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专题10计算浮力的几种方法(教师版)备考2025年中考物理重难点讲解与训练_初物_2025中考物理重难点归纳专题训练易错训练题压轴特训复习word素材

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文档文本内容

淘宝:学思创想
专题 10 计算浮力的几种方法(解析版)
重难点1 压力差法:F =F -F
浮 向上 向下
重难点2 称重法:F =G-F
浮 示
重难点3 原理法:F =ρgV
浮 排
重难点4 平衡法:F =G
浮 物
重难点5 称重法与原理法结合计算浮力
重难点6 平衡法与原理法结合计算
重难点1 压力差法:F =F -F
浮 向上 向下
【重难点分析】
1、物体浸在液体中,上表面受到液体向下压强(压力),下表面受到向上的压强(压力),
由于液体压强随深度的增加而增大,所以物体上、下表面就会形成一个压强差(压力差)
这个压强差使得物体上下表面有压力差,这就是浮力,即F =F -F 。浮力实质是一个
浮 向上 向下
合力,在受力分析时,我们用浮力代替了上、下表面的压力,这样使得问题更简单了。
2、当物体漂浮时,上表面露出液面,不受液体的压力,即F =0,所以F =F ,也就是
向下 浮 向上
说物体受到的浮力就等于液体对物体下表面的压力。注意压力差法一般适用于浸入液体的
物体是形状规则的物体或已知液体压力。
【重难点训练】
1.(2022•鄂伦春自治旗模拟)如图所示,一个边长为 10cm的正方体竖直悬浮在某液体
中,上表面受到液体的压力F 为5N,下表面受到液体的压力F 为13N,g=10N/kg,
1 2
下列说法错误的是( )淘宝:学思创想
A.正方体受到的浮力为8N
B.正方体上表面到液面的距离h=5cm
C.液体的密度为0.8×103kg/m3
D.液体对物体下表面的压强为1.3×103Pa
【答案】B
【解答】解:
A.由浮力产生的原因可得,正方体受到的浮力F浮 =F
2
﹣F
1
=13N﹣5N=8N,故A正
确;
BC.物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,则 V排 =V=L3=(10cm)3=
1000cm3=1×10﹣3m3,
由F浮 = gV排 可得,液体的密度 = = =0.8×103kg/m3,
故C正确ρ; ρ
正方体上、下表面积S=L2=(10cm)2=100cm2=1×10﹣2m2,
正方体上表面受到的压强p = = =500Pa,
1
由p= gh可得,正方体上表面到液面的距离 h = =
1
ρ
=0.0625m=6.25cm,故B错误;
D.液体对物体下表面的压强p = = =1.3×103Pa,故D正确。
2
故选:B。
2.(2022春•静海区校级期中)如图所示,一个长方体物块浸没在水中,其下表面受到水
对它向上的压力为20N,上表面受到水对它向下的压力为12N,则物块A受到浮力的大淘宝:学思创想
小和方向为( )
A.8N 竖直向上 B.8N 竖直向下
C.32N 竖直向上 D.32N 竖直向下
【答案】A
【解答】解:物块A受到的浮力:F浮 =F下表面 ﹣F上表面 =20N﹣12N=8N,浮力的方向
是竖直向上的。
故选:A。
3.(2023•高要区二模)如图梯形物体重为12N,浸没在液体中时,弹簧测力计的示数为
9N,则梯形物体受到的浮力为 3 N.方向是 竖直向上 。若上表面受到液体的压
力为4N,则下表面受到液体向上的压力为 7N 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:物体浸没在水中,受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的浮
力,
则梯形物体受到的浮力:
F浮 =G﹣F′=12N﹣9N=3N,方向竖直向上,
由F浮 =F下表面 ﹣F上表面 可得,下表面受到的液体向上的压力:
F下表面 =F浮+F上表面 =3N+4N=7N。
故答案为:3;竖直向上;7N。
