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1、专题训练浮力的计算 类型一称重法求浮力方法诠释:F浮=G-F(G表示物体的重力,F表示物体浸在液体中时,弹簧测力计的示数)。1.将一实心金属块浸没在水中,如图甲所示。将金属块缓缓竖直向上提起的过程中,拉力F与提起高度h的关系图像如图图乙所示,则金属块的质量为g;金属块的高度为m;金属块的密度为kg/m3。(不考虑液面的变化,g取10 N/kg)2.小明用同一物体进行了以下实验。实验中,保持物体处于静止状态,弹簧测力计的示数如图所示。请根据图中信息,求:(g取10 N/kg)(1)物体的质量。(2)物体在水中受到的浮力。(3)某液体的密度。类型二压力差法求浮力方法诠释:F浮=F向上-F向下部分浸
2、入(如图漂浮)时:F浮=F向上。3.现有一边长为10 cm的实心正方体物块漂浮在水面上,如图所示,其上表面距水面2.5 cm,它的下表面受到水的压力是多大?它受到的浮力为多大?物块的密度为多大?(g取10 N/kg)类型三利用阿基米德原理求浮力方法诠释:F浮=G排=m排g=液gV排(三个公式:F浮=G排,F浮=m排g,F浮=液gV排)。4.一个质量为80 g的实心金属块浸没在盛满酒精的烧杯中时,从杯中溢出了10 g酒精。求:(酒精=0.8103 kg/m3,g取10 N/kg)(1)金属块所受的浮力为多大。(2)该金属块的体积为多少。(3)如图果把该金属块浸没到盛满水的烧杯中,此时金属块受到的
3、浮力为多大。5.将一边长是10 cm的实心正方体木块轻轻地放入盛满水的大烧杯内,待木块静止时,从杯中溢出600 g水,如图所示。求:(g取10 N/kg)(1)木块受到的浮力。(2)木块的密度。(3)木块露出水面的体积。类型四利用浮沉条件求浮力方法诠释:悬浮或漂浮时:F浮=G。6.(2021武威)如图所示为我国自主建造的第一艘国产航母“山东舰”,该舰标准排水量为5万吨,可同时停放36架歼-15舰载机,每架舰载机的质量为25 t,g取10 N/kg。求:(1)在标准排水量时,航母所受的浮力。(2)航母在某海域训练,此海域的海水密度为1.02103 kg/m3,当36架舰载机全部飞离航母后,航母排
4、开海水的体积减小了多少立方米。(结果保留两位小数)7.质量为0.2 kg的夏橙漂浮在水中,刚好有15的体积露出水面,求:(g取10 N/kg)(1)该夏橙排开水的体积是多少。(2)若要让夏橙刚好浸没在水中,人需要施加多大的竖直向下的压力。8.(2021杭州)小金把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗。他先将一个重为10 N的空桶漂浮在水面上,然后将池底的鹅卵石捞出放置在桶内,桶仍漂浮在水面上,如图所示。(不考虑捞出过程中带出的水,g取10 N/kg,水=1.0103 kg/m3)(1)求空桶漂浮在水面上时所受浮力大小。(2)将鹅卵石捞出放置在桶内时,水池水面高度与鹅卵石未捞出时相比会(选填“上升”
5、“下降”或“不变”)。若此时桶排开水的体积为610-3 m3,求桶内鹅卵石的质量。答案浮力的计算1.400.022.7103 (1)由图乙可知,金属块的重力为0.4 N,金属块的质量:m=Gg=0.4N10N/kg=0.04 kg。(2)不考虑液面变化,金属块的高度h=4 cm-2 cm=2 cm。(3)金属块浸没在水中时所受的拉力:F拉=0.25 N,根据称重法可知,其浸没在水中时受到的浮力:F浮=G-F拉=0.4 N-0.25 N=0.15 N;由F浮=液gV排可知,金属块的体积:V物=V排=F浮水g=0.15N1.0103 kg/m310N/kg=1.510-5 m3,所以金属块的密度:
