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第7讲 浮力
知识思维导图
知识整合梳理
一、浮力
1. 定义:浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)对它 向上 托的
力,这个力叫做浮力,方向 竖直向上 .
2. 产生原因:浸没在液体中的物体,其上、下表面受到液体对它的压力 不
同 .F浮= F向上-F向下 .
3. 称重法测浮力:先在空气中用弹簧测力计测出物体重力G,再把物体浸在液体
中读出弹簧测力计的示数F拉,则物体所受的浮力为F浮= G-F拉 .
4. 影响因素:物体在液体中所受浮力的大小,跟它 浸在液体中的体积 和 液
体的密度 有关,浸在液体中的体积越大,液体的密度越大,浮力就越 大 .
向上
竖直向上
不
同
F向上-F向下
G-F拉
浸在液体中的体积
液
体的密度
大
应知应会盘点
二、阿基米德原理
1. 内容:浸在液体中的物体受到向 上 的浮力,浮力的大小 等于 它排开的
液体所受的重力.
2. (1)公式:F浮=G排=m排g=ρ液gV排.其中ρ液表示液体的 密度 ,单位为
kg/m3;V排表示物体 排开液体的体积 ,单位为m3;G排表示 排开的液体所受
的重力 ,单位为N;m排表示 排开液体的质量 ,单位为kg;F浮表示 浮,单位为N.
(2)当物体浸没在液体中时,V排=V物;当物体的一部分浸在液体中,另一部分
露在液面上时,V排<V物.
上
等于
密度
排开液体的体积
排开的液体所受
的重力
排开液体的质量
浮力
3. 适用条件:物体受到 液体 或 气体 的浮力都可用阿基米德原理求解.
液体
气体
三、物体的浮沉条件及应用
1. 物体的浮沉条件及判断.
状态 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
受力分析
力的关系 F浮 >G F浮 = G F浮 = G F浮 = G F浮+
FN > G
密度关系 (实心体) ρ物 <ρ液 ρ物 = ρ液 ρ物 < ρ液; V物 > V排 ρ物 = ρ液; V物 < V排 ρ物 > ρ液
>
=
=
=
>
<
=
<
>
=
<
>
2. 浮力的应用.
(1)轮船.
①排水量:轮船排开水的 质量 .
②原理:把密度大于水的材料做成 空心 ,可以使排开水的体积增大,从而增
大浮力.
③浮力的计算:F浮=m排g= G物 .
质量
空心
G物
(2)潜水艇:通过改变自身的 重力 来实现浮沉.
重力
(3)热气球和飞艇:充入的是比空气密度 小 的气体,利用充气和放气来控制
体积,实现上升或下降.
(4)密度计:根据物体漂浮时受到的浮力等于自身 重力 和阿基米德原理F浮
=G排=ρ液gV排制成.测量液体密度时,密度计浸入液体的体积越大,待测液体的
密度就越 小 .
小
重力
小
命题点1 浮力的相关实验
1. (2024重庆B卷)小渝和同学们利用一长方体物块来探究影响浮力大小的因素.
重庆中考聚焦
(1)将物块竖放后挂在弹簧测力计上,测出物块的重力为2.7 N,然后将物块部分浸入水中,发现测力计示数减小的同时水面升高了,说明物块受到竖直向 上 的浮力,并且水对容器底部的压强与放入物块前相比 变大 .当测力计示数如图甲所示时,物块受到的浮力为 0.3 N.
(2)接下来小渝继续按图乙、丙、丁所示进行实验,由甲、乙、丙的数据可知:在同种液体中,物体排开液体的体积 越大 ,浮力越大.由丙、丁的数据可知:物体浸没在同种液体中时所受浮力大小跟深度 无关 (选填“有关”或“无关”).
上
变大
0.3
越大
无关
(3)然后将物块浸没在盐水中,如图戊所示,分析数据可知:浮力大小与液体的
密度有关,并通过计算得出所用盐水的密度为 1.1 g/cm3.若在实验前,弹簧测
力计的指针在零刻度线以下,并未调零,则算出的盐水密度 不变 (选填“偏
小”“偏大”或“不变”).
