2021年中考物理微专题复习 专题12中考浮力计算问题（学生版）.doc

专题12 浮力计算问题知识点1：理解阿基米德原理浸在液体中的物体受到向上的浮力、浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力，这就是阿基米德原理，其数学表达式是：F浮=G排液=液gV排。(1)浮力的大小由液体密度液和排开液体的体积V排两个因素决定。浮力大小与物体自身的重力、物体的体积、物体的密度及物体的形状无关。浸没在液体中的物体受到的浮力不随深度的变化而改变。(2)阿基米德原理对浸没或部分浸在液体中的物体都适用。(3)当物体浸没在液体中时，V排=V物，当物体部分浸在液体中时，V排<V物，(V物=V排+V露)。 液体密度液一定时，V排越大，浮力也越大。(4)阿基米德原理也适用于气体，其计算公式是：F浮=气gV排。知识点2：理解物体漂浮条件漂浮问题是浮力问题的重要组成部分，解决浮力问题的关键是理解物体的漂浮条件F浮=G物。(1)因为F浮=液gV排，G物=物gV物，又因为F浮=G物(漂浮条件)所以，液gV排=物gV物，由物体漂浮时V排<V物可得液>物，即物体的密度小于液体密度时，物体将浮在液面上。此时，V物=V排+V露。(2)根据漂浮条件F浮=G物，得：液gV排=物gV物，V排=物V物/液同一物体在不同液体中漂浮时，物、V物不变；物体排开液体的体积V排与液体的密度液成反比。液越大，V排反而越小。知识点3：判断物体的浮沉的方法(1)受力比较法：浸没在液体中的物体受到重力和浮力的作用。F浮>G物，物体上浮；F浮<G物，物体下浮；F浮=G物，物体悬浮。(2)密度比较法：浸没在液体中的物体，只要比较物体的密度物和液体的密度液的大小，就可以判断物体的浮沉。 液>物，物体上浮；液<物，物体下浮； 液=物，物体悬浮。质量分布不均匀的物体，如空心球，求出物体的平均密度，也可以用比较密度的方法来判断物体的浮沉。知识点4：计算浮力的一般方法(1)压力差法：根据浮力产生的原因F浮=F向上F向下，一般用于已知物体在液体中的深度，且形状规则的物体。(2)公式法：阿基米德原理数学表达式F浮=G排液=液gV排，这公式对任何受到浮力的物体都适用。计算时已知液和V排(3)称量法：根据力的平衡原理，将挂在弹簧秤下的物体浸在液体中，静止时，物体受到重力，浮力和竖直向上的拉力。这三个力平衡：即F浮=G物F拉(4)平衡法：根据漂浮、悬浮条件F浮=G物，这个公式只适用于计算漂浮或悬浮物体的浮力。知识点5：计算浮力问题的基本思路(1)仔细审题，注意抓住隐含条件的关键词，如浸入、浸没、装满、未装满、溢出、未溢出、漂浮、悬浮、上浮、下沉等。(2)分析研究对象的受力情况，画出力的示意图，在图中标出已知力的符号、量值和未知力的符号。(3)在受力分析的基础上，列出关系式，比如物体在液体中漂浮或悬浮时F浮G物；用线吊在液体中时：F浮GG示；被强制压(按)入液体中时，F浮GF(F为压力或拉力)，若有几个物体连接在一起，可以将它们视为一个整体进行研究。(4)把阿基米德原理公式或密度、重力的计算公式代入关系式，代入已知量解出未知量，这种思维方式不仅对较难题适用，对解较容易的浮力题也适用。注意：在解决比较难的浮力问题时，经常用到二力平衡的思想。