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(共23张PPT)
专题　浮力的计算
类型一　利用称重法和阿基米德原理计算浮力问题
1. 如图甲是小勇研究弹簧测力计的示数F与物体下表面离水面的距离h的关系的实验装置，其中A是底面积为25cm2的实心均匀圆柱形物体，用弹簧测力计提着物体A，使其缓慢浸入水中（水未溢出），得到F与h的关系图像如图乙中实线所示。则：（g取10N/kg）
第1题
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（1） 浸没后，物体A受到水的浮力为多少？
解：（1） 当h＝0时，弹簧测力计的示数为2N，即物体A的重力G＝2N，完全浸入水中，物体A受到水的浮力F浮＝G－F＝2N－1N＝1N
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第1题
（2） 物体A的体积和密度为多少？
解：（2） 完全浸入水中，物体A的体积V＝V排＝＝＝1×10－4m3；物体A的质量m＝＝＝0.2kg，物体A的密度ρ＝＝＝2×103kg/m3
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第1题
（3） 小勇换用另一种未知液体重复上述实验并绘制出图乙中点划线所示图像，则该液体的密度为多少？
解：（3） 完全浸入另一种液体中，F浮'＝G－F'＝2N－1.5N＝0.5N，由F浮＝ρ液gV排可得：ρ液＝＝＝＝0.5×103kg/m3
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第1题
2. （2023·乌鲁木齐天山一模）小梁想用浮力知识来测量一个塑料圆柱体的密度，他在塑料圆柱体的上表面中央沿竖直方向固定一根带有力传感器的轻质细杆，如图甲所示，他通过细杆将塑料圆柱体竖直匀速向下推入盛有水的柱形容器中。不计细杆的重力，力传感器显示的细杆对塑料圆柱体的作用力F的大小与时间t的
关系图像如图乙所示。求：
（g取10N/kg）
第2题
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（1） 塑料圆柱体的质量。
解：（1） 由图乙知塑料圆柱体没有浸入水中时细杆对塑料圆柱体的拉力F拉＝6N，根据二力平衡可知塑料圆柱体的重力G＝F1＝6N，由G＝mg得塑料圆柱体的质量m＝＝＝0.6kg
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第2题
（2） 塑料圆柱体浸没时受到的浮力。
解：（2） 由图乙可知在细杆对塑料圆柱体的作用力变为零之后，细杆对塑料圆柱体的作用力向下，当塑料圆柱体浸没在水中时，细杆对塑料圆柱体的压力F压＝4N，当塑料圆柱体浸没在水中时，塑料圆柱体受到竖直向下的压力和重力以及竖直向上的浮力，根据平衡力的关系可得：G＋F压＝，则塑料圆柱体浸没时受到的浮力F浮1＝G＋F压＝6N＋4N＝10N
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第2题
（3） 塑料圆柱体的密度。
解：（3） 根据F浮＝ρ液gV排得塑料圆柱体的体积V＝V排＝＝＝1×1m3，塑料圆柱体的密度ρ塑料＝＝＝0.6×103kg/m3
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类型二　利用物体浮沉的条件和阿基米德原理计算浮力问题
3. 某校兴趣小组模仿“曹冲称象”制作了一把“浮力秤”。将厚底直筒形状的玻璃杯浸入水中，如图所示。已知玻璃杯的质量为200g，底面积为40cm2，高度为15cm。求：（g取10N/kg）
第3题
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解：（1） 2N
第3题
（2） 此时杯子浸入水中的深度（即为该浮力秤的零刻度位置）。
解：（2） 5cm
（1） 将杯子开口向上竖直放入水中时（水未进入杯内），杯子受到的浮力。
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（3） 此浮力秤的最大称量（即量程）。
解：（3） 400g
第3题
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4. （2022·攀枝花）用轻质细线将石块与木块连接后放入水中，静止时木块有的体积浸入水中，如图甲所示。若将石块移到木块上方，静止时木块刚好全部浸入水中，如图乙所示。若将石块移开，静止时木块有的体积露出水面，如图丙所示。已知水的密度为1.0×103kg/m3，求：（g取10N/kg）