1.1
不变
(4)同组的小王同学还想进一步探究:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体
中的深度是否有关?于是他将物块横放后挂在弹簧测力计下,使其露出水面高度
与图乙相同,测力计示数为2.3 N,与乙图数据对比,小王得出结论:物体在浸没
前,浮力大小与物体浸在液体中的深度有关.你认为该方案是否合理,并说明理
由: 不合理,没有控制物体排开液体的体积相同 .
不合理,没有控制物体排开液体的体积相同
命题点2 浮力的基础计算
2. (2021重庆B卷)如图所示,质量分布均匀的两个正方体甲、乙叠放在水平地
面上,甲放在乙的中央.乙的边长是甲的2倍,甲对乙的压强与乙对地面的压强相
等.将它们分别放入足够多的水中静止时上下表面都处于水平位置,正方体乙漂浮
且有的体积浸入水中.下列判断正确的是( C )
A. 甲、乙的质量之比m甲∶m乙=1∶4
B. 甲、乙的密度之比ρ甲∶ρ乙=3∶8
C. 甲、乙浸入水中的深度之比h甲∶h乙=4∶3
D. 甲、乙在水中静止时所受浮力之比F甲∶F乙=5∶12
C
3. (2023重庆B卷)小俊用弹簧测力计吊着质量为1.35 kg的圆柱体,从如图所示
位置缓慢浸入装满水的深度合适的溢水杯中,圆柱体的底面积为100cm2、高度为
5 cm.则圆柱体下降过程中( C )
A. 浸没前弹簧测力计示数逐渐变大
B. 浸没前水对容器底部的压强逐渐变小
C. 浸入一半时弹簧测力计的示数为11 N
D. 刚浸没时圆柱体底部受到水的压力为8.5 N
C
命题点3 简单模型压强浮力综合计算
4. (2023重庆B卷)小天做物理小实验,先向质量为300 g的薄壁柱形容器中倒入
深度为1 cm的水,将容器放在水平放置的电子秤上,稳定后示数如图甲所示,然
后用细线吊着密度为0.6 g/cm3、不吸水的立方体木块,竖直向下缓慢浸入容器内
的水中,松开手待木块静止后,电子秤稳定后的示数如图乙所示,此时木块对容
器底部的压强为 300 Pa.接着小天拉着细线,将木块竖直向上提升 0.8 cm,
容器对电子秤的压强变化量与木块底部所受水的压强变化量之差为120 Pa.(不计
细线质量和体积,忽略附在木块表面水的影响)
300
0.8
5. (2023重庆A卷)小莉模拟古人利用浮力打捞铁牛,模拟过程和测量数据如图
所示.①把正方体M放在架空水槽底部的方孔处(忽略M与水槽的接触面积),往
水槽内装入适量的水,把一质量与M相等的柱形薄壁水杯放入水中漂浮,如图甲
所示;②向杯中装入质量为水杯质量2倍的铁砂时,杯底到M上表面的距离等于M
的边长,如图乙所示,此时水杯浸入水中的深度h= 9 cm;③用细线连接水杯
和M,使细线拉直且无拉力,再将铁砂从杯中取出,当铁砂取完后,M恰好可被拉
起,完成打捞后,如图丙所示.则M与水杯的底面积之比为 2∶9 .
9
2∶9
6. (2023重庆A卷)桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具.如图所
示,硬杆用细绳悬挂在树上,杆可绕O点自由旋转且与树之间无作用力,用细绳将
重力为20 N、容积为2.8×10-2 m3的桶悬挂在B端,在A端重120 N的拗石辅助下,
人可轻松将一桶水从井中提起,OA∶OB=3∶2,悬挂桶的绳子始终保持在竖直方
向上,忽略杆和绳的重力.(g取10 N/kg)
(1)桶装满水时,水的质量为多少?
28 kg
(2)空桶在中漂浮时,桶排开水的体积为多少?
2 000 cm3
(3)一重力为480 N的人用桔槔将装满水的桶提出水面后(忽略桶外壁沾的水),桔槔处于平衡状态时,人与地面的受力面积为500 cm2,此时人对地面的压强为多少?
