1、专项突破(二) 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 (1)物重G与视重F。(2)物重G与物体排开的液体重G排。(3)浸在(浸
2、入)与浸没(没入)。(4)上浮、漂浮、悬浮。(5)物体的密度物与液体的密度液。(6)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 (1)二力平衡条件(推广到三力平衡)。(2)密度。(3)液体内部压强规律。(4)浮力。(5)阿基米德原理。(6)物体浮沉条件。,5.漂浮问题“五规律”(历年中考频率较高) 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
3、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,类型二,类型三,类型一称重法 例1(2017湖北荆州中考)将一实心物体挂在弹簧测力计上,待其静止时弹簧测力计的示数为7.2 N,当把物体的 浸在水中时,弹簧测力计的示数变为5.2 N。此时物体受到的浮力为 N。若把该物体放入密度为1.5103 kg/m3且足够多的另一液体中待其稳定时,物体所受的浮力为 N。(g取10 N/kg,水=1.0103 kg/m3),答案,解析,类型一,类型二,类型三,方法归纳称重法测浮力,F浮=G-F。就是在空气中测量的重力与物体在液体中测得的示数之差。,类型
4、一,类型二,类型三,对应练1(2018安徽六安一模)如图所示,一个重5.4 N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2 N,此时弹簧测力计的示数是 N。,答案,解析,类型一,类型二,类型三,类型二阿基米德原理 例2(2018山东菏泽中考)2018年5月13日早晨7时,中国首艘国产航母驶离码头进行海试,若该航母排开海水的体积为7104 m3(海水=1.03103 kg/m3,g取10 N/kg),它所受的浮力是 N。,答案,解析,类型一,类型二,类型三,方法归纳 阿基米德原理的内容就是物体受到的浮力等于物体排开液体的重力,即航母受到的浮力就是航母排开水受到的重力。,类型一,
5、类型二,类型三,对应练2(2018江苏淮安中考)如图所示为我国某新型战略核潜艇。它在水面航行时排水量为9 000 t,受到的浮力为 N。它在水下下潜过程中,受到的浮力 (选填“增大”“减小”或“不变”)。(g取10 N/kg),答案,解析,类型一,类型二,类型三,类型三压力差法、平衡法(漂浮或悬浮) 例3(2018广西中考)如图所示,桌子上有一个底面积为210-2 m2、内盛有某液体的圆柱形容器,物块A(不吸液体)漂浮在液面上,则A的密度 (选填“大于”“小于”或“等于”)液体的密度,若A的密度为0.5103 kg/m3,体积为410-4 m3,则A的质量为 kg。现用力压A,使其缓慢向下,直
6、到恰好浸没在液体中(液体未溢出),此时液体对容器底部压强增大了80 Pa,则该液体的密度为 kg/m3。,答案: 小于 0.2 0.9103,类型一,类型二,类型三,解析: 已知物块A(不吸液体)漂浮在液面上,则F浮=G, 即液gV排=AgVA,因为V排A;A的质量 mA=AVA=0.5103 kg/m3410-4 m3=0.2 kg; 物体A漂浮在液面上,则F浮=G, 即液gV排=AgVA,类型一,类型二,类型三,类型一,类型二,类型三,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。,
7、类型一,类型二,类型三,对应练3(2018四川巴中)边长为10 cm的正方体木块,漂浮在水面上,露出水面体积与浸在水中的体积比为23,如图甲所示;将木块从水中取出,放入另一种液体中,并在木块上表面放一重为2 N的小铁块,静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所示。求图甲中木块所受浮力大小。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,1.(2018云南曲靖中考)小敏把体积为200 cm3,质量为240 g的洋芋全部放入水中时,洋芋受到的浮力是 N;松手后洋芋将 (选填“上浮”“悬浮”或“下沉”)。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,2.(2018江苏泰州中考)把重10 N,密度为0