6、金=mV物=0.04kg1.510-5 m32.7103 kg/m3。2.(1)物体的质量:m=Gg=F1g=5.4N10N/kg=0.54 kg。(2)物体在水中受到的浮力:F浮=F1-F2=5.4 N-3.4 N=2 N。(3)物体排开水的体积:V排=F浮水g=2N1.0103 kg/m310N/kg=210-4 m3,物体排开水的体积与物体排开某种液体的体积相等,由F浮=液gV排得,液体的密度:液=F浮gV排=F1-F3gV排=5.4N-3.8N10N/kg210-4 m3=0.8103 kg/m3。3.物块下表面在水中的深度:h=10 cm-2.5 cm=7.5 cm=0.075 m,
7、水对物块下表面的压强:p=水gh=1.0103 kg/m310 N/kg0.075 m=750 Pa,物块的底面积:S=10 cm10 cm=100 cm2=0.01 m2,根据p=FS可得,物块下表面受到水的压力:F下=pS=750 Pa0.01 m2=7.5 N。物块受到的浮力:F浮=F下-F上=7.5 N-0 N=7.5 N。因物块漂浮,所以物块的重力:G=F浮=7.5 N,由G=mg可得,物块的质量:m=Gg=7.5N10N/kg=0.75 kg,物块的密度:=mV=0.75kg0.1m0.1m0.1m=0.75103 kg/m3。4.(1)由阿基米德原理可得,金属块所受的浮力:F浮=
8、G排=G溢=m溢g=0.01 kg10 N/kg=0.1 N。(2)由=mV得,溢出酒精的体积:V溢=m溢酒精=10g0.8g/cm3=12.5 cm3,因为金属块浸没在酒精中,所以金属块的体积:V=V溢=12.5 cm3。(3)该金属块浸没到盛满水的烧杯中时,V排=V=12.5 cm3,此时金属块受到的浮力:F浮=水gV排=1.0103 kg/m310 N/kg12.510-6 m3=0.125 N。5.(1)木块受到的浮力:F浮=G排=m排g=0.6 kg10 N/kg=6 N。(2)木块的体积:V木=(0.1 m)3=110-3 m3,由于木块漂浮,故G木=F浮=6 N,由G木=m木g=
9、木V木g可得,木块的密度:木=G木gV木=6N10N/kg110-3 m3=0.6103 kg/m3。(3)木块排开水的体积:V排=F浮水g=6N1.0103 kg/m310N/kg=610-4 m3,露出水面的体积:V露=V木-V排=110-3 m3-610-4 m3=410-4 m3。6.(1)航母处于漂浮状态,在标准排水量时,航母所受的浮力:F浮=G排=m排g=5107 kg10 N/kg=5108 N。(2)36架舰载机全部飞离航母后,排开海水的质量减小量:m排=m舰载机=362.5104 kg=9105 kg,由密度公式=mV得,航母排开海水的体积的减小量:V=m排海水=9105 k
10、g1.02103 kg/m3=882.35 m3。7.(1)夏橙受到的浮力:F浮=G=mg=0.2 kg10 N/kg=2 N,由F浮=液gV排可得,夏橙排开水的体积:V排=F浮水g=2N1.0103 kg/m310N/kg=210-4 m3。(2)漂浮时夏橙有15的体积露出水面,则V排=45V,夏橙的体积:V=54V排=54210-4 m3=2.510-4 m3,夏橙浸没在水中时,排开水的体积:V排=V=2.510-4 m3,此时,夏橙受到水的浮力:F浮=水gV排=1.0103 kg/m310 N/kg2.510-4 m3=2.5 N,根据力的平衡条件可得:F浮=G+F,所以,施加的竖直向下的压力:F=F浮-G=2.5 N-2 N=0.5 N。8.(1)空桶漂浮在水面上,所受的浮力:F浮=G桶=10 N。(2)上升鹅卵石和桶受到的浮力:F浮=水gV排=1.0103 kg/m310 N/kg610-3 m3=60 N,桶内鹅卵石的重力:G石=G总-G桶=F浮-G桶=60 N-10 N=50 N,桶内鹅卵石的质量:m石=G石g=50N10N/kg=5 kg。