1.2×104 Pa
7. (2022重庆B卷)为进行浮力相关实验,小涛将力传感器固定在铁架台上,底
面积为40 cm2的实心均匀圆柱体A通过轻质细线与力传感器相连,力传感器可测量
细线拉力的大小.重3 N、底面积为100 cm2的薄壁柱形溢水杯B放在水平升降台
上,杯中装有23 cm深的水,如图甲所示.从某时刻开始让升降台上升使A逐渐浸入
水中,力传感器所测力的大小与升降台上升高度h的关系如图乙所示.当升降台上
升高度为8 cm 时,水对A下表面的压强为500 Pa.不计细线的伸缩,A始终保持竖
直,且不吸水.求:
甲
乙
甲
乙
(1)A的质量;
1.2 kg
(2)图乙中F1的大小;
10 N
(3)当A浸没在水中后剪断细线,升降台和A都静止时,溢水杯对升降台的压强.
3 400 Pa
1. 把一个物体挂在弹簧测力计下,弹簧测力计的示数为5 N,当把该物体浸没在水
中时,弹簧测力计的示数变为2 N,此时物体所受的浮力为 3 N,水对它向上
和向下的压力差是 3 N,方向 竖直向上 .
甲
乙
RJ八年级下册P50 图10.1-2
3
3
竖直向上
教材知识溯源
(a) (b)
HK八年级P211 图9-3
2. 人之所以能浮在死海水面上,是因为人体密度 小于 海水的密度.人静止时,人所受的浮力 等于 人的重力.(均选填“小于”“大于”或“等于”)
RJ八年级下册P51 图10.1-4
小于
等于
HK八年级P214 图9-8
3. 如图所示,用手把空的饮料罐缓慢地按入水中,在饮料罐浸没之前,越往下按
感觉越费力,验证了浮力的大小跟物体排开液体的 体积 有关.
RJ八年级下册P53 图10.2-1
体积
4. 将同一鸡蛋分别放入盛有水和浓盐水的容器中,鸡蛋静止时分别沉底、悬浮.
若鸡蛋在水和盐水中所受浮力分别为F1和F2,则F1 < (选填“<”“>”或
“=”)F2.
RJ八年级下册P57 图10.3-2
<
HK八年级P223 图9-17
5. 要使如图所示的热气球继续上升,就要对热气球内的热空气继续加热,这是利
用空气的 热胀冷缩 原理,使热气球内空气密度 变小 ,浮力 不变 .(后
两空均选填“变大”“变小”或“不变”)
RJ八年级下册P59 图10.3-7
热胀冷缩
变小
不变
HK八年级P210 图9-2
6. 密度计刻度越往上示数越 小 ,当密度计放入液体中时,处于 漂浮 状
态,其浮力等于密度计的 重力 .根据:F浮=G即ρ液gV排=G物,当ρ液变小时,
因为G物不变,所以V排变大,即密度计浸入到液体中的体积变 大 .
小
漂浮
重力
大
HK八年级P223 图9-18
甲
乙
丙
RJ八年级下册P60 图10.3-9
重难点1 浮力的基本计算
计算浮力的方法一般归纳为以下四种:
(1)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,
形状规则的物体.
(2)根据阿基米德原理:F浮=G排液=ρ液gV排.当物体浸没时,V排=V物;当物体
漂浮时,V排+V露=V物.这个公式对任何受到浮力的物体都适用,计算时要已知ρ液
和V排.
重点难点突破
(3)根据力的平衡原理:将挂在弹簧测力计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.
(4)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.
运用上述方法求浮力时,要明确它们的适用范围,弄清已知条件,不可乱套公式.
例1 在空气中用弹簧测力计测出某石块的重力为5 N;将其浸没在水中称量,弹
簧测力计的示数为3 N;将其浸没在另一种液体中称量,弹簧测力计的示数为2.6
N,求:
(1)石块浸没在水中时受到的浮力;
(2)石块的体积;
(3)石块的密度;
(4)另一种液体的密度.
【解析】(1)根据称重法可知,石块浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F1=5 N
-3 N=2 N.
(2)石块浸没在水中,故V排=V物,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排,可得V物=
V排==2×10-4 m3.
(3)石块的质量m==0.5 kg,石块的密度ρ===2.5×103 kg/m3.
(4)当物体浸没在另一种液体中称量,弹簧测力计的示数为2.6 N,根据称重法
可得其所受浮力为F'浮=G-F2=5 N-2.6 N=2.4 N,再根据阿基米德原理F'浮=
ρ液gV排,可得另一种液体的密度ρ液===1.2×103 kg/m3.