8、.9103 kg/m3的实心物体投入水中。当物体静止时,物体处于 (选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)状态,物体所受浮力为 N,排开水的体积是 m3。(g取10 N/kg),答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,3.(2018山东滨州模拟)我国首台自主设计的“蛟龙号”载人潜水器,总质量为22 t,在下潜实验中成功突破7 000 m水深大关。当“蛟龙号”悬浮在深海某处时,受到的浮力为 N。(g取10 N/kg),答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,4.(2018湖北恩施州中考)将体积相等的松木(木=0.5 g/cm3)和石蜡(蜡=0.9 g/cm3)分别放入装满水的杯中,松手静止后,
9、松木所受到的浮力F1和石蜡所受到的浮力F2的大小关系为F1 F2(选填“”“=”或“”)。此时它们露出水面的体积比V木露V蜡露= 。,答案: 51,解析: (1)将体积相等的松木和石蜡分别放入装满水的杯中,由于松木和石蜡的密度都小于水的密度,故都漂浮在水面上; 根据物体的浮沉条件可知,物体漂浮时,F浮=G=mg=gV;由于松木和石蜡的体积相同,松木的密度小,则松木受到的浮力小,即F1F2;,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,5.(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
10、面的长度为L0,则蜡块和铁块所受水的浮力F浮= ,若多次截掉蜡块露出水面的部分,直到蜡块上表面与水面恰好相平,此时蜡块在水中的长度L1= 。(结果用G1、G2、水、蜡、L、L0来表示),1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,6.(2018四川凉山州中考)如图所示,用细绳将质量为200 g的木块系住,使木块浸没在水中,当木块静止时细绳对木块的拉力为1 N,容器底部水的深度为20 cm,已知容器底面积为40 cm2,求: (1)木块受到的浮力; (2)水对容器底部的压力和压强。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,7.(2018广西
11、贵港中考)如图所示,正方形物块边长为10 cm,漂浮于足够高的底面积为S的盛有足量水的圆柱形容器中,有 体积露出水面。g取10 N/kg。求: (1)该物块受到浮力; (2)该物块的密度; (3)若未投入物块时,水对容器底部的压力为F0。试求出物块漂浮时,水对容器底部的压力F1并求出物块浸没时水对容器底部的压强; (4)从未投入物块到漂浮,从漂浮到浸没的三个状态中,水对容器底部第二次增加的压力为物块浸没时水对容器底部的压力的n分之一,求n为多少?,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,(3)由于容器为圆柱形容器,木块漂浮时,木块受到的浮力等于木块重力,水对容器底部的压
12、力: F1=F0+水gV1=F0+8 N; 木块浸没时,水对容器底部的压力: F2=F0+水gV=F0+1103 kg/m30.001 m310 N/kg=F0+10 N; 物块浸没时水对容器底部的压强:(4)水对容器底部第二次增加的压力为F,则 F=F2-F1=(F0+10 N)-(F0+8 N)=2 N;因为F00,所以n5。,1,2,3,4,5,6,7,8,8.(2018贵州安顺中考)如图所示,已知重为10 N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10 N/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;
13、 (3)若要将木块全部浸没水中,求至少需要施加多大的压力。,答案: (1)10 N (2)2 000 Pa (3)2.5 N,1,2,3,4,5,6,7,8,解析: (1)因为木块漂浮在水面上, 所以木块受到的浮力:F浮=G木=10 N; (2)木块下表面所处的深度为0.2米, 则木块下表面受到水的压强:p=gh=1.0103 kg/m310 N/kg0.2 m=2 000 Pa。 (3)根据F浮=水gV排可得,排开液体的体积:木块全部浸没时受到水的浮力: F浮=水gV木=1103 kg/m310 N/kg1.2510-3 m3=12.5 N; 木块浸没时,根据力的平衡条件有: F浮=G木+F,则压力F=F浮-G木=12.5 N-10 N=2.5 N。,
