1、微专题10 浮力的四大计 算分析方法 例1 一均匀的长方体浸没在液体中,如图所示。已知它的底面积为S,上表面所处深度为h1,下表面所处深度为h2,则长方体下表面所受到液体的压力表达式为_、浮力表达式为_。(液体密度液和g为已知量)题型一 压力差法 液gh2S液g(h2h1)S根据浮力产生的原因F浮F向上F向下,一般用于已知物体在液体中的深度,且形状规则的物体。跟踪训练11 一个悬浮静止在水中的圆柱体上表面受到水的压力为5 N,下表面受到水的压力为13 N,如图所示。下列说法中正确的是()A该圆柱体的侧面不受水的压力 B该圆柱体受到的重力是18 N C该圆柱体受到的浮力是8 N D该圆柱体除了受
2、到水的压力外还受重力和浮力 CA液体的密度是1.2103 kg/m3 B手对物块上表面的压力大小是2 N C液体对物块下表面的压力大小是12 N D物块下表面受到液体的压强是1.2103 Pa 跟踪训练 12 一个质量分布均匀的正方体物块,边长是 10 cm,密度是 0.8103 kg/m3,漂浮在液面上露出液面的体积占物块体积的13。用手缓慢下压物块,如图所示,当物块上表面与液面刚好相平时,下列说法错误的是()B跟踪训练13 如图所示,一个边长为10 cm的实心正方体竖直浸没在某种液体中保持静止状态,其上表面受到液体的压强为500 Pa,下表面受到的液体压强为1300 Pa,(g取10 N/
3、kg)下列说法正确的是()A正方体受到的浮力为10 N B该正方体的质量为1 kg C正方体上表面的深度h1为5 cm D液体的密度为0.8103 kg/m3 D题型二 公式法 例2 如图甲所示,水平放置的方形容器里有一个重为8 N、棱长为10 cm的正方体物块M,M与容器底部不密合。以5 mL/s的恒定水流向容器内注水,容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示(g10 N/kg),则:当t140 s时,物块M在水中 处于 _(选填“沉底”“悬浮”或“漂浮”)状态;当t140 s时,水对容器底部的压力大小是_;图乙中a的值是_。漂浮15 N8 cm阿基米德原理数学表达式F浮G排液液gV排,
4、这公式对任何受到浮力的物体都适用。计算时已知液和V排。跟踪训练21 在如图所示的图甲中,石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中。乙图是钢绳拉力随时间t变化的图像。若不计水的摩擦力,则可算出该石料的密度为()A石料的重为1400 N B石料的重为500 N C石料的密度为2.8103 kg/m3 D石料的密度为3.2103 kg/m3 C跟踪训练22 如图甲所示,长方体实心金属块在细绳竖直向上拉力作用下,从水中开始一直竖直向上做缓慢的匀速直线运动,上升到离开水面一定的高度处。如图乙是绳子拉力F随时间t变化的图像。根据图像信息,下列判断中错误的是()A该金属块的质量大小
5、为5.4kg B该金属块的密度大小是3.4103 kg/m3 C金属块浸没在水中受到的浮力大小是20 N D金属块从t1到t2时间段在水中受到的浮力逐渐减小 B题型三 称量法 例3 如图所示,放在水平面上装满水的一溢水杯,水深为20cm。弹簧测力计挂着重为10 N的物块。现将物块浸没在装满水的溢水杯中,静止后溢出水的质量为0.4 kg(g取10 N/kg)。求:(1)弹簧测力计的示数。(2)物体的密度。解:(1)物块受到浮力:F浮G排m排g0.4 kg10 N/kg4 N,弹簧测力计读数FGF浮10 N4 N6 N。解:(1)物块受到浮力:F 浮G 排m 排g0.4 kg10 N/kg4 N,
6、弹簧测力计读数 FGF 浮10 N4 N6 N。根据力的平衡原理,将挂在弹簧秤下的物体浸在液体中,静止时,物体受到重力、浮力和竖直向上的拉力。这三个力平衡:即F浮G物F拉。跟踪训练31 如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景,图中三个烧杯均放在水平桌面上,物体A均处于静止状态,图甲、丙和丁所示中,弹簧测力计的示数分别为4.0 N、2.8 N和2.5 N。若盐水的密度为1.2103 kg/m3,则下列结论正确的是()A物体A的密度为3.2103 kg/m3 B图乙中,物体A受到的拉力为1.0 N C图丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5 N D图丁中,物体A对容器底部的压力为0
7、.3 N D跟踪训练32 一铁块挂在弹簧秤下,静止时,弹簧秤的示数为15.484 N,当铁块全部浸没在水中静止后,弹簧秤的示数为13.524 N,铁块在水中受到的浮力是_N,铁块的体积是_m3,铁块的密度是_kg/m3。若把该铁块全部浸没在煤油中,铁块受到的浮力是_N。1.961.961047.91031.568例 4 如图甲所示的平底薄壁玻璃杯的底面积为 30 cm2,装满水后水深 0.1 m,如图乙所示现将一个体积为 50 cm3 的木块缓慢放入水中,静止后有25 的体积露出水面。则水对杯子底部的压强是_Pa,木块的密度是_g/cm3。(g 取 10 N/kg)题型四 平衡法 11030.
8、6根据漂浮、悬浮条件F浮G物,这个公式只适用于计算漂浮或悬浮物体的浮力。跟踪训练41 如图,甲、乙两个实心圆柱体。甲的重力为4 N,乙的重力为6 N,甲的高度为20 cm,乙的高度为10 cm,甲、乙的横截面积均为40 cm2。现将甲、乙两物体间用重力可忽略的细线串接起来放入容器的水中,甲有一部分露出水面,水1.0103 kg/m3,g取10N/kg,则:乙受到的浮力是_N,细 线 对 乙 物 体 的 拉 力 是 _N,甲 露 出 水 面 部 分 的 高 度_cm,剪 断 中 间 的 细 线 后,水 对 容 器 底 部 的 压 强 将_(选填“变大”“不变”或“变小)。425变小跟踪训练42
9、木球被固定在水池底部的细线系住,未能浮出水面,如图所示。已知:木球的体积为5103 m3、密度为0.6103 kg/m3。求:(已知水1.0103 kg/m3,g取10 N/kg)(1)木球受到的重力G木。(2)木球受到的浮力F浮。(3)细线对木球的拉力F拉。解:(1)m木木V木0.6103 kg/m35103 m33 kg,木球受到的重力:G木m木g3 kg10 N/kg30 N;答:(1)木球受到的重力为30 N;(2)木 球 受 到 的 浮 力:F 浮 水 gV 排 1103 kg/m3 10N/kg5103 m350 N;(3)因为木球静止,所以木球受到的浮力:F浮F拉G木,细线对木球的拉力:F拉F浮G木50 N30 N20 N。(2)小球受到的浮力为50 N;(3)细线对木球的拉力为20 N。