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八年级上册科学期末复习专题二《浮力有关的计算》
编者：温中实验学校
丁裕忠
【知识要点】
1.阿基米德原理：浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，浮力大小等于物体排开液体所受的重力。
F浮=G排液=ρ液V排g
G排液=m排液g
2.物体的浮沉条件：F浮>G物（上浮）；F浮3.物体的浮沉与密度的关系：ρ物>ρ液（下沉）；ρ物<ρ液（上浮，最后会漂浮）；ρ物=ρ液（悬浮）
【典型例题】
【例1】2019年春节前后，我们就有可能坐上大型豪华游船，泛舟钱塘江上，假设满载时船及船上的人总重为5000吨，江水的密度为1.0×103kg/m3，g=10N/kg，求：
（1）满载时轮船受到的浮力；
（2）此时船体浸在水面下的体积。
【例2】小乐想制作一个浮力秤，他找来一个瓶身为圆柱体的空饮料瓶（图中零刻度线以上部分为圆柱体），剪掉瓶底，旋紧瓶盖，在瓶盖上系一块质量适当的石块，然后将其倒置在水桶里，即制成浮力秤。使用时，只要把被测物体投入瓶中，从水面所对的刻度就可以直接读出被测物体的质量。（g
取
10N/千克）
（l）石块的作用是
。
（2）如图所示，秤上不放其他物体时，瓶身与水面齐平位置即为浮力秤的0
刻度。若浮力秤圆柱状部分的横截面积为
50
厘米2，请计算图中刻度
4
右边对应的质量应标上多少？
（3）在浮力秤中放入不同质量的物体时，浮力秤浸入水中深度也不同。若放入物体的质量为m，水面到浮力秤
0
刻度线之间的距离为
h，则下列四个选项中，能正确表示两者关系的是
。
【例3】小明学了浮力的知识后，想制造一台浮力秤，他将一段密度为0.5×103
kg/m3、横截面积为0.01
m2、长度为50
cm的粗细均匀的木料进行不吸水处理后，上部装上轻质秤盘，再将其竖立水中，如图所示．(ρ水＝1.0×103
kg/m3，g取10
N/kg)
(1)空载时浮力秤所受的浮力是多少牛？
(2)浮力秤的0刻度线的位置距木料下表面多少厘米？
(3)将物体A放在秤盘上，液面稳定后距离木料下表面30
cm，A的质量为多少克？
(4)此浮力秤的最大测量值是多少？为了使其量程更大，可以将此浮力秤放入密度_____(选填“更大”或“更小”)的液体中.
【例4】下表为硫酸密度与硫酸溶液中的溶质的质量分数对照表（20℃）
有一物块A,其体积为500cm3，密度为1.30g/cm3。一只容器中盛有某硫酸溶液5千克,将物块A放入该溶液中静止后如图所示，此时物块A有2/15的体积露出液面。
（1）求物块A静止时受到的浮力大小?
???
（2）求这种硫酸溶液的溶质质量分数是多少?
???
