2021届中考一轮复习专题训练(三)　浮力计算的四种方法

1、专题训练(三)浮力计算的四种方法 类型一压力差法方法诠释:f浮=f向上-f向下(f向上=p向上s=液gh1s,f向下=p向下s=液gh2s)。1.一个浸没在水中的正方体物块,其下表面受到水对它向上的压力为20 n,上表面受到水对它向下的压力为12 n,则物块在水中受到的浮力大小和方向为()a.32 n,竖直向上b.8 n,竖直向上c.8 n,竖直向下d.无法判断2.如图所示,一个半球形物体浸没在水中,受到水向下的压力为30 n,半球受到的水的浮力为80 n,则半球受到水向上的压力为n。3.有一边长为10 cm的正方体浸没在水中,其上表面距水面的高度为h1=15 cm,如图所示,则物体上表面受到

2、水的压强是pa,压力为n;下表面受到水的压强是pa,压力是n;物体受到的浮力是n。(g取10 n/kg)4.现有一边长为10 cm的正方体物块漂浮在水面上,如图所示,其上表面距水面2.5 cm,它的下表面受到水的压力是多大?它受到的浮力是多大?物块的密度是多少?(g取10 n/kg)类型二称重法方法诠释:f浮=g-f示(g:物体的重力;f示:物体浸在液体中时弹簧测力计的示数)。5.如图所示,用弹簧测力计悬挂重为8 n的金属块浸入水中,静止时弹簧测力计的示数为5 n。此时金属块所受浮力的大小和方向是()a.8 n,竖直向上b.5 n,竖直向下c.3 n,竖直向下d.3 n,竖直向上6.弹簧测力计

3、下吊着一个金属球,弹簧测力计的示数为10 n,当金属球刚好一半浸入水中时,示数为9 n,这时金属球受到的浮力为n,当金属球全部浸入水中时,受到的浮力为n,弹簧测力计的示数为n。7.如图甲所示,小宇用弹簧测力计吊着金属块逐渐浸入水中,图乙反映了这个过程中弹簧测力计示数的变化情况。分析图像,求:(g取10 n/kg)(1)金属块的质量是多少。(2)金属块浸没在水中所受的浮力是多大。(3)金属块受到水的最大压强是多少。类型三原理法方法诠释:f浮=g排=m排g=液gv排(g排:物体排开的液体所受的重力;m排:物体排开的液体的质量;液:物体排开的液体的密度;v排:物体排开的液体的体积)。8.在弹簧测力计

4、下悬挂一个实心小球,弹簧测力计的示数是8 n。把实心小球浸没在密度为0.8103 kg/m3的油中,弹簧测力计的示数是6 n,g取10 n/kg,下列说法中不正确的是()a.小球受到的浮力是2 nb.小球的质量是0.8 kgc.小球的体积是110-4 m3d.小球的密度是3.2 g/cm39.把一个铜块缓慢地放入盛满水的溢水杯中,待它静止后,从杯中共溢出了0.3 kg的水。求:(g取10 n/kg)(1)铜块受到的浮力。(2)铜块排开水的体积。10.悬浮在海水中的潜水艇排开海水的质量为3106 kg,已知g取10 n/kg,海水的密度取1.0103 kg/m3。求:(1)潜水艇排开的海水所受的

5、重力。(2)潜水艇所受的浮力。(3)潜水艇排开海水的体积。(4)处于水下150 m深度处有一个面积为2.4 m2的舱盖,它所受海水的压强和压力各是多大。类型四平衡法方法诠释:当物体漂浮或悬浮时,f浮=g物。11.科考队员在南极惊奇地发现长方体冰山,其边缘齐整宛如人工切割(如图所示)。测得长方体冰山露出海面的高度为4 m,冰山在海面下的深度为(冰=0.9103 kg/m3,海水取1.1103 kg/m3)()a.18 mb.22 mc.36 md.40 m12. 轮船的大小通常用排水量表示,排水量是轮船满载时排开水的质量。(1)若轮船的排水量记为m排,满载时船货总质量记为m船,请通过推导说明m排

6、=m船,要求写出相关物理原理和表达式。(2)某条船的排水量为500 t,该船满载从海水驶入江水中,其排水量变大、变小、还是不变?该船排开江水的体积是多少?(海水取1.03103 kg/m3,江水取1.0103 kg/m3)13. 物块p与金属球q用细线连接,一起放入装有一定质量水的柱状容器内,二者恰好悬浮,如图甲所示,此时柱状容器中水的深度为23 cm;物块p重1 n、体积为1.2510-4 m3。求:(水=1.0103 kg/m3,g取10 n/kg)(1)图甲中水对容器底部的压强。(2)图甲中物块p所受浮力的大小。(3)若剪断细线,物块p上浮,金属球q下沉,待稳定后,物块p漂浮于水面,如图

7、乙所示,则此时物块p露出水面的体积。参考答案1.b解析： 由题知,正方体物块上表面受到水的压力为f上表面=12 n,其方向竖直向下;下表面受到水的压力为f下表面=20 n,其方向竖直向上;所以正方体物块受到的浮力为f浮=f下表面-f上表面=20 n-12 n=8 n;浮力方向总是竖直向上的。2.110解析： 由f浮=f向上-f向下得f向上=f浮+f向下=80 n+30 n=110 n。3.15001525002510解析： 正方体上表面所处的深度:h1=15 cm=0.15 m,正方体上表面受到水的压强:p上=水gh1=1.0103 kg/m310 n/kg0.15 m=1500 pa;正方体