第4题
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（1） 木块的密度。
解：（1） 图丙中，因为木块漂浮，所以F浮＝G，根据F浮＝ρ液gV排、G＝mg和ρ＝可得ρ水g×（1－）V木＝ρ木gV木，则木块的密度ρ木＝ρ水＝×1.0×103kg/m3＝0.6×103kg/m3
第4题
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（2） 石块的密度。
解：（2） 在图甲中，木块和石块整体受力平衡，即（m石＋m木）g＝ρ水g（V石＋V木）　①，在图乙中木块和石块整体受力平衡，即（m石＋
m木）g＝ρ水gV木　②，石块的密度ρ石＝　③，联立①②③，代入数据解得ρ石＝2×103kg/m3
第4题
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类型三　压强和浮力的综合计算
5. （2023·重庆期中）如图甲所示，一个上、下部均为柱形的容器（足够高）放置在水平桌面，容器的下底面积为200cm2。棱长为10cm的不吸水正方体A，通过轻质细杆（体积不计）固定在容器底部的中央，此时细杆受到的压力为5N，现以50cm3/s
的速度匀速向容器中注水，水对容器
底部的压强p与时间t的关系如图乙所
示，已知当t＝35s时，A刚好浸没。
（g取10N/kg）
第5题
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（1） 求物体A的密度。
解：（1） 对A受力分析得GA＝F支＝5N，mA＝＝＝0.5kg，VA＝（10cm）3＝1000cm3＝1×1m3，ρA＝＝＝0.5×103kg/m3
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（2） 当A刚好浸没时，求水对容器底部的压强。
解：（2） 设20s时水面高度为h0，水面下方容器体积为20s时的注水体积：200cm2×h0＝50 cm3/s×20s，解得h0＝5cm，此时容器底部受到压强p0＝ρ水gh0＝1×103kg/m3×10N/kg×0.05m＝500Pa，由图可知，A浸没时对容器底部压强p＝3p0＝3×500Pa＝1500Pa
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（3） 若在某一时刻停止注水后，将另一底面积为50cm2、高为6cm的柱形物体B，轻放在A的正上方，物体B恰好浸没，则注水的总体积为多少？
解：（3） A浸没时注入水的体积V水＝50cm3/s×35s＝1 750cm3，设容器上部开口面积为S上，则V水＋VA＝10cm×200cm2＋5cm×S上，解得S上＝150cm2，B浸没后增加的水的体积ΔV＝（S上－SB）×hB＝（150cm2－50cm2）×6cm＝600cm3，注水总体积V总＝V水＋ΔV＝1 750cm3＋600cm3＝2 350cm3
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6. （2022·贵港）如图所示，水平地面上放置一个底面积为0.03m2的薄壁圆柱形容器，容器侧面靠近底部有一控制出水的阀门K。棱长为0.1m的正方体木块A体积的浸入水中，下方用细线TB系有重为3N的合金球B，B的体积是A体积的。木块A上方的悬线TA能承受的最大拉力为5N，此时悬线TA处于松弛状态。则：（容器内的水足够深，不计细线的体积和质量，ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
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解： （1） 9N
第6题
（1） 木块A受到的浮力是多少？
（2） 细线TB对合金球B的拉力是多少？
解： （2） 2N
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（3） 打开阀门K使水缓慢流出，当悬线TA断裂的一瞬间关闭阀门K，此时木块A排开水的体积为多少？
解： （3） 4×10－4m3
第6题
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（4） 若在悬线TA断裂的一瞬间关闭阀门K同时剪断细线TB，待木块A再次静止漂浮时，则与悬线TA断裂的瞬间相比，容器底受到水的压强改变了多少？
解： （4） 100Pa
第6题
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