（3）要使物块A全部浸入溶液中，至少需要往容器中加水多少千克？(容器足够大，加水后溶液不溢出。)
【例5】如图甲所示，水平放置的方形容器里有一个重为6N、边长为10cm的立方体物块M?(开始时容器内无水)。已知容器高20cm，物块M与容器底部不密合，且M底部与容器底部之间用一段5cm长的细线相连，假设细线足够牢固。现以5mL/s的恒定水流向容器内注水，当注水时间t＝130s时，可画出容器中水的深度h随注水时间t的变化关系如图乙所示。请解答下列问题：
(1)当t＝130s时，物块在水中的状态？(选“浸没”或“部分浸入”，写出计算过程)
(2)图乙中a的值是多少？(要求写出计算过程)
(3)上述过程中容器内的深度h与注水时间t的关系最符合下列哪个选线(假设物块始终保持水平)？答：_________
(选填字母代号)。
【例6】在2019国庆阅兵中，HSU001型大型无人潜航器首次公开亮相（如图甲）。图乙是该潜航器从刚好浸没时开始下潜再到返回，显示器上分别显示的深度和速率图像。若该潜航器总体积为6×103米3，海水密度取1×103千克/米3。
（1）在第2和第3分钟，潜航器受到的浮力_____重力（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
（2）在第4分钟，潜航器处于______（选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”）过程中。
（3）在第5分钟时，潜航器受到的浮力多大？
【针对性练习】
1.如图所示为一个氦气球升空装置，气球材料与附属装置(空载时)自身总重力为200N，体积为20m3,设空气密度为1.3kg/m3，g取10Nkg，试求：
(1)氦气球在空气中受到的浮力是多大？(不计附属装置的体积)
(2)要使该氦气球悬浮在空气中，该气球最大(装)
载重量为多少千克？
2.我国在南极考察的“雪龙”号破冰船成功营救了俄罗斯科考船被困乘客。如图所示，破冰船针对不同的冰层有不同的破冰方法。其中一种破冰方法是：接触冰面前，船全速航行，船体大部分冲上冰面，就可以把冰压碎。（ρ海水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）
（1）当破冰船航行于海面时，它排水体积约为2700m3，求船自身的重力。
（2）在一次破冰行动中，当船冲到冰面上时，船的排水体积变为原来海水中的三分之一，此时破冰船对冰层的压力是多少？
3.人们常用“冰山一角”来形容事物显露出来的仅仅是其很小的一部分，更多的还隐藏在表面现象之下。事实上，冰山浮在海水中的确只露“一角”(如图所示)。若现有一座冰山，它露出海面的体积是2000m3，(已知：海水的密度取ρ海水＝1×103kg/m3，冰的密度ρ冰＝0.9×103kg/m3)。则：
(1)假如此冰山完全熔化，则液面将________(填“不变”、“降低”或“上升”)；
(2)这座冰山的总体积为多少？
4.在青少年科技创新大赛中，某同学发明作品《浮力秤》参加展评，作品可方便称量物体的质量，其构造如图所示。已知小筒底面积为10cm2，总长为20cm，盘中不放物体时小筒浸入水中长度为8cm，问：（g=10N/kg）
（1）小筒和秤盘的总重力是多少N？
（2）该秤能称出物体的最大质量是多少kg？
5.如图是一种简易的温度计，当外界温度升高时，液体体积膨胀，引起液体密度变化，导致小球受到的浮力变化而运动。小球运动会引起悬挂于下端的链条长度发生变化，最终使小球重新悬浮在液体的某一深度，指针指示温度值（小球体积变化可忽略）。
（1）该温度计的刻度值自下而上__________（选填
“变小、变大”）。
（2）若该温度计中小球的体积为3×10-5米3，20℃时容器内液体密度为0.8×103千克/米3，则此时悬浮在液体中的小球受到的浮力为多少牛？
（3）为了使该温度计更精确，请提出一条改进建议：____________。
（3）若小球与金属链条完全分离，则小球静止时受到的浮力大小为多少？
6.今年12月15日，中国一艘救捞船在南海打捞了一艘无人潜航器。请回答：
（1）在打捞潜航器时，潜水员需下水操作，已知潜水员和他的潜水设备的总体积为6.8×10?2米3。请问，当潜水员在水下作业时，受到的浮力为多少？
（2）从潜水设备中冒出的气泡在海水中上升时，会逐渐变大。请分析：在这个过程中，气泡受到的浮力大小的变化情况及变化的原因。
（3）某深海探测器的两侧配备多块相同的压载铁，当其下潜到达设定深度时，抛卸压载铁，使其悬浮、上浮等。在一次海底科考活动中，该探测器在理想状态下观察窗所受海水压强随时间变化的p-t图像如图所示。请判断：探测器在AB、BC、CD三个阶段，所受重力的大小关系。
7.如图1所示，一个边长为10cm的立方体木块，下面用一段细线与木块相连，细线另一端固定在容器底（容器足够高）。现向容器中慢慢加水，如图2所示。若细线中的拉力用F表示，容器中水的深度用h表示，则图3表示拉力F随深度h变化的关系图象，求：
（1）图象中的A点对应木块在水中的位置是处于什么状态________？
???
（2）该木块浸没在水中所受的浮力为多少牛？
???
（3）该木块的密度为多少？
4
3
2
1
0
g0
cm
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