4.(2023•静安区二模)重为20牛,体积为2×10﹣4米3的金属块从空中竖直下落,若金属
块在下落时受到的空气阻力始终为0.2牛,则金属块在下落过程中所受的合力为 19. 8
牛;当该金属块浸没在水中后,所受的浮力为 1.9 6 牛,若此时该金属块上表面受到淘宝:学思创想
水的压力为7.84牛,则金属块下表面受到水的压力为 9. 8 牛。
【答案】19.8;1.96;9.8
【解答】解:金属块的重力(竖直向下)为 20N,金属块在下落时受到的空气阻力始终
为0.2牛,方向竖直向上,
因金属块受到的重力和空气阻力在同一直线上、方向相反,且G>f,
所以金属块在下落过程中所受的合力为F合 =G﹣f=20N﹣0.2N=19.8N;
当该金属块浸没在水中后,所受的浮力:F浮 = 水gV排 = 水gV=1×103kg/m3×9.8N/
kg×2×10﹣4m3=1.96N; ρ ρ
此时该金属块上表面受到水的压力为7.84牛,根据浮力产生的原因可知F浮 =F下 ﹣F上 ,
则金属块下表面受到水的压力为:F下 =F浮+F上 =1.96N+7.84N=9.8N。
故答案为:19.8;1.96;9.8。
5.(2023•南山区校级模拟)如图甲所示,不吸水的长方体物块放在底部水平的圆柱形容
器中,物块的质量为0.2kg,物块的底面积为50cm2,物块与容器底部用一根质量、体积
均忽略不计的细绳相连,当往容器中缓慢注水至如图乙所示位置,停止注水,此时,物
块上表面距水面12cm,绳子竖直拉直,物块水平静止,绳子的拉力为 2N。已知
水
=
1.0×103kg/m3,g=10N/kg。求: ρ
(1)物块的重力;
(2)甲图中物块对容器底的压强;
(3)乙图中物块受到的浮力;
(4)乙图中物块下表面受到的压力。
【答案】(1)物块的重力为2N;
(2)物块对容器底的压强为400Pa;
(3)乙图中物块受到的浮力为4N;
(4)乙图中物块下表面受到的压力为10N。
【解答】解:(1)物块的重力:G=mg=0.2kg×10N/kg=2N;
(2)正方体物块对容器底的压力:F=G=2N,淘宝:学思创想
甲图物块对容器底的压强为:p= = =400Pa;
(3)由图乙可知,长方体物块受到重力、绳子的拉力和浮力的作用,
根据力的平衡条件可知,长方体物块受到的浮力:
F浮 =G+F拉 =2N+2N=4N;
(4)乙图中水在物体上表面处产生的压强为:
p = gh =1.0×103kg/m3×10N/kg×12×10﹣2m=1200Pa;
1 1
ρ
由p= 得,水在上表面处产生的压力为:
F =p S=1200Pa×50×10﹣4m2=6N;
1 1
=F下表面 =F上表面+F浮 =6N+4N=10N。
答:(1)物块的重力为2N;
(2)物块对容器底的压强为400Pa;
(3)乙图中物块受到的浮力为4N;
(4)乙图中物块下表面受到的压力为10N。
6.(2023•六安模拟)如图所示,一物体挂在弹簧测力计下端浸没入水中,此时弹簧测力
计示数为6N,物体上表面受到水向下的压力为5N,下表面受到水向上的压力为9N。
水
=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,请计算:(1)物体浸没在水中时所受的浮力; ρ
(2)物体的质量;
(3)物体的密度。
【答案】(1)物体浸没在水中时所受的浮力为4N;
(2)物体的质量为1kg;淘宝:学思创想
(3)物体的密度为2.5×103kg/m3。
【解答】解:(1)由浮力产生的原因可知,物体浸没在水中时所受的浮力为:
F浮 =F向上 ﹣F向下 =9N﹣5N=4N;
(2)物体在水中受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力和浮力作用,
则物体的重力为:G=F浮+F=4N+6N=10N,
则物体的质量为:m= = =1kg;
(3)由阿基米德原理可知,物体的体积为:
V=V排 = = =4×10﹣4m3,
则物体的密度为:
= = =2.5×103kg/m3。
ρ
答:(1)物体浸没在水中时所受的浮力为4N;
(2)物体的质量为1kg;
(3)物体的密度为2.5×103kg/m3。
重难点2 称重法:F =G-F
