2020年春八年级物理全册 第九章 浮力专题训练（二）浮力的相关计算分层精炼 （新版）沪科版.docx

专题训练( 二 )浮力的相关计算在历年中考中,浮力都是考查的重点。浮力考查的内容主要包括浮力计算和浮沉条件的判断两部分内容,一般与密度、力、压强等知识综合在一起考查,难度较大,尤其是结合物体的受力分析求解浮力。类型1利用阿基米德原理求解浮力1.如图所示,质量为20 g的蜡块,在盛水的烧杯中静止,此时它所受浮力为0.2n( 蜡=0.9103 kg/m3,水=1.0103 kg/m3,g取10 n/kg )。逐渐向烧杯中加入密度为1.1103 kg/m3的盐水,整个过程中没有液体溢出,蜡块排开液体的体积变小( 选填“变大”“变小”或“不变” )。2.如图甲,一个质量为270 g的铝块悬挂在弹簧测力计的挂钩上,铝块的下表面刚好接触某未知液体的液面。将铝块缓慢浸入液体,弹簧测力计的示数随浸入深度的变化如图乙( g取10 n/kg,铝=2.7103 kg/m3 )。求:( 1 )铝块浸没时所受的浮力;( 2 )液体的密度。解:( 1 )m=270 g=0.27 kg,g=mg=0.27 kg10 n/kg=2.7 nf浮=g-f=2.7 n-1.5 n=1.2 n( 2 )铝块浸没液体时,v排=v=10-4 m3受到液体的浮力f浮=液gv排,即1.2 n=液10 n/kg10-4 m3解得液=1.2103 kg/m3类型2浮沉条件3.如图,将物体a放入水中时悬浮,将物体b放入水中时有一半的体积露出水面,将物体a置于物体b上再放入水中时,物体b有三分之一的体积露出水面( 水=1.0103 kg/m3 )。求:( 1 )物体b的密度b;( 2 )物体a的体积和物体b的体积之比vavb。解:( 1 )物体b在水中处于漂浮状态且有一半的体积露出水面,根据漂浮条件可知f浮b=gb根据f浮=液gv排和g=mg=vg,可得水gvb排=bgvb即水g12vb=bgvb所以b=12水=121.0103 kg/m3=0.5103 kg/m3( 2 )由于物体a在水中悬浮,则a=水=1.0103 kg/m3将物体a置于物体b上再放入水中时,a、b处于悬浮状态且物体b有三分之一的体积露出水面,根据漂浮条件可知,f浮=ga+gb根据f浮=液gv排和g=mg=vg,可得水gv排=agva+bgvb即水gvb=agva+bgvb,所以4.如图所示,a、b两物体用细线相连浸没水中,两物体恰好悬浮。细线的质量、体积忽略不计。已知物体a的体积为1000 cm3,物体b的体积为100 cm3,物体b的质量为0.5 kg,g取10 n/kg。求: ( 1 )物体b受到的浮力;( 2 )细线对物体b的拉力;( 3 )物体a受到的重力;( 4 )细线剪断后,物体a静止时,浸入水中的体积。解:( 1 )物体b浸没在水中,则物体b受到的浮力f浮b=水gv排b=1.0103 kg/m310 n/kg10010-6 m3=1 n( 2 )物体b的重力gb=mbg=0.5 kg10 n/kg=5 n细线对物体b的拉力f拉b=gb-f浮b=5 n-1 n=4 n( 3 )因为物体间力的作用是相互的,所以细线对物体b的拉力和b对细线的拉力大小相等,即f拉a=f拉b=4 n物体a浸没在水中时受到的浮力f浮a=水gv排a=1.0103 kg/m310 n/kg100010-6 m3=10 n对物体a受力分析知,ga+f拉a=f浮a故物体a受到的重力ga=f浮a-f拉a=10 n-4 n=6 n( 4 )因为物体a浸没在水中时的浮力大于其重力,所以剪断细线后,物体a会上浮直至漂浮在水面上,由于漂浮,所以f浮a=ga=6 n由f浮=水gv排得,此时物体a浸入水中的体积v浸=v排=610-4 m3类型3浮力和压强的综合计算5.