专训3-浮力的综合计算

专训3浮力的综合

计算习题课第十章浮力浮力的计算通常会以综合型形式出现，有时综合固体压强和液体压强的计算，有时会以图象提供有用的信息，而分析受力情况时，必定要运用合力这一知识点。1训练角度浮力计算中物体受力的分析【中考·黔东南】如图是某车站厕所的自动冲水装置，圆柱体浮筒A的底面积为400cm2，高为0.2m，盖片B的面积为60cm2(盖片B的质量、厚度不计)。连接AB的是长为0.4m，体积和质量都不计的硬杆。当流进水箱的水刚好浸没浮筒A时，盖片B被拉开，水通过排水管流出冲洗厕所(已知水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg)。请解答下列问题：例1(1)当水箱的水刚好浸没浮筒A时，水对盖片B的压力是多少？(2)浮筒A的重力是多少？(3)水箱中水多深时盖片B又自动关上？解：(1)当水箱的水刚好浸没浮筒A时，水的深度h＝0.4m＋0.2m＝0.6m，水对盖片B的压强p＝ρ水gh＝1×103kg/m3×10N/kg×0.6m＝6000Pa，此时水对盖片B的压力F＝pS＝6000Pa×60×10－4m2＝36N。(2)杆对浮筒的拉力等于水对盖片B的压力，即F拉＝36N，此时浮筒受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×400×10－4m2×0.2m＝80N，浮筒受到的浮力等于浮筒重加上杆对浮筒的拉力，即F浮＝GA＋F拉，则浮筒A的重力GA

＝F浮－F拉＝80N－36N＝44N。(3)设圆柱体浮筒A浸在水中的深度为h1时，F拉′＝0，盖片B又自动关上，则F浮′＝GA，即ρ水V排′g＝GA,1×103kg/m3×400×10－4m2×h1×10N/kg＝44N，解得h1＝0.11m，则水箱中水的深度h2＝0.11m＋0.4m＝0.51m。【中考·聊城】如图所示，水平地面上有一底面积为1.5×10－2m2的圆柱形容器，容器中水深40cm，一个棱长为10cm的正方体物块通过一根细线与容器底部相连，细线受到的拉力为4N。(g取10N/kg)求：(1)此时容器底受到水的压强和压力。(2)此时物块受到的浮力和物块的质量。(3)细线剪断后，物块静止时浸入水中的体积。1.【同类变式】解：(1)h＝40cm＝0.4m，p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m＝4×103Pa，S＝1.5×10－2m2，由p＝F/S得，F＝pS＝4×103Pa×1.5×10－2m2＝60N。(2)V＝10cm×10cm×10cm＝1×10－3m3，F浮＝ρ液gV排＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10－3m3＝10N，F浮＝F拉＋G，G＝F浮－F拉＝10N－4N＝6N，

由G＝mg得，m＝

＝0.6kg。(3)细线剪断后，物块静止时处于漂浮状态，F浮′＝G＝6N，由F浮＝ρ液gV排得，2训练角度图象类浮力综合计算【中考·乐山】如图甲所示，圆柱形容器中盛有适量的水，其内底面积为100cm2。弹簧测力计的下端挂着一个正方体花岗岩，将花岗岩从容器底部开始缓慢匀速向上提起的过程中，弹簧测力计的示数F与花岗岩下底距容器底部的距离h的关系如图乙所示。(g取10N/kg)求：例2(1)在花岗岩未露出水面前所受水的浮力大小；(2)花岗岩的密度。解：

(1)由图知，花岗岩所受水的浮力大小F浮＝G－F＝5.6N－3.6N＝2N；(2)花岗岩的密度ρ＝

ρ水＝×103kg/m3＝2.8×103kg/m3。【中考·揭阳】图甲是修建码头时用钢缆绳拉着实心长方体A沿竖直方向以0.3m/s的速度匀速下降的情景。图乙是A下降到水底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图象(ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg)。求：(1)长方体A的高度；(2)长方体A浸没在水中后受到的浮力；(3)长方体A的密度。1.【同类变式】解：(1)由图乙知，长方体A从下底面接触水面到刚好浸没所用的时间：t＝15s－10s＝5s，长方体A的高度：h＝vt＝0.3m/s×5s＝1.5m；(2)由图乙可知，前10s钢缆绳的拉力不变，等于长方体A的重力，则：G＝F＝3×104N，当长方体A完全浸入水中时，拉力：F′＝1×104N，所以长方体A受到的浮力：F浮＝G－F′＝3×104N－1×104N＝2×104N；(3)根据F