【答案】(1)2 N (2)2×10-4 m3 (3)2.5×103 kg/m3 (4)1.2×
103kg/m3
重难点2 压强、浮力的综合分析与计算
计算的基本思路:
(1)仔细审题,注意抓住隐含条件的关键词,如浸入、浸没、装满、未装满、溢
出、未溢出、漂浮、悬浮、上浮、下沉的含义.
(2)确定研究物体,并对物体进行受力分析(重力、浮力、拉力或压力等).
(3)计算压强的方法:①公式p=普遍适用,p=ρgh适用于液体和各种直柱体;
②对于固体,先求出压力,再求压强;③对于液体,先求压强,再求压力.
(4)在受力分析的基础上,列出关系式,漂浮或悬浮时F浮=G物;用线吊在液体
中时:F浮=G-G示;被强制压(按)入液体中时,F浮=G+F(F为压力或拉力),若有几个物体连接在一起,可以将它们视为一个整体进行研究.
(5)把阿基米德原理公式或密度、重力的计算公式代入关系式,代入已知量解出
未知量.
例2 (2023郴州)如图所示,水平桌面上甲、乙两相同的容器装中有体积相等的
不同液体.将同种材料制成的实心物体A、B分别放入甲、乙两容器中,静止时两容
器中的液面齐平,则( )
A. 物体A受到的浮力大于物体B受到的浮力
B. 容器甲中液体的密度小于容器乙中液体的密度
C. 甲、乙两容器的底部受到的液体压强相等
D. 容器甲对桌面的压力小于容器乙对桌面的压力
【解析】甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液体,将实心物体A、B分别
放入两容器中,静止时液面等高,则容器甲中液体与A排开液体的体积之和等于容
器乙中液体与B排开液体的体积之和,由图可知,A漂浮,排开液体的体积小于物
体的体积,B悬浮,排开液体的体积等于物体的体积,所以A的体积大于B的体积,实心物体A、B由同种材料制成,则密度相等,根据ρ=可知,A的质量大于B的质量,根据G=mg可知,A的重力大于B的重力.根据物体的浮沉条件知,物体A受到的浮力大于物体B受到的浮力,故A符合题意;由图可知, A漂浮,根据物体的浮沉条件知,A的密度小于甲液体的密度,B悬浮,B的密度等于乙液体的密度,所以容器甲中液体的密度大于容器乙中液体的密度,故B不符合题意;
静止时液面等高,根据p=ρ液gh可知,甲容器底部所受液体压强大于乙容器底部所
受液体压强,故C不符合题意;甲、乙两容器相同,容器中液体体积相同,容器甲
中液体密度大于容器乙中液体密度,故甲容器和液体总重大于容器乙和液体总重,
容器甲对桌面的压力大于容器乙对桌面的压力,故D不符合题意.
【答案】A
实验 探究浮力的大小跟哪些因素有关
【实验装置】
【实验器材】弹簧测力计、烧杯、不同种类的液体、柱形物体若干.
典型实验突破
1. 转换法的应用:通过弹簧测力计的示数变化来说明浮力大小的变化,F浮=G-
F示.
2. 控制变量法的应用:
(1)探究浮力的大小是否与物体排开液体的体积有关时,需控制液体密度不变,
改变物体排开液体体积.
(2)探究浮力的大小是否与液体密度有关时,需控制物体排开液体体积不变,改
变液体密度.
(3)探究浮力的大小是否与物体浸没在液体中的深度有关时,需控制液体密度和
物体排开液体体积不变,改变物体在液体中所处的深度.
【实验方法】
【实验分析】
1. 计算物体的密度:已知物体的重力为G,物体浸没在水中时所受的浮力F浮=G
-F示(F示表示物体浸没在水中时弹簧测力计的示数),则物体的质量为m=,
物体的体积为V=V排=,物体的密度ρ====.
2. 计算液体的密度:已知物体的重力为G,物体浸没在水中时所受的浮力F浮水=G
-F水(F水表示物体浸没在水中时弹簧测力计的示数),物体浸没在待测液体中时
所受的浮力F浮液=G-F液(F液表示物体浸没在待测液体中时弹簧测力计的示数);则物体的体积V=V排==,所以ρ液==.
