物理总第5讲 浮力 第三节 浮力的相关计算

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1、第第5讲讲 浮力浮力第第三节三节 浮力的相关计算浮力的相关计算玩转重庆10年中考真题1(2015重庆重庆B卷卷7题题3分分)弹簧测力计下挂一长方体物体，将弹簧测力计下挂一长方体物体，将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入水中如图甲；图乙是弹簧测力计示数然后将其逐渐浸入水中如图甲；图乙是弹簧测力计示数F与与物体下降高度物体下降高度 h变化关系的图像，则下列说法中正确的是变化关系的图像，则下列说法中正确的是( )A. 物体的体积是物体的体积是500 cm3B. 物体受到的最大浮力是物体受到的最大浮力是5 NC. 物

2、体的密度是物体的密度是2.25103 kg/m3D. 物体刚浸没时下表面受到水的压力是物体刚浸没时下表面受到水的压力是9 N第第1题图题图【解析解析】当物体下降高度为当物体下降高度为48 cm时，此时为物体从开始时，此时为物体从开始接触水面到完全浸没的过程；当物体下降高度大于接触水面到完全浸没的过程；当物体下降高度大于8 cm时，时，物体已完全浸没在水中，此时弹簧测力计示数最小，物体所物体已完全浸没在水中，此时弹簧测力计示数最小，物体所受浮力最大，即为：受浮力最大，即为：F浮浮GF9 N5 N4 N，B错误；错误；此时排开液体的体积即为物体的体积，则此时排开液体的体积即为物体的体积，则V物物V

3、排排 4104 m3400 cm3，A错误；当物体下降高度为错误；当物体下降高度为04 cm时，物体没有与水面接触，时，物体没有与水面接触，334 N110 kg / m10 N / kg浮浮水水F g则此时弹簧测力计的示数即为物体的重力，故则此时弹簧测力计的示数即为物体的重力，故G9 N，物体的质量物体的质量m物物 0.9 kg ，则物体的密，则物体的密度度物物 2.25103 kg/m3，C正确；正确；由于物体所受浮力是由液体对物体上下表面的压力差产由于物体所受浮力是由液体对物体上下表面的压力差产生的，故物体刚浸没时下表面受到水的压力生的，故物体刚浸没时下表面受到水的压力F压压F浮浮4 N

4、，D错误故选错误故选C.9 N10 N / kgGg430.9 kg410 m物物物物mV【答案答案】C2(2016重庆重庆A卷卷8题题3分分)水平地面上有底面积为水平地面上有底面积为300 cm2、不计、不计质量的薄壁盛水柱形容器质量的薄壁盛水柱形容器A，内有质量为内有质量为400 g、边长为、边长为10 cm、质量分布均匀的正方体物块质量分布均匀的正方体物块B，通过一根长通过一根长10 cm的细线与容器的细线与容器底部相连底部相连，此时水面距容器底此时水面距容器底30 cm(如图所示如图所示)计算可得出计算可得出( )A. 绳子受到的拉力为绳子受到的拉力为14 NB. 容器对水平地面的压力

5、是容器对水平地面的压力是90 NC. 剪断绳子剪断绳子，待物块静止后水对容器待物块静止后水对容器 底的压强变化了底的压强变化了200 PaD. 剪断绳子剪断绳子，待物块静止后水平地面待物块静止后水平地面 受到的压强变化了受到的压强变化了200 Pa第第2题图题图【解析解析】物块物块B的重力的重力GBmBg0.4 kg10 N/kg4 N，物，物块块B浸没在水中所受的浮力浸没在水中所受的浮力F浮浮B水水gV排排B1103 kg/m310 N/kg(0.1 m)310 N；此时物块；此时物块B受到绳子的拉力受到绳子的拉力F拉拉BF浮浮BGB10 N4 N6 N；绳子受到的拉力与物块；绳子受到的拉力