如图甲,边长为10 cm的正方体木块漂浮在水面,静止时木块有12体积露出水面( g取10 n/kg )。( 1 )木块的密度为多少?此时木块受到的浮力是多少?( 2 )用手将它缓慢压入水中,当木块刚好全部压入水中时,手对木块压力是多少?( 3 )木块从图甲位置到图乙位置,容器底部受到水的压强增加了200 pa,则此时容器中水的深度是多少?解:( 1 )由二力平衡条件有f浮=g木所以水gv排=木gv,v排=12v得木=0.5103 kg/m3f浮=木gv=0.5103 kg/m310 n/kg( 0.1 m )3=5 n( 2 )手对木块的压力f=f浮-g木=水gv-g木=1.0103 kg/m310 n/kg( 0.1 m )3-5 n=5 n( 3 )木块从题图甲位置到题图乙位置,容器中水的深度增加了h,由p=gh得,h=0.02 m=2 cm此时容器中水的深度为h=20 cm+2 cm=22 cm6.一边长为10 cm的正方体木块,用细线固定于底面积为250 cm2的圆柱体容器中。向容器中逐渐加水,当向容器中加水3000 cm3时,木块恰好漂浮在水面上,木块有6 cm的高度露出水面,且细线刚好拉直,如图所示( g取10 n/kg )。( 1 )求木块的密度;( 2 )继续向容器中逐渐加水,让木块的上表面刚好与水面相平,则此时细线的拉力大小为多少?容器底所受到水的压强是多少?解:( 1 )木块的体积v木=10 cm10 cm10 cm=1000 cm3=110-3 m3木块恰好漂浮在水面上,排开水的体积v排=10 cm10 cm( 10 cm-6 cm )=400 cm3=410-4 m3木块恰好漂浮在水面上时,细线刚好拉直,则有g=f浮,则根据g=mg、=mv和f浮=液gv排可得,木v木g=水gv排代入数据可得,木110-3 m310 n/kg=1.0103 kg/m310 n/kg410-4 m3解得木=0.4103 kg/m3( 2 )木块的重力g=mg=木v木g=0.4103 kg/m3110-3 m310 n/kg=4 n继续向容器中逐渐加水,让木块的上表面刚好与水面相平时,木块恰好完全浸没在水中,v排=v木=110-3 m3则木块完全浸没在水中时受到的浮力f浮=水gv排=1.0103 kg/m310 n/kg110-3 m3=10 n对木块进行受力分析可知,此时木块受到竖直向下的重力、拉力和竖直向上的浮力作用,且重力与拉力之和等于浮力,故细线的拉力f=f浮-g=10 n-4 n=6 n当向容器中加水3000 cm3时,容器内水和木块浸入水中的体积之和v总=v0+v排=3000 cm3+400 cm3=3400 cm3则水的高度h0=13.6 cm继续向容器中逐渐加水,让木块的上表面刚好与水面相平时,容器内水的深度h=h0+h露=13.6 cm+6 cm=19.6 cm=0.196 m所以容器底所受到水的压强p=水gh=1.0103 kg/m310 n/kg0.196 m=1960 pa类型4利用浮力进行相关公式推导7.测定人体血液密度的方法:在几支试管内分别装入与人体血液密度相近的、密度已知且密度不同的硫酸铜溶液,再向每支试管内分别滴入一滴血液,分析人员只要看到哪一支试管中血液悬浮在其中,就判断血液的密度就等于此试管中硫酸铜溶液的密度。试证明:血=溶液。证明:因为血液悬浮在溶液中,所以g血=f浮得血v血g=溶液v排g又因为v血=v排,所以血=溶液8.在一圆柱形容器中盛有水,水面漂浮着一个小容器。当将一个实心小塑料球放入小容器中后,大容器中的水面上升的高度是h1,如图所示。若把这个塑料球从小容器中拿出投入大容器的水中,液面又降低了h2,请推导塑料小球的密