第4講 浮力綜合（原卷版）

第4講浮力綜合[知識目錄]模塊一：浮力的計算方法 1模塊二：浮力與壓強 4模塊三：液面變化問題 6【鞏固訓練】 8[知識掌握]模塊一：浮力的計算方法1.浮力計算的方法（1）二次稱量法：F浮=；（2）阿基米德原理法：F浮=G排==；（3）壓力差法：F=；（4）漂浮或懸浮條件：F浮=。（2022秋?西湖區(qū)校級期中）如圖甲所示，均勻柱狀石料在鋼繩拉力的作用下從水面上方以0.5m/s的恒定速度下降，直至全部沒入水中。圖乙是鋼繩拉力F隨時間t變化的圖像。若不計水的阻力，g取10N/kg，則下列說法不正確的是（）A．石料的質量為140kg B．石料恰好完全浸沒時所受浮力為500N C．石料的密度為1.8×103kg/m3 D．該石料立于水平地面上時對地面的壓強為2.8×104Pa（2021秋?杭州期中）港珠澳大橋是連接香港、珠海、澳門的超大型跨海通道，大橋在水下施工時，要向水中沉放大量的施工構件?，F(xiàn)將邊長2m的正方體沉入水中，在下沉過程中，其下表面到水面的距離為h（如圖甲），鋼繩拉力、物體所受浮力隨著h的增大而變化（如圖乙）。下列選項說法正確的是（ρ水＝1.0×l03kg/m3，g＝10N/kg）（）A．表示正方體構件所受浮力變化的圖像是① B．該構件浸沒在水中所受浮力為4×104N C．該正方體構件的質量為16噸 D．該構件的密度是1.5×103kg/m3（2022秋?諸暨市期中）如圖是小寶研究彈簧測力計的示數(shù)F與物體A下表面離水面的距離h的關系實驗裝置，其中A是底面積為25cm2的實心均勻圓柱形物體，用彈簧測力計提著物體A，使其緩慢浸入水中（水未溢出），得到F與h的關系圖像如圖中實線所示。（g＝10N/kg）（1）物體A重為3N，將它放在水平桌面上時對桌面的壓強為多少帕？（2）完全浸沒時，A受到水的浮力及密度為多少？（3）小寶換用另一種未知液體重復上述實驗并繪制出如圖中虛線所示圖像，則該液體密度為多大？（2022秋?永康市期末）小杭同學有一張總體積為0.3平方米的質量分布均勻的長方體塑料泡沫床墊，將其放入水中時，床墊有1/5體積浸沒在水中，求：（1）此時床墊受到的浮力多大？（2）床墊的密度是多少？模塊二：浮力與壓強1.對容器底部的壓力F，則F=；F=；2.臺秤問題將物體放入臺秤上盛水的燒杯中時，燒杯中液面上升，臺秤示數(shù)，彈簧測力計示數(shù)減小，且增大和減小的數(shù)值，均為。（2023?杭州模擬）在彈簧測力計下掛一實心圓柱體，圓柱體的下表面剛好接近水面（未浸入）如圖甲，然后將其逐漸浸入水中，彈簧測力計示數(shù)隨圓柱體下表面逐漸浸入水中深度的變化情況如圖乙。（g取10N/kg）（1）圓柱體受到的最大浮力；（2）圓柱體的密度；（3）若圓柱形容器的底面積是5cm2，由于圓柱體的完全浸沒，水對容器底部的壓強增大了多少？（2021?拱墅區(qū)模擬）如圖所示，圓柱形容器底面積是200cm2，里面裝有水，水深為0.5m，水中有一個不吸水的實心塑料塊被細線系著，塑料塊的體積為5×10﹣3m3，塑料塊的密度為0.6×103kg/m3，g＝10N/kg，試求：（1）此時塑料塊受到的浮力是多大？（2）此時繩子的拉力。（3）繩子剪斷前后水對容器底的壓強變化了多少？（2023春?定海區(qū)校級月考）如圖甲所示，正方體金屬塊在細繩豎直向上拉力作用下，從水中開始一直豎直向上做勻速直線運動，直到距水面上方一定高度處。圖乙是繩子拉力F隨時間t變化的圖像。根據(jù)圖像信息判斷，下列說法正確的是（）A．該金屬塊重力的大小為34N B．浸沒在水中的金屬塊受到的浮力大小是54N C．該金屬塊的體積是2×10﹣3m3 D．在t1至t2時間段金屬塊底部所受液體的壓強逐漸增大（2023春?西湖區(qū)校級月考）如圖所示，有個足夠大的水池，在其水平池底以不同的方式放置一個木塊，木塊規(guī)格為1米×1米×2米，密度為0.6×103千克/米3。（1）木塊的重力是多少牛？（2）未注水時，甲中木塊對水平池底的壓強為多少帕？（3）甲、乙兩種放置方式，往水池內加水，木塊漂浮時，木塊排開水的體積甲乙（選填“＜”、“＝”、“＞”）。（4）當乙水池內注水深度達到0.8米時，求乙中木塊所受的浮力。模塊三：液面變化問題1.冰塊熔化問題（1）若冰塊在密度與水相同的液體中融化，液面；（2）若冰塊在密度比水大的液體中融化，液面；（3）若冰塊在密度比水小的液體中融化，液面；（4）若冰塊中含有木塊、蠟塊等密度小于水的物體，冰融化后液面；（5）若冰塊中含有鐵塊、石塊等密度大于水的物體，冰融化后液面。