8、上表面的面积:s=0.1 m0.1 m=0.01 m2,由p=fs可得物体上表面受到水的压力:f上=p上s=1500 pa0.01 m2=15 n。正方体下表面所处的深度:h2=h1+l=15 cm+10 cm=25 cm=0.25 m,正方体下表面受到水的压强:p下=水gh2=1.0103 kg/m310 n/kg0.25 m=2500 pa;由p=fs可得物体下表面受到水的压力:f下=p下s=2500 pa0.01 m2=25 n。正方体上、下表面受到水的压力差:f=f下-f上=25 n-15 n=10 n;浮力等于物体上、下表面受到的压力差,即f浮=f=10 n。4.正方体底面积:s=1

9、0 cm10 cm=100 cm2=0.01 m2,下表面受到水的压强:p=水gh=1.0103 kg/m310 n/kg(0.1 m-0.025 m)=750 pa,下表面受到水的压力:f=ps=750 pa0.01 m2=7.5 n。物体受到的浮力是上、下表面的压力差,上表面无压力,故浮力就等于下表面受到的压力:f浮=f=7.5 n。由于物块漂浮,故f浮=g物=7.5 n,m=g物g=7.5n10n/kg=0.75 kg,物块的体积:v=10 cm10 cm10 cm=1000 cm3=0.001 m3,物块的密度:=mv=0.75kg0.001m3=0.75103 kg/m3。5.d解析

10、： 金属块所受浮力:f浮=g-f示=8 n-5 n=3 n;方向竖直向上。6.128解析： 浸入一半时,f浮1=g-f1=10 n-9 n=1 n;全部浸入水中时,f浮2=2f浮1=21 n=2 n;f2=g-f浮2=10 n-2 n=8 n。7.(1)由图像可知,金属块的重力为g=5 n,金属块的质量:m=gg=5n10n/kg=0.5 kg。(2)当h=6 cm时,金属块全部浸入水中,弹簧测力计的拉力为f拉=2 n,金属块受到的浮力:f浮=g-f拉=5 n-2 n=3 n。(3)由图像可知,金属块浸入水中的最大深度为h=10 cm=0.1 m,则金属块受到水的最大压强是p=水gh=1.01

11、03 kg/m310 n/kg0.1 m=1000 pa。8.c解析： 小球的重力为8 n,浸没后小球所受拉力为6 n,故小球受到的浮力:f浮=g-f=8 n-6 n=2 n,故a正确;由g=mg得,小球的质量为m=gg=8n10n/kg=0.8 kg,故b正确;根据阿基米德原理f浮=g排=液gv排得小球的体积为v=v排=f浮油g=2n0.8103 kg/m310n/kg=2.510-4 m3,故c错误;小球的密度:=mv=0.8kg2.510-4m3=3.2103 kg/m3=3.2 g/cm3,故d正确。9.(1)根据题意可知,m排=0.3 kg,由阿基米德原理可得铜块受到的浮力:f浮=g

12、排=m排g=0.3 kg10 n/kg=3 n。(2)由f浮=液gv排可知,铜块排开水的体积:v排=f浮水g=3n1.0103 kg/m310n/kg=310-4 m3。10.(1)潜水艇排开的海水所受的重力:g排=m排g=3106 kg10 n/kg=3107 n。(2)由阿基米德原理可知,潜水艇所受的浮力:f浮=g排=3107 n。(3)潜水艇排开海水的体积:v排=m排海水=3106 kg1.0103 kg/m3=3103 m3。(4)海水对舱盖的压强:p=海水gh=1.0103 kg/m310 n/kg150 m=1.5106 pa,海水对舱盖的压力:f=ps=1.5106 pa2.4

13、m2=3.6106 n。11.a解析： 冰山在海水中漂浮,由漂浮条件可得f浮=g冰=冰v冰g,根据阿基米德原理可得f浮=g排=海水v排g,所以海水v排g=冰v冰g,即:海水sh浸g=冰sh冰g,因冰山为长方体,则h冰=h浸+h露,所以式可写为海水sh浸g=冰s(h浸+h露)g,整理可得h浸=冰露海水-冰=0.9103 kg/m34m1.1103 kg/m3-0.9103 kg/m3=18 m。12.(1)证明:因为轮船漂浮,所以f浮=g船,由阿基米德原理可得f浮=g排,所以,g排=g船,即:m排g=m船g,所以,m排=m船。(2)该船从海水驶入江水中时,因船在水中也处于漂浮状态,所受浮力不变,由f浮=g排=m排g可知,排开液体的质量不变,即排水量不变;根据f浮=g排=m排g=江水gv排知,排开江水的体积:v排=m排江水=500103 kg1.0103 kg/m3=500 m3。13.(1)图甲中水的深度h=23 cm=0.23 m,图甲中水对容器底部的压强:p=水gh=1.0103 kg/m310 n/kg0.23 m=2.3103 pa。(2)物块p浸没在水中,则物块p排开水的体积v排=v=1.2510-4 m3,由阿基米德原理