮=ρ海水gV排=1.0×103千克/米3×10牛/千克×4×104m=（2）G總=F浮'=ρG7．（1）該金屬塊受到水對它的浮力F浮=GF拉=39N34N=5N；（2）金屬塊的體積：V=（3）金屬塊的密度：ρ=8．（1）不變（2）①G=14N②F浮=5N③P=2.8×103kg/m39．（1）小球在水中受到的浮力F浮=GF拉=5N4N=1N；（2）小球的體積V=V（3）小球在未知液體中受到的浮力F浮'=GF拉'=5N3N=2N；

那么未知液體的密度：ρ液10．（1）物塊A體積V=（0.1m）3=1×103m3，

則V排=VV露=V35V=25V=25×1×103m3=4×104m3，

則物塊A受到的浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×4×104（2）彈簧恰好處于自然伸長狀態(tài)時(shí)沒有發(fā)生形變，即物體不受彈簧的彈力，

則此時(shí)F浮=G，

即ρ水gV排=ρ物gV，

ρ水V排=ρ物V，

ρ水×25V=ρ物V，

1×103kg/m3×25=ρ物；

解得：ρ物=0.4×103kg/m3。（3）物塊A剛好完全浸沒水中時(shí)，

則彈簧的彈力F=F浮G=ρ水gVρ物gV=1×103kg/m3×10N/kg×1×103m30.4×103kg/m3×10N/kg×1×103m3=6N。11．（1）小球受到的浮力：G=mg=ρVg=0.8×103kg/m3×1×103m3×10N/kg=8N；（2）小球受到的浮力F浮力=ρ液V排g=1×103kg/m3×1×103