【实验结论】
1. 物体所受浮力的大小只与液体密度和物体排开液体体积有关,与物体在液体中
所处的深度、物体的形状、物体的密度等因素无关.
2. 液体的密度一定时,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大.
3. 物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力越大.
针对训练
在“探究浮力的大小与什么因素有关”实验中,实验小组的同学提出了如下
猜想:
猜想1:浮力的大小可能跟液体的密度有关.
猜想2:浮力的大小可能跟物体的形状有关.
猜想3:浮力的大小可能跟物体排开液体的体积有关.
猜想4:浮力的大小可能跟物体浸没的深度有关.
为了验证上述猜想,实验小组的同学进行了如图所示的一系列实验(实验中铜块
和铝块的体积相同).
(1)由图①③⑤可验证猜想 3 是正确的,可初步得出结论:液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,所受的浮力越 大 ,图⑤中铜块受到的浮力为
1 N.
(2)为了验证猜想1是否正确,可选用图 ①⑤⑦ 进行比较,由图可知浮力的
大小与液体的密度 有关 (选填“有关”或“无关”).
(3)铜块的位置从④→⑤的过程中,弹簧测力计的示数不变,说明铜块受到的浮
力不变,可以验证猜想 4 是错误的.
3
大
1
①⑤⑦
有关
4
(4)实验小组同学为了验证猜想2是否正确,他找来薄铜片,烧杯和水进行实
验,实验步骤如下:
步骤一:将铜片放入盛水的烧杯中,铜片下沉至杯底.
步骤二:将铜片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上.
①通过分析可知,铜片第一次受到的浮力 小于 (选填“大于”“等于”或
“小于”)第二次受到的浮力.
②小明得出结论:物体受到的浮力与其形状有关,小明得出错误结论的原因是他
只关注了铜片 形状 的改变,忽视了 铜片排开水的体积 对浮力大小的影响.
小于
形状
铜片排开水的体积
(5)通过比较图①②⑤⑥也可得出物体所受的浮力大小跟物体的重力 无关(选填“有关”或“无关”)的结论,该实验探究主要运用的科学探究方法是
控制变量法 .
(6)实验时应先测量铜块的重力,再将其放入水中(盐水中)测量拉力,如果改
变实验操作先后顺序会使所测铜块受到的浮力偏 大 (选填“大”或“小”).
无关
控制变量法
大
(7)下列能正确反映从铜块下表面刚接触水面到图⑤位置时,弹簧测力计的示数
F与铜块下表面到水面距离h关系的图像是 B .
A B C D
(8)通过图中提供的实验数据,小明计算出铜块的体积为 1×10-4 m3,铜块
的密度为 9×103 kg/m3,盐水的密度为 1.2×103 kg/m3(g取10 N/kg).
B
1×10-4
9×103
1.2×103
第1节 浮力基础及简单计算
命题点1 浮力的相关实验
1. (2024重庆八中模拟)如图1所示是小谷探究“圆锥形物体所受浮力大小与哪些因素有关”的实验.
核心考点精练
(1)由步骤A、B、C可得出结论:物体受到的浮力大小与 排开液体的体积 有
关;由步骤 A、D、E 可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的密度有关.
(2)根据图1中的实验数据,可计算出该液体的密度为 8×103 kg/m3,如果在
步骤E中不小心使物体接触了容器底且与容器底部有力的作用,则所测液体密度
将 偏大 (选填“偏大”“偏小”或“不变”).
排开液体的体积
A、D、E
0.8×103
偏大
(3)实验结束后,小谷利用刻度尺、圆柱形容器、有配重的薄壁长烧杯和适量的
水测一金属块的密度,如图2所示,他设计的实验步骤如下:(已知S容︰S烧杯=
2︰1)
①如图甲所示,首先向底面积为S容的圆柱形容器中装入适量的水,将一只装有配
重的底面积为S烧杯的薄壁长烧杯放入圆柱形容器的水中,烧杯静止时容器中水的
深度为H1,H1为18 cm.
②将金属块吊在烧杯底部,烧杯静止时露出水面的高度h1为6 cm,容器中水的深
度H2为33 cm,如图乙所示,则金属块的质量为 ρ水(H2-H1)S容 (用已知物
理量符号表示,水的密度为ρ水).