(1)物体漂浮或者悬浮时，物体处于平衡状态，这时浮力等于重力F浮=G(2)有一个重物压在物体上，物体静止在液体表面或者悬浮在液体中，这时物体的重力加上重物的压力等于物体在液体中受到的浮力，即F浮=G+N(3)物体挂在弹簧秤下，并且部分或全部浸在液体中，物体平衡时，物体重力等于弹簧秤读数加上物体受到的浮力，即F浮+F=G(4)物体在液体里，物体下端用绳拴住挂，并且部分或全部浸在液体中，物体平衡时，物体重力加上绳的拉力等于物体受到的浮力，F浮=G+F【例题1】(2019无锡)如图所示，放在水平面上装满水的一溢水杯，水深为20cm弹簧测力计挂着重为10N的物块现将物块侵没在装满水的溢水杯中，静止后溢出水的质量为0.4kg(g取10N/kg)求：(1)弹簧测力计的示数(2)物体的密度 【对点练习】一铁块挂在弹簧秤下，静止时，弹簧秤的示数为15.484N，当铁块全部浸没在水中静止后，弹簧秤的示数为13.524N，铁块在水中受到的浮力是_N，铁块的体积是_m3，铁块的密度是_kg/m3。若把该铁块全部浸没在煤油中，铁块受到的浮力是_N。【例题2】(2020甘肃天水)如图甲所示，水平放置的方形容器里有一个重为8N、棱长为10cm的正方体物块M，M与容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器内注水，容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示(g10N/kg)，则：当t140s时，物块M在水中处于 (选填“沉底”“悬浮”或“漂浮”)状态；当t140s时，水对容器底部的压力大小是 ；图乙中a的值是 ；40140s时段，浮力对物体做功是 。【对点练习】在如图所示的甲图中，石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降，直至全部没入水中。图乙是钢绳拉力随时间t变化的图像。若不计水的摩擦力，则可算出该石料的密度为( )A石料的重为1400N B石料的重为500NC石料的密度为2.8×103kg/m3 D石料的密度为3.2×103kg/m3【例题3】(2019齐齐哈尔)如图甲所示的平底薄壁玻璃杯的底面积为30cm2，装满水后水深0lm，如图乙所示现将个体积为50cm3的木块缓慢放入水中，静止后有的体积露出水面。则水对杯子底部的压强是 Pa，木块的密度是 g/cm3。【对点练习】将质量为3kg的木块放在盛有水的容器中，木块漂浮时有2/5的体积露出水面，则木块的密度为g/cm3，木块的体积为 cm3【例题4】(2020山东聊城)潜水艇为增强国防力量，维护祖国安定发挥了重要作用。潜水艇截面如图所示，通过向水舱中充水或从水舱向外排水来改变潜水艇的自重，从面使其下沉或上浮。我国某型号潜水艇的总体积为2×103m3，水舱未充海水时潜水艇总重为1.26×107N，最大下潜深度可达400m。海水密度取1.03×103kg/m3。g取10N/kg。求：(1)最大下潜深度处的海水压强；(2)潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力；(3)潜水艇悬浮在海水中时，水舱中充入海水的质量。【对点练习】将U型管压强计的金属盒放在盛有某和液体的玻璃杯中。将相关信息如图所示。(g取10N/kg)求：(1)液体的密度。(2)体枳为60cm3的小球浸没在液体中受到的浮力。 一、选择题1.(2020湖北武汉)一个质量分布均匀的正方体物块，边长是10cm，密度是0.8×103kg/m3，漂浮在液面上露出液面的体积占物块体积的。用手缓慢下压物块，如图所示，当物块上表面与液面刚好相平时，下列说法错误的是( )A. 液体的密度是1.2×103kg/m3B. 手对物块上表面的压力大小是2NC. 液体对物块下表面的压力大小是12ND. 物块下表面受到液体的压强是1.2×103Pa2.(2020江苏连云港)下列关于浮力的说法正确的是()A. 质量大的物体在液体中所受浮力一定大B. 码头上正在卸货的轮船所受的浮力逐渐减小C. 物体密度小于液体密度时物体在液体中处于悬浮状态D. 潜水艇在水面下从大海潜行进入长江，所受浮力不变3.