2.小船拋物問題若由船中取出放入水中，則排開水的體積也不變，木塊在船中和水中都是漂浮的，將小船中的木塊拋入池水中，水面高度；下沉的物體浮力小于重力，放入小船中，與小船漂浮，浮力等于重力，物體排開水的體積，若由船中取出放入水中，則排開水的體積，石塊在水中下沉，在船中漂浮，所以將小船中的石塊拋入池水中，水面高度。（2023?蕭山區(qū)校級二模）如圖所示，用細繩將一物體系在裝有水的薄壁柱形容器底部，浸沒。物體所受浮力為10N，容器底面積50cm2，若不計繩重：（1）求物體的體積；（2）若細繩對物體的拉力為4N，求物體的密度；（3）若剪斷細繩，容器液面高度如何改變？請簡要說明。（2022秋?濱江區(qū)校級期中）將冰塊放在濃鹽水中，液面位置如圖所示，若冰完全熔化，杯中液面高度將（填“上升”、“下降”或“不變”，下同）；該濃鹽水的密度為1.2g/cm3，露出水面的冰塊體積是冰塊體積的幾分之幾？。（冰的密度為0.9g/cm3）（2020秋?富陽區(qū)校級期中）如圖一體積為V的冰塊漂浮在水面上，已知ρ冰＝0.9×103kg/m3，不考慮水的蒸發(fā)，當冰塊完全熔化后：（1）液面將（選填“上升”、“下降”、“不變”）；（2）運用有關知識證明你的觀點。（2022秋?余姚市校級期中）將一冰塊用細線拴住慢慢地浸入到酒精中，直至如圖所示狀態(tài)，并保持豎直懸掛，在冰塊從空中浸入到酒精的過程中，臺秤的讀數(shù)將（選填“增大”、“減小”或“不變”）；在冰塊熔化過程中，容器內液面將（選填“升高”、“降低”、“不變”），臺秤的讀數(shù)將（選填“增大”、“減小”或“不變”）。（已知：冰的密度為0.9×103kg/m3，酒精的密度為0.8×103kg/m3；整個過程中無液體溢出。）【鞏固訓練】一．選擇題（共5小題）1．（2020秋?越城區(qū)期中）如圖所示，四個相同的容器內水面一樣高，a容器內只有水，b容器內有木塊漂浮在水面上，c容器內漂浮著一塊冰塊，d容器中懸浮著一個空心球。則下列四種說法正確的一組是（）①每個容器的總質量都相等②b容器中再倒入酒精后，木塊在液面下的體積減小③c容器中冰塊熔化后水面高度升高④d容器中再倒入酒精后，小球將下沉。A．①④ B．③④ C．①② D．②④2．（2022秋?余杭區(qū)期中）在鹽水中漂浮著一個冰塊，等冰塊熔化后，液面會如何變化？（）A．液面會下降 B．液面不發(fā)生變化 C．液面會上升 D．要視冰塊的質量而定3．（2022秋?濱江區(qū)校級期中）某同學用石塊、細線、彈簧測力計，燒杯，水和食鹽等器材，進行如圖所示的實驗探究。下列說法正確的是（）A．石塊在鹽水中受到的浮力是0.8N B．石塊在水中受到的浮力大小為1.2N C．石塊浸沒在水中時，排開水的體積為1.2×10﹣4m3 D．丙圖中鹽水的密度為1.2×103kg/m34．（2022秋?下城區(qū)校級月考）把一個小球輕輕放入盛有水的杯子里，溢出了0.5N的水，則小球受到的浮力（）A．一定等于0.5N B．一定大于0.5N C．大于或等于0.5N D．小于或等于0.5N5．（2022春?鄞州區(qū)校級月考）用彈簧測力計豎直掛一鐵球，當鐵球露出水面23體積時，彈簧測力計示數(shù)為4N；當鐵球浸入水中1A．18N B．14N C．8N D．10N二．計算題（共1小題）6．（2023?甌海區(qū)二模）2021年4月25印度尼西亞的一艘排水量1390噸的潛艇在海下300m處斷裂，通過水下搜索發(fā)現(xiàn)了海面下850m處的失事潛艇。應印方要求，我國派出排水量為7000噸的軍艦協(xié)助施救。發(fā)現(xiàn)水下有一塊排水體積為20m3的殘骸，假設殘骸被軍艦上的起重機勻速向上拉起。已知海水密度為1.03×103kg/m3。求：（1）此潛艇殘骸在海底受到的浮力多大？殘骸向上拉的過程中（未出水）浮力（填“變大”、“變小”或“不變”）。（2）已知起重機的拉力為1.2×106N，求該殘骸的密度。三．解答題（共2小題）7．（2022春?下城區(qū)校級月考）如圖甲為一個底面積為S0的圓柱形容器，內部裝有深度為h1密度為ρ的水，圖乙為一邊長為a的正方體木塊，圖丙為一質量為m的正方體冰塊。請用題中物理量符號推導：（1）將木塊放入容器內的水中，木塊漂浮，木塊上表面到水面距離為h2，則木塊密度為；（2）將冰塊放到（1）中漂浮的木塊上，此時容器中水面又將升高的高度Δh＝；（水不溢出，塊仍然漂?。?）請推導說明（2）中冰塊熔化后，圓柱形容器中液面升降情況。8．（2020秋?浦江縣期末）