浮 示
【重难点分析】
1、将物体挂在测力计下,当静止时测力计显示的就是物体的重力G,再把物体浸在液体中,
测力计示数为F ,此时物体所受的浮力F =G-F ,实际上弹簧测力计两次读数之差就是
示 浮 示
浮力。
2、使用称重法测量整个物体受到的重力时,需将物体浸没在液体中,这就需要使物体的密
度大于液体密度,否则就不能采用这种方法测浮力。
【重难点训练】
7.(2023•宜兴市模拟)将一实心圆柱体悬挂于弹簧测力计下,物体下表面刚好与水面接
触,从此处匀速下放物体,直至浸没(物体未与容器底接触)的过程中,弹簧测力计示
数F与物体下表面浸入水中深度h的关系如图所示,则下列说法正确的是( )淘宝:学思创想
A.物体重力为20N
B.物体浸没时受到的浮力为20N
C.物体的密度为3×103kg/m3
D.匀速下放物体,从刚好与水面接触到浸没的过程中下表面受到的液体压强大小不变
【答案】C
【解答】解:A.根据图象可知,物体下表面刚好与水面接触时,即浸入水中深度为
0,则物体重力的大小等于测力计示数,即为30N,故A错误;
B.根据图示可知,当物体下表面浸入水中深度达到 4cm时物体浸没在水中,之后浮力
不再变化,即F=20N,则F浮 =G﹣F=30N﹣20N=10N,故B错误;
C . 由 F 浮 = 水 gV 排 可 得 , 物 体 的 体 积 : V = V 排 = =
ρ
=1×10﹣3m3,
由G=mg可得,物体的质量:m= = =3kg,
则物体的密度: = = =3×103kg/m3,故C正确;
ρ
D.从刚好与水面接触到浸没的过程中,下表面所处的深度变大,根据p= gh可得下表
面受到的液体压强变大,故D错误。 ρ
故选:C。
8.(2023•武汉模拟)如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个
实心铁块,示数为F ;将铁块缓慢浸没水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,
1
弹簧测力计的示数为F ,下列判断正确的是( )
2淘宝:学思创想
A.水对溢水杯底部的压强p甲 <p乙
B.小烧杯中水的质量m=
C.铁块受到的浮力F浮 =F
2
﹣F
1
D.溢水杯对桌面的压力F甲 =F乙
【答案】D
【解答】解:A.铁块缓慢浸没水中,溢水杯中水的深度不变,由液体压强可知,水对
溢水杯底部的压强不变,故A错误;
BC.由于物体受到的浮力等于排开水的重力,所以G排 =F浮 =F
1
﹣F
2
,
则小烧杯中水的质量 ,故BC错误;
D.甲图溢水杯对桌面的压力大小等于溢水杯和水的总重力;溢水杯对桌面的压力大小
等于溢水杯重力、水的重力与物体受到的浮力之和减去排开水的重力;因为乙图物体受
到的浮力等于排开水的重力,则溢水杯对桌面的压力不变,故D正确。
故选:D。
9.(2024•东莞市校级一模)如图所示,重12牛的小球静止在水中,弹簧测力计的示数为
4牛,则小球受到的浮力为 8 牛,方向为 竖直向上 ;继续增大小球浸入水中的
深度,它受到的浮力 不变 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】8;竖直向上;不变。淘宝:学思创想
【解答】解:根据称重法可知小球受到的浮力为:
F浮 =G﹣F=12N﹣4N=8N,浮力的方向竖直向上;
增大小球浸没的深度,但液体的密度、小球排开液体的体积不变,根据F浮 = 液gV排 可
知它受到的浮力将不变。 ρ
故答案为:8;竖直向上;不变。
10.(2023•陕西模拟)如图,用细线将一个质量为 27g、体积为10cm3的铝块系在电子测
力计的挂钩上,使铝块浸没在水中静止不动,此时,该铝块受到的浮力为 0.1 N,
电子测力计的示数为 0.17 N。若使铝块在水中继续下降,它所受的浮力将 不变
(选填“变大”“变小”或“不变”)。(
水
=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,细线重力
忽略不计) ρ
【答案】0.1;0.17;不变。
【解答】解:铝块浸没在水中时,排开水的体积V排 =10cm3=1×10﹣5m3,
