（全国通用版）2020中考物理大一轮 第7章 浮力 专项突破（四）浮力的相关计算素养突破课件.pptx

专项突破 四 浮力的相关计算 1 计算浮力的方法 1 称重法 f浮 g f 用弹簧测力计测浮力 2 压力差法 f浮 f向上 f向下 用浮力产生的原因求浮力 3 漂浮 悬浮 f浮 g物 二力平衡求浮力 4 阿基米德原理 f浮 g物或f浮 gv排 知道物体排开液体的质量或体积时常用 2 浮力计算题方法总结 1 确定研究对象 认准要研究的物体 2 分析物体受力情况 判断物体在液体中所处的状态 漂浮 悬浮 下沉 上浮 3 根据浮沉条件列出等式 一般平衡状态的居多 3 必须弄清楚的一些概念 物重g与视重f 物重g与物体排开的液体重g排 浸在 浸入 与浸没 没入 上浮 漂浮 悬浮 物体的密度 物与液体的密度 液 物体的体积v物 物体排开液体体积v物 物体露出液体的体积v露 4 解浮力问题经常用到的一些规律和概念 二力平衡条件 推广到三力平衡 密度 液体内部压强规律 浮力 阿基米德原理 物体浮沉条件 5 漂浮问题 五规律 历年中考考查频率较高 规律一 物体漂浮在液体中 所受的浮力等于它受到的重力 规律二 同一物体漂浮在不同液体里 所受浮力相同 规律三 同一物体漂浮在不同液体里 在密度大的液体里浸入的体积小 规律四 漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几 物体密度就是液体密度的几分之几 规律五 将漂浮物体全部浸入液体里 需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力 类型一称重法例1 2019 安徽一模 在弹簧测力计下悬挂一个铝球 在空气中测力计示数是5 4n 把铝球浸没在水中时 弹簧测力计的示数是2 4n 则铝球在水中受到的浮力为3n 该铝球是空心 选填 空心 或 实心 的 g取10n kg 铝 2 7 103kg m3 对应练1如图所示 一个重5 4n的金属块用细线挂在弹簧测力计下 浸没水中后金属块受到的浮力是2n 此时弹簧测力计的示数是3 4n 解析 此时弹簧测力计的示数f g f浮 5 4n 2n 3 4n 类型二阿基米德原理例2 2019 安徽全椒县一模 如图所示 用细绳将质量为400g 体积为500cm3的木块系住 使木块浸没在液体中 当木块静止时细绳对木块的拉力为2n 液体的深度为20cm 则木块在液体中所受的浮力为6n 液体对容器底部的压强为2400pa g取10n kg 解析 木块的重力g mg 0 4kg 10n kg 4n 由题图可知 木块静止在液体中 木块受向上的浮力 向下的重力和向下的拉力 由力的平衡条件可得 木块在液体中所受的浮力f浮 g f拉 4n 2n 6n 木块排开液体的体积 v排 v 500cm3 500 10 6m3 由f浮 液v排g得液体的密度 液体对容器底部的压强p 液gh 1 2 103kg m3 10n kg 0 2m 2400pa 对应练2 2019 湖南湘西州中考 一个体积为1 10 3m3的铁球浸没在水中 它受到水对它的浮力为10n 水的密度为1 103kg m3 g取10n kg 解析 铁球浸没在水中时排开水的体积v排 v 1 10 3m3 铁球受到水的浮力f浮 水gv排 1 103kg m3 10n kg 1 10 3m3 10n 类型三压力差法 平衡法 漂浮或悬浮 例3 2019 湖北宜昌中考 如图是我国自主研制的首款大型水陆两栖飞机 鲲龙ag600 某次执行任务时它的质量为38t 当它停在水面上时 排开水的体积是38m3 受到的浮力为3 8 105n g取10n kg 水 1 103kg m3 方法归纳压力差法是根据浮力的定义来计算浮力的 物体上下两表面的压力差就是浮力的大小 平衡法是根据物体的漂浮或悬浮时重力与浮力是一对平衡力 来计算浮力 对应练3 蛟龙号 是我国首台自主设计 自主集成研制 世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器 蛟龙号 体积约为30m3 空载时质量约为22t 最大荷载240kg 1 蛟龙号 空载漂浮在水面时受到的浮力为多大 2 若 蛟龙号 某次满载时下沉是采用注水方式实现的 则至少注入水的体积是多少 海水密度取1 0 103kg m3 g取10n kg 答案 1 2 2 105n 2 7 76m3 解析 1 蛟龙号 空载漂浮在水面时 根据漂浮条件可知潜艇受到浮力f浮 g空载 m空载g 22 103kg 10n kg 2 2 105n 2 满载时需要下沉时潜水器排开海水的体积v排 v船 30m3 此时f浮 海gv排 1 0 103kg m3 10n kg 30m3 3 105n 满载总重力g满 m满g 22 103kg 240kg 10n kg 2 224 105n g注水 f浮 g满 3 105n 2 224 105n 7 76 104n 则由g mg gv可得注入水的体积 1 2019 湖南怀化中考 一个重为0 5n的木块放入装有水的烧杯中 木块处于漂浮状态 则木块受到的浮力是0 5n 若再沿烧杯壁往烧杯中缓慢地倒入浓盐水 则木块受到的浮力将不变 选填 变大 不变 或 变小 解析 将重为0 