6、与物块B受到受到的拉力大小相等，的拉力大小相等，F拉绳拉绳6 N，A错误；容器中水的重力错误；容器中水的重力G水水m水水g水水(SAhVB)g1103 kg/m3300104 m20.3 m(0.1 m)310 N/kg80 N，容器对水平地面的压力，容器对水平地面的压力FG水水GB80 N4 N84 N，B错误；错误；由于由于F浮浮BGB，则剪断绳子后，物块，则剪断绳子后，物块B将漂浮；此时物块将漂浮；此时物块B所受的浮力所受的浮力F浮浮BGB4 N，则排开水的体积，则排开水的体积V排排B 4104 m3；排开水的体积变化量；排开水的体积变化量V排排BV排排BV排排B(0.1 m)34104

7、 m36104 m3，液面降低的高度，液面降低的高度h ;0.02 m，水对容器底的压强变化量为，水对容器底的压强变化量为p水水水水gh1103 kg/m310 N/kg0.02 m200 Pa，C正确；正确；334 N110 kg / m10 N / kg浮浮水水F B g4342610 m30010 m排排BAVS剪断绳子，容器对水平地面的压力剪断绳子，容器对水平地面的压力FG水水GB，容器，容器A的底面积不变，根据的底面积不变，根据p 可知：容器对水平地面的压强可知：容器对水平地面的压强不变，不变，D错误故选错误故选C.AFS【答案答案】C3(2008重庆重庆11题题1分分)一个重一个重

8、6 N的实心物体，用手拿着的实心物体，用手拿着使它刚好浸没在水中，此时物体排开的水重是使它刚好浸没在水中，此时物体排开的水重是10 N，则，则该物体受到的浮力大小为该物体受到的浮力大小为_N.【解析解析】由阿基米德原理可知由阿基米德原理可知F浮浮G排排10 N.105(2017重庆重庆B卷卷12题题2分分) 一个底面积为一个底面积为100 cm2足够高的足够高的柱形容器柱形容器M装有装有20 cm深的水深的水，置于水平地面上；一个质量置于水平地面上；一个质量忽略不计的硬塑料瓶固定在轻杆上忽略不计的硬塑料瓶固定在轻杆上，内有适量的水内有适量的水，如图如图甲所示塑料瓶甲所示塑料瓶ABCD部分为柱形

9、部分为柱形，柱形部分高度柱形部分高度hAB为为16 cm.用手拿住轻杆用手拿住轻杆，将该瓶从图甲中刚接触水面位置将该瓶从图甲中刚接触水面位置，缓慢缓慢竖直下降竖直下降6 cm，杆对瓶的拉杆对瓶的拉力力F随下降高度随下降高度h之间的关系之间的关系图像如图乙所示图像如图乙所示第第5题图题图然后从该位置继续向下然后从该位置继续向下，直到水面与直到水面与AD相平为相平为止止则则瓶内所装水的重力为瓶内所装水的重力为_N；当水面与；当水面与AD相平时相平时，瓶外的水对容器瓶外的水对容器M底部的压强为底部的压强为_Pa. 【解析解析】由题乙图可知，杆对瓶的最大拉力由题乙图可知，杆对瓶的最大拉力F为为2 N，

10、而瓶，而瓶子的质量不计，所以瓶内水的重力为子的质量不计，所以瓶内水的重力为2 N；由题乙图可知，；由题乙图可知，当物体下降当物体下降6 cm时杆的拉力为时杆的拉力为0，此时瓶子漂浮，此时瓶子漂浮，F浮浮G2 N，瓶子排开水的体积为，瓶子排开水的体积为V排排 2104 m3200 cm3，水面上升的高度为，水面上升的高度为h水水 2 cm，瓶子浸在水中的深度为，瓶子浸在水中的深度为h浸浸6 cm2 cm8 cm，瓶子的底面积为，瓶子的底面积为S瓶瓶 25 cm2；332 N1.010 kg / m10 N / kg浮浮水水F g32200 cm100 cm排排VS3200 cm8 cm排排浸浸V