ρ水(H2-H1)S容
③将金属块放在烧杯中,烧杯静止时露出水面的高度h2为2 cm,如图丙所示.则金
属块的密度为 7.5×103 kg/m3,不考虑金属块吸水,该实验步骤下测得的金属
块密度 偏小 (选填“偏大”“偏小”“准确”).
7.5×103
偏小
2. (2023重庆一中模拟)小蝉同学用实验室的一块柱形合金材料探究“影响浮力
大小的因素”.他将该合金块标注成4等分,并进行了如图1所示的探究实验.
图1
(1)如图甲所示,可知该合金块的重力是 4.8 N.
4.8
(2)如图丙所示,此时合金块只有两格浸入水中,则合金块所受的浮力F浮=
0.4 N;由图甲、乙、丙、丁计算得到合金块的密度为 6×103 kg/m3.
0.4
6×103
(3)根据图甲、乙、丙、丁,可以初步得出结论:当液体密度一定时,物体所受
浮力大小与 排开液体的体积 有关.
(4)小哲对丁实验操作进行了修改,设计了如图甲、丁、戊所示方案进行探究,
可知浮力大小与物体浸没的深度 无关 (选填“有关”或“无关”).
排开液体的体积
无关
图1
(5)小桂利用刻度尺、柱形烧杯、冰块和水,设计了一个实验,测出另一个小合
金块的密度,具体操作顺序如图2所示.
图2
步骤①:烧杯中装有适量水,测出水深为H1.
步骤②:将冰块慢慢置于水中漂浮,测出此时水深为H2.
步骤③:将小合金块放在冰块上,与冰块共同漂浮,待水面静止后,测出此时水
深为H3.
步骤④:静置烧杯至冰块完全融化后,测出水深为H4,此时与步骤③相比,水对
烧杯底的压强 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”).
以上步骤中,不需要步骤 ① 也可以测出小合金块的密度;则小合金块的密度ρ
= 变小 (用H1、H2、H3或H4和ρ水表示).
变小
①
ρ水
图2
命题点2 浮力的基础计算
3. 福建舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,采用平直通长飞行甲
板,配置电磁弹射和阻拦装置,满载排水量8万吨,福建舰满载时所受浮力是
8×108 N. 当一架质量为7 t的“歼-10”战斗机从甲板上起飞后,航母排开水的体积将减少 7 m3.(g取10 N/kg,海水密度取1.0×103 kg/m3)
8×108
7
4. (2023鄂州)如图所示,放置在水平桌面上的柱形容器中装有适量的水,把质
量为300 g的木块浸入水中,木块静止时有的体积露出水面,此时容器中水的深度
为20 cm,已知容器底面积为300 cm2,容器重3 N,求:(g取10 N/kg)
(1)木块受到的浮力;
3 N
(2)木块的密度;
0.6×103 kg/m3
(3)容器对桌面的压强.
2 100 Pa
5. 如图甲所示,足够高的圆柱形薄壁容器,底面积为300 cm2,装有8 cm深的水.
现将一质量为1.6 kg,高度为20 cm,底面积为100 cm2的均匀长方体物块竖直放入
容器中,物块受到容器的支持力为4 N,如图乙所示.
甲
乙
(1)长方体物块的密度是多少?
0.8×103 kg/m3
(2)此时物块排开水的体积是多少?
1.2×10-3 m3
(3)保持水的质量不变,若想要物块漂浮在水面上,则容器的底面积不能超
过多少?
0.025 m2
第2节 与浮力相关的综合计算
命题点 简单模型压强、浮力综合计算
1. (2023二外期中)如图,台秤上放置一个装有适量水的烧杯(烧杯质量不计),已知水的质量为800 g,杯的底面积为80 cm2,将一个质量为900 g、体积为
1 000 cm3的实心长方体A用细线系着逐渐放入水中(整个过程杯内水没有溢出).当A的一半浸入水中后,台秤的示数变化了 5 N;若此时剪断细线,待液面静止后,水对容器底的压强为 2 1 Pa.