(2020江苏南京模拟)A、B是两个不溶于水的物块，用一根细线连接在一起，先后以两种不同方式放入同一个装有水的烧杯中，处于如图甲、乙所示的静止状态。试判断两种情况下，烧杯中水面的高度h甲、h乙的大小关系为()Ah甲h乙Bh甲h乙Ch甲h乙D无法判断4.(2020宁波模拟)如图甲所示的圆柱形容器中装有适量的某种液体，现将密度为0.6×103kg/m3的正方体木块A放人容器中，木块静止时露出液面的体积与浸人液体的体积之比为1：3；在木块上表面轻放一个物块B(VA=2VB)，A的上表面刚好与液面相平，如图乙所示。若将物块B单独放人此液体中，它静止时将()A悬浮 B漂浮 C沉底 D无法判断二、填空题5(2020苏州)如图所示，重为12N、边长0.1m的正方体物块静置于粗糙的水平桌面上，物块对桌面的压强为 Pa向右推动物块，在运动过程中，它受到 (向左/向右)的摩擦力。物块掉入水槽中(水足够深)，其静止后所受浮力为 N(g取10N/kg)6.(2020苏州模拟)一均匀的长方体浸没在液体中，如图所示已知它的底面积为S，上表面所处深度为h1，下表面所处深度为h2，则长方体下表面所受到液体的压力表达式为 、浮力表达式为 (液体密度液和g为已知量)7.(2020大连模拟)如图所示，乒乓球从水里上浮直至漂浮在水面上，乒乓球在A位置时受到的浮力为FA，水对杯底压强为pA；在B位置时受到的浮力为FB，水对杯底压强为pB，则它们的大小关系是FA FB，pA pB，已知乒乓球的质量为2.7g，当它漂浮在水面时，排开水的体积为 cm38(2020长春模拟)将质量为3kg的木块放在盛有水的容器中，木块漂浮时有的体积露出水面，则木块的密度为g/cm3，木块的体积为cm3三、综合计算题9.(2020安徽)某同学想测量一种液体的密度。他将适量的待测液体加人到圆柱形平底玻璃容器里，然后一起缓慢放人盛有水的水槽中。当容器下表面所处的深度h1= 10cm时，容器处于直立漂浮状态，如图a所示。(已知容器的底面积S=25cm2 ，水=1.0×103kg/m2，g取10N/kg)(1)求水对容器下表面的压强； (2)求容器受到的浮力；(3)从容器中取出100cm3的液体后，当容器下表面所处的深度h2=6.8cm时，容器又处于直立漂浮状态，如图b所示。求液体的密度。10.(2020贵州黔西南)如图甲所示，有一体积、质量忽略不计的弹簧，其两端分别固定在容器底部和正方体形状的物体上。已知物体的边长为10cm，弹簧没有发生形变时的长度为10cm，弹簧受到拉力作用后，伸长的长度与拉力F的关系如图乙所示。向容器中加水，直到物体上表面与液面相平，此时水深24cm。(g=10N/kg)求：(1)物体受到水的浮力；(2)打开出水口，缓慢放水，当弹簧处于没有发生形变的状态时，关闭出水口。求放水前后水对容器底部压强的变化量。11.(2020四川成都)如图所示，实心均匀圆柱体A、薄壁圆柱形容器B和C，三者高度均为H=10cm，都放置在水平桌面上。容器B内装有油，容器C内装有水，相关数据如下表所示。忽略圆柱体A吸附液体等次要因素，常数g取10N/kg。(1)求A的底面积；(2)若将A竖直缓慢放入B内，释放后静止时，求油对容器底部的压强；(3)若将A竖直缓慢放人C内，释放并稳定后，再将A竖直向上缓慢提升0.5cm，求静止时水对容器底部的压力。圆柱体A油水质量/g9054120密度/(g/cm3)0.60.91深度/cm2612(2020牡丹江模拟)如图所示，已知重为10N的长方体木块静止在水面上，浸入在水中的体积占木块总体积的(g取10N/kg)。(1)求木块所受到的浮力大小；(2)若木块下表面所处的深度为0.2米，求木块下表面受到水的压强；(3)若要将木块全部浸没水中，求至少需要施加多大的压力。