11、h当瓶子浸入水中的深度为当瓶子浸入水中的深度为16 cm时，排开水的体积为时，排开水的体积为V排排hS瓶瓶16 cm25 cm2400 cm3，水面上升的高度，水面上升的高度为为h水水 =4 cm，此时容器中水的深度为，此时容器中水的深度为h20 cm4 cm24 cm，容器，容器M底部受到水的压强为底部受到水的压强为p水水gh1.0103 kg/m310 N/kg0.24 m2 400 Pa.32400 cm100 cm排排VS【答案答案】 2 24007(2013重庆重庆A卷卷18题题6分分)2013年年5月月12号是母亲节，小明陪号是母亲节，小明陪父母一起去商场，想送给母亲节日礼物在商场

12、中妈妈看上父母一起去商场，想送给母亲节日礼物在商场中妈妈看上了既美观又实用的茶几鱼缸，如图甲所示现将该鱼缸放在了既美观又实用的茶几鱼缸，如图甲所示现将该鱼缸放在水平地面上，已知鱼缸内的底面积是水平地面上，已知鱼缸内的底面积是0.8 m2，所装水的深度，所装水的深度为为0.5 m一条质量为一条质量为100 g的金鱼悬浮在鱼缸水中，如图乙的金鱼悬浮在鱼缸水中，如图乙所示所示(g取取10 N/kg)第第7题图题图(1)金鱼受到的浮力是多大？金鱼受到的浮力是多大？解：解：(1)金鱼受到的浮力金鱼受到的浮力F浮浮Gmg100103 kg10 N/kg1 N(2)水对鱼缸底部的压力是多大？水对鱼缸底部的压

13、力是多大？解：解：(2)水对鱼缸底部的压强水对鱼缸底部的压强p水水gh1.0103 kg/m310 N/kg0.5 m5103 Pa 水对鱼缸底部的压力水对鱼缸底部的压力FpS5103 Pa0.8 m24103 N8(2009重庆重庆21题题9分分)为了响应为了响应“健康重庆健康重庆”的号召的号召，小小林和爸爸周末到郊外去钓鱼，他在亲近大自然的同时还观林和爸爸周末到郊外去钓鱼，他在亲近大自然的同时还观察到爸爸在钓鱼前要察到爸爸在钓鱼前要“试漂试漂”来确定铅坠来确定铅坠(铅坠由合金制成铅坠由合金制成)的大小，尽量使的大小，尽量使“浮标浮标”更灵敏如图甲所示，图乙是浮标更灵敏如图甲所示，图乙是浮标

14、和铅坠的位置示意图和铅坠的位置示意图若球形浮标的体积为若球形浮标的体积为15 cm3，铅坠铅坠的密度为的密度为11 g/cm3.(取水的密度取水的密度水水1.0103 kg/m3，g10 N/kg)第第8题图题图(1)若铅坠在水面下若铅坠在水面下1.2 m处，它受到水的压强是多大？处，它受到水的压强是多大？解：解：(1)根据液体压强公式根据液体压强公式p水水gh1.0103 kg/m310 N/kg1.2 m1.2104 Pa(2)有经验的钓鱼者会使浮标体积的有经验的钓鱼者会使浮标体积的 浸入水中，此时浸入水中，此时浮标受到的浮力是多大？浮标受到的浮力是多大？23解：解：(2)浮标体积为浮标体

15、积为15 cm31.5105 m3浮标排开水的体积浮标排开水的体积V排排 1.5105 m31105 m3F浮浮水水gV排排1.0103 kg/m310 N/kg1.0105 m30.1 N23(3)小林看见爸爸用一种体积为小林看见爸爸用一种体积为0.5 cm3的铅坠的铅坠，如果使用如果使用这种铅坠这种铅坠，浮标静止时浸入水中的体积有多大？浮标静止时浸入水中的体积有多大？(铅坠未铅坠未接触池底接触池底，不计浮标的质量不计浮标的质量，不计钓线、鱼钩和鱼饵的不计钓线、鱼钩和鱼饵的体积及质量体积及质量)解：解：(3)铅坠的质量铅坠的质量m水水V11 g/cm30.5 cm35.5 g55103 kg