5n的木块放入装有水的烧杯中 静止时木块处于漂浮状态 所以木块所受浮力的大小为f浮 g 0 5n 木块漂浮 所以木块的密度小于水的密度 如果再沿烧杯壁往烧杯中缓慢地倒入浓盐水 木块的密度不变 水的密度变大 所以 木块仍然漂浮 所受浮力f浮 g 0 5n 所以浮力不变 2 2019 福建中考 如图 气球下面用细线悬挂一石块 它们恰好悬浮在水中 已知石块与气球的总重力为g总 则气球受到的浮力f浮 或 若水温升高 石块将上浮 选填 上浮 下沉 或 保持悬浮 解析 气球下面用细线悬挂一石块 它们恰好悬浮在水中 则f浮气球 f浮石块 g总 所以气球受到的浮力f浮气球 g总 水温升高时 气球内空气的体积变大 排开水的体积变大 由f浮 水v排g 气球受到的浮力将变大 石块受到的重力不变 此时气球和石块受到的浮力大于自重 石块将上浮 3 2019 天津中考 小明在学习 阿基米德原理 时 做了如图所示的实验 由图可知物体a所受浮力为1n 由阿基米德原理可知 丙图中弹簧测力计的示数应为15n 解析 物体浸没在液体中受到的浮力f浮 2n 1n 1n 根据阿基米德原理可知g排 f浮 1n 由于f丙 f丁 g排 所以 f丙 g排 f丁 1n 0 5n 1 5n 4 2018 重庆中考 水平升降台面上有一个足够深 底面积为40cm2的柱形容器 容器中水深20cm 则水对容器底部的压强为2000pa 现将底面积为10cm2 高20cm的圆柱体a悬挂在固定的弹簧测力计下端 使a浸入水中 稳定后 a的下表面距水面4cm 弹簧测力计的示数为0 8n 如图所示 然后使升降台上升7cm 再次稳定后 a所受的浮力为1 2n 已知弹簧受到的拉力每减小1n 弹簧的长度就缩短1cm g取10n kg 解析 水对容器底部的压强p 水gh 1 0 103kg m3 10n kg 0 2m 2000pa 物体a下表面距水面4cm时受到的浮力f浮 水gv排 1 0 103kg m3 10n kg 4 10 10 6m3 0 4n 根据力的平衡 物体的重力g f浮 ft 0 4n 0 8n 1 2n 升降台上升7cm 相当于物体a向下移动7cm 假设a物体未向上移动 此时物排开水的体积增加量10 7 10 6m3 7 10 5m3 液体在容器中上升的高度 综上 升降台上升7cm 物体受到的浮力f浮1 水gv排 1 0 103kg m3 10n kg 12 4 10 10 6m3 1 24n g 物体将漂浮 所受浮力等于重力 f浮2 1 2n 5 2018 广西桂林中考 如图所示 一段粗细 质量均匀的蜡块 重为g1 长为l 与一重为g2的铁块通过轻质细绳相连 竖立漂浮在水面上 露出水面的长度为l0 则蜡块和铁块所受水的浮力f浮 g1 g2 若多次截掉蜡块露出水面的部分 直到蜡块上表面与水 解析 蜡块与铁块通过轻质细绳相连 竖立漂浮在水面上时 根据漂浮条件可知 f浮 g1 g2 当蜡块漂浮时 根据阿基米德原理可得 6 2019 内蒙古通辽中考 2018年5月13日 中国首艘国产航母001a型航空母舰离开大连港码头 开始海试 水 1 0 103kg m3 g取10n kg 请问 1 航母001a设计排水量6 7 104t 那么它满载时受到的浮力是多少 2 海面下8m处的压强是多少 3 一位体重为600n的歼15舰载机飞行员 每只脚与水平甲板的接触面积是200cm2 则他双脚站立时对甲板的压强是多少 答案 1 6 7 108n 2 8 104pa 3 1 5 104pa 解析 1 根据阿基米德原理可得 该航母满载时受到的浮力f浮 g排 m排g 6 7 104 103kg 10n kg 6 7 108n 2 海面下8m处的压强p 水gh 1 0 103kg m3 10n kg 8m 8 104pa 3 飞行员每只脚与水平甲板的接触面积是200cm2 所以飞行员双脚站立的受力面积s 2 200 10 4m2 4 10 2m2 飞行员站立在水平甲板上 对甲板的压力f g 站立时对甲板的压强 7 2019 安徽长丰县二模 如图甲 棱长为10cm的正方体木块静止时部分体积浸入水中 如果在木块的上表面施加一个大小为4n的竖直向下的力 木块刚好浸没在水中 水的密度为1 0 103kg m3 酒精的密度为0 8 103kg m3 1 求木块的密度 2 如果把该木块放入酒精中静止时 如图乙所示 则木块下表面所处的深度为多少 答案 1 0 6 103kg m3 2 7 5cm解析 1 木块浸没在水中时 受到向下的重力g木和压力f 向上的浮力f浮 木块处于平衡状态 所以g木 4n f浮 因为g木 mg 木gv木 f浮 水gv排 v木 v排所以 木gv木 4n 水gv排 解得 木 0 6 103kg m3 2 木块在酒精中漂浮 根据漂浮条件f浮 g木和阿基米德原理f浮 酒精gv排 得 木gv木 酒精gv排 解得v排 7 5 10 4m3 则木块下表面所处酒精的深度为 8 水平台面上的玻璃槽中装有适量的水 将一边长为20cm的正方体物块轻轻放入水中 待其静止 如图甲所示 已知 水 1 0 103kg m3 g取10n kg 1 求该物块的密度 2 如图乙所示 用力f垂直向上作用在物块的上表面 使物块露出水面的高度为10cm并保持静止 求此时力f的大小 答案 1 0 75 1