5
2 125
2. (2023外语校模拟)如图,体积相同的两个正方体A、B用不可伸长的细线系
住,放入水中后,A刚好完全浸没在水中,细线被拉直,已知A重6 N,B受到的浮
力为10 N,A、B的密度之比为3∶8.细线对A的拉力为 4 N,B对水平容器底部
的压强为 200 Pa.
4
200
3. (2023贵港模拟)如图甲所示,一个底面积为10 cm2的圆柱体,上表面与细线相连,底部贴有压力传感器(不计质量和体积),连接电脑后可显示传感器所受压力大小,容器的底面积为20 cm2.如图乙是某次将圆柱体A从下表面刚接触水面匀速放入容器底部,压力传感器所受压力与时间的关系图像.则圆柱体A完全浸没时所受浮力为 2 N. 已知薄壁柱形容器的重力为2 N,圆柱体A浸入水中时底部始终与水平面相平,且容器中没有水溢出,则3 s末容器对桌面的压强为 5 000 Pa.
2
5 000
4. (2024重庆育才期末)如图甲所示,水平地面上有一底面积为1 200 cm2且带有
阀门K1(关闭)的圆柱形薄壁大容器(足够高),里面装有10 cm深的水.若将另
一带有阀门K2(关闭,阀门体积不计)的圆柱形薄壁小容器轻轻放入大容器的水
中,小容器漂浮,此时水深变为12 cm,如图乙所示,此时大容器底部受到水的压
强为 1 Pa.若再将底面积为200 cm2,高为5 cm的均匀柱体A放入小容器中,此
时水深为13 cm,如图丙.打开阀门K1,水向外流,水面下降到4.5 cm深时关闭阀
门K1,小容器刚好触底(对大容器的压力为0),再打开阀门K2,水进入到小容器
中,直到水面不再变化时,柱体A所受的浮力为 200 N.
1 200
3.6
5. (2023重庆八中模拟)水平地面上有一个工件如图甲所示,它由上、下两个不
同物质组成的柱体连接在一起,上半部分A是边长为10 cm的正方体;下半部分B为
圆柱体,高为10 cm,底面积为40 cm2.另有一高为12 cm, 底面积为200 cm2的轻
质圆柱形容器乙放在水平地面上,里面装有10 cm深的水,如图乙所示,则此时水
对容器底部的压力为 20 N. 先将工件竖直正放入容器乙中,此时容器对水平桌
面的压强为p1,溢出水的质量为m1;接着将工件取出并马上竖直倒放入容器乙中,则此时容器对水平桌面的压强为p2,溢出水的质量为m2,已知m2-m1=200 g, 则p1∶p2= 7∶6 .
20
7∶6
6. (2023成都)如图所示,薄壁长方体容器A放在水平桌面上,底面积为36cm2,
高为12 cm,质量为mA=72 g.容器A内装有144 g水.均匀实心立方体B和C的边长都
为4 cm,质量分别为mB=54 g,mC=72 g.已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10 N/kg.
忽略实心立方体吸水、容器壁厚度等次要因素.
(1)容器A对水平桌面的压强为多少?
600 Pa
(2)若将B缓慢放入容器中,请分析B平衡时的状态,并求出B放入前后水对容器底部压强的变化量.
漂浮状态
150 Pa
(3)若将C放在B上,再将它们缓慢放入容器中,平衡时C与B的接触面水平,此
时C对B的压力为多少?
0.208 N
7. (2023外国语学校模拟)如图所示,足够高的圆柱形容器底面积为50 cm2,容
器内装有一定量的水,容器正上方天花板上有轻质细杆(体积忽略不计), 黏合
着由两个横截面积不同、材料相同的实心圆柱体M、N组成的组合体,且hM=15 cm,容器底部有一个出水口,最初水面与N的上表面相平,打开阀门放水,直到
水放完.杆上方有一力传感器可显示杆对物体的作用力的大小.杆对物体的作用力
大小与排出水的体积之间的关系如图乙所示.根据相关信息,求:
甲
乙
(1)放水前组合体浸在水中的体积;
8×10-4 m3
甲
乙
(2)该组合体的密度;
0.825×103 kg/m3
(3)当杆的示数为3F1时, 用升降台将容器向上移动3 cm,然后将细杆撤去,水
面稳定时水对容器底的压强.
1 860 Pa
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