16、Gmg0.0055 kg10 N/kg0.055 N受力分析得：浮标与铅坠受到的总浮力受力分析得：浮标与铅坠受到的总浮力F浮浮G0.055 NF浮浮水水gV排排0.055 NV排排 5.5106 m35.5 cm3V浮浮V排排V5.5 cm30.5 cm35.0 cm3330.055 N1.010 kg / m10 N / kg10(2017重庆重庆B卷卷20题题8分分)如图甲所示为中国首艘国产航母如图甲所示为中国首艘国产航母001A 下水时的情景某中学物理兴趣小组的同学在实验室下水时的情景某中学物理兴趣小组的同学在实验室模拟航母下水前的一个过程，他们将一个质量为模拟航母下水前的一个过程，他们

17、将一个质量为2 kg的航母的航母模型置于水平地面上的一个薄壁柱形容器底部，该柱形容器模型置于水平地面上的一个薄壁柱形容器底部，该柱形容器质量为质量为6 kg，底面积为，底面积为0.03 m2，高为，高为0.4 m，如图乙所示现，如图乙所示现在向容器中加水，当加水深度为在向容器中加水，当加水深度为0.1 m时，模型刚好离开容器时，模型刚好离开容器底部，如图丙所示继续加水直到深度为底部，如图丙所示继续加水直到深度为0.38 m，然后将一，然后将一质量为质量为0.9 kg的舰载机模型轻放在航母模型上，静止后它们一的舰载机模型轻放在航母模型上，静止后它们一起漂浮在水面求：起漂浮在水面求：第第10题图题

18、图(1)图丙中水对容器底的压强为多少帕？图丙中水对容器底的压强为多少帕？解：解：(1)图丙中水对容器底的压强图丙中水对容器底的压强p水水gh1.0103 kg/m310 N/kg0.1 m1 000 Pa(2)图丙中航母模型浸入水中的体积为多少立方米？图丙中航母模型浸入水中的体积为多少立方米？解：解：(2)因为航母模型漂浮，所以浮力与重力相等因为航母模型漂浮，所以浮力与重力相等F浮浮Gmg2 kg10 N/kg20 NV排排 2103 m33320 N1.010 kg / m10 N / kg浮浮水水F g(3)放上舰载机后整个装置静止时，相对于水深为放上舰载机后整个装置静止时，相对于水深为0

19、.38 m时，容器对水平地面的压强增加了多少帕？时，容器对水平地面的压强增加了多少帕？解：解：(3)航母模型一直处于漂浮状态，所以放上舰载机后，航母模型一直处于漂浮状态，所以放上舰载机后，航母模型所受浮力的增加量应等于舰载机的重力，航母模型所受浮力的增加量应等于舰载机的重力，V排排 9104 m3900 cm3放上舰载机之前容器剩余空间的体积为放上舰载机之前容器剩余空间的体积为V0.03 m2(0.4 m0.38 m)6104 m3600 cm3V排排339 N1.010 kg / m10 N / kgFg浮浮液液所以放入舰载机后水会溢出所以放入舰载机后水会溢出溢出水的体积为溢出水的体积为V水

20、溢水溢V排排V900 cm3600 cm3300 cm3溢出水的质量为溢出水的质量为m水溢水溢水水V水溢水溢1 g/cm3300 cm3300 g溢出水的重力为溢出水的重力为G水溢水溢m水溢水溢g0.3 kg10 N/kg3 N所以放上舰载机后相对水深为所以放上舰载机后相对水深为0.38 m时，容器对水平面增时，容器对水平面增加的压力为舰载机的重力与溢出水的重力之差，即加的压力为舰载机的重力与溢出水的重力之差，即FG机机G水溢水溢9 N3 N6 N容器对水平地面的压强增加了容器对水平地面的压强增加了p 200 Pa26 N0.03 mFS 重难点突破重难点突破一一浮力的相关计算浮力的相关计算(

21、重点、难点重点、难点)例例 1 平衡法平衡法 用手将一重为用手将一重为5 N的物体全部压入水中的物体全部压入水中，物体物体排开的水重为排开的水重为8 N，此时物体受到的浮力为此时物体受到的浮力为_N，放放手后物体将手后物体将_(选填选填“上浮上浮”或或“下沉下沉”)，待物体静待物体静止时所受的浮力为止时所受的浮力为_N.8上浮上浮5例例 2 阿基米德原理法阿基米德原理法 如图所示如图所示，小球小球a排开水的体积为排开水的体积为300 cm3，小球小球c的体积为的体积为150 cm3，已知水的密度为已知水的密度为1103 kg/m3，则则a排开水的重力为排开水的重力为_N，受到的浮力为受到的浮力

22、为_N，c受到的浮力为受到的浮力为_N(g取取10 N/kg)例例2题图题图331.5例例 3 如图甲所示如图甲所示，用弹簧测力用弹簧测力计测圆柱体的重力为计测圆柱体的重力为_N，将圆柱体浸没在水中将圆柱体浸没在水中，弹簧测力计示数如图乙所示为弹簧测力计示数如图乙所示为_N，则圆柱体受到的浮力为则圆柱体受到的浮力为_N.例例3题图题图2.21.01.2例例 4 压力差法压力差法 边长为边长为5 cm的正方体金属块，完全浸入的正方体金属块，完全浸入水中，其上表面距离水面水中，其上表面距离水面5 cm，则金属块上表面受到水，则金属块上表面受到水的压力为的压力为_N；金属块下表面受到水的压力为；金属

23、块下表面受到水的压力为_ N；金属块受到的浮力为；金属块受到的浮力为_ N. 【解析解析】p上上水水gh上上1.0103 kg/m310 N/kg5102 m500 Pa，F上上p上上S500 Pa(5102)2 m21.25 N；p下下水水gh下下1.0103 kg/m310 N/kg(0.05 m0.05 m)1 000 Pa，F下下p下下S1 000 Pa(5102)2 m22.5 N；F浮浮水水gV排排1.0103 kg/m310 N/kg(5102)3 m31.25 N(或：液或：液体对物体的浮力就是液体对物体上下表面的压力差，即体对物体的浮力就是液体对物体上下表面的压力差，即F浮浮

24、F下下F上上1.25 N)【答案答案】1.25 2.5 1.25例例 5 如图甲所示如图甲所示，用细线系住一圆柱形物体使其浸入水槽内用细线系住一圆柱形物体使其浸入水槽内的水中的水中，当圆柱体有当圆柱体有 的体积露出水面时的体积露出水面时，细线施加的拉力细线施加的拉力恰好为恰好为3 N如图乙所示如图乙所示，用细线将该圆柱体拉入水槽内的水用细线将该圆柱体拉入水槽内的水中中，当细线施加的拉力为圆柱体所受重力的当细线施加的拉力为圆柱体所受重力的 时时，圆柱体有圆柱体有 的体积浸在水中则下列说法中正确的是的体积浸在水中则下列说法中正确的是 ( )783478例例5题图题图A. 物体的重力为物体的重力为3

25、 N B. 物体的体积为物体的体积为80 cm3C. 物体的密度为物体的密度为0.75103 kg/m3D. 要使图乙所示状态下的物体全部没入水中要使图乙所示状态下的物体全部没入水中， 圆柱体静止时绳子向下的拉力应为圆柱体静止时绳子向下的拉力应为4 N【解析解析】当圆柱体处于甲状态时，对其进行受力分析，则当圆柱体处于甲状态时，对其进行受力分析，则F甲甲F浮甲浮甲G，即，即3 N水水g(1 )V物物gV ，当圆柱体，当圆柱体处于乙状态时，对其进行受力分析，则处于乙状态时，对其进行受力分析，则F浮乙浮乙GF乙乙，即，即水水g V物物gVF乙乙 ，且，且F乙乙 G 物物gV78347834联立得：联立得：V8104 m3, 物物0.5103 kg/m3；物体的；物体的重力重力Gmg物物Vg0.5103 kg/m38104 m310 N/kg4 N，A、B、C错误；乙状态中当圆柱体全部浸没水中，错误；乙状态中当圆柱体全部浸没水中，圆柱体静止时绳子向下的拉力应为：圆柱体静止时绳子向下的拉力应为：FF浮浮G水水gVG1103 kg/m310 N/kg8104 m34 N4 N，D正确故选正确故选D.【答案答案】D