铝块受到的浮力:F浮 = 水gV排 =1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣5m3=0.1N;
铝块的重力:G=mg=2ρ7×10﹣3kg×10N/kg=0.27N,
根据称重法可知,电子测力计的示数:F=G﹣F浮 =0.27N﹣0.1N=0.17N;
铝块继续下降过程中,排开水的体积不变,根据F浮 = 水gV排 可知,铝块受到的浮力不
变。 ρ
故答案为:0.1;0.17;不变。
11.(2024•滨海县模拟)一个质量忽略不计、底面积为100cm2的容器中装有3kg水,放
在水平桌面上。将一个石块挂在弹簧测力计下,测力计的示数为 6N,慢慢将石块浸没
在水中,不接触杯壁和杯底,水无溢出,稳定后,弹簧测力计的示数为 4N,如图所示。
求:
(1)石块所受的浮力;
(2)石块的密度;
(3)在如图所示状态下,容器底对桌面的压强。淘宝:学思创想
【答案】(1)石块所受的浮力为2N;
(2)石块的密度为3×103kg/m3;
(3)在如图所示状态下,容器底对桌面的压强为3.2×103Pa。
【解答】解:(1)根据称重法,石块受到的浮力:
F浮 =G﹣F=6N﹣4N=2N;
(2)根据F浮 = 液gV排 可得,石块排开水的体积:
ρ
V排 = = =2×10﹣4m3,
石块浸没在水中,则石块的体积:
V石 =V排 =2×10﹣4m3,
石块的密度:
= = = = =3×103kg/m3;
ρ
(3)容器底对桌面的压力:
F压 =G水+G排 =m水g+F浮 =3kg×10N/kg+2N=32N,
则容器底对桌面的压强:
p= = =3.2×103Pa。
答:(1)石块所受的浮力为2N;
(2)石块的密度为3×103kg/m3;
(3)在如图所示状态下,容器底对桌面的压强为3.2×103Pa。
12.(2023•东河区二模)重为10N、底面积为200cm2的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上,
内盛12cm深的水,如图甲所示。现用弹簧测力计悬挂一金属圆柱体,从液面开始缓慢淘宝:学思创想
浸入水中,拉力F与圆柱体下表面到水面距离h的变化关系如图乙所示。当圆柱体下表
面距液面为10cm时,将系圆柱体的细线松开,圆柱体沉入容器底部(水未溢出),如
图丙所示。(
水
=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
ρ
(1)圆柱体未放入水中时水对容器底部的压强;
(2)圆柱体浸没在水中时所受到的浮力;
(3)圆柱体的密度;
(4)圆柱体沉入容器底部时,容器对桌面的压强。
【答案】(1)圆柱体未放入水中时水对容器底部的压强为1200Pa;
(2)圆柱体浸没在水中时所受到的浮力为1N;
(3)圆柱体的密度为3×103kg/m3;
(4)圆柱体沉入容器底部时,容器对桌面的压强为1.85×103Pa
【解答】解:(1)圆柱体未放入水中时水对容器底部的压强为:p= gh=
1.0×103kg/m3×10N/kg×12×10﹣2m=1200Pa; ρ
(2)由图乙可知,圆柱体未进入水中时拉力为3N,则圆柱体的重力为G=3N;
圆柱体浸没在水中后拉力为F=2N,由称重法可知,圆柱体浸没在水中时所受的浮力为:
F浮 =G﹣F=3N﹣2N=1N;
(3)当圆柱体浸没在水中,圆柱体的体积 V=V排 ,由阿基米德原理F浮 = 水V排g可
ρ淘宝:学思创想
得,圆柱体的体积为:V=V排 = =1×10﹣4m3=100cm3;
圆柱体的质量为:m= = =0.3kg;
圆柱体的密度为 = = =3×103kg/m3;
(4)水的重力为 ρ :G水 =m水g= 水V水g=1.0×103kg/m3×200×12×10﹣6m3×10N/kg=
24N; ρ
水平面上的物体对水平面的压力等于自身的重力,根据题意可知,容器对桌面的压力为
F=G容+G水+G圆柱 ;
圆柱体沉入容器底部时,容器对桌面的压强为:p= = =1.85×103Pa。
答:(1)圆柱体未放入水中时水对容器底部的压强为1200Pa;
(2)圆柱体浸没在水中时所受到的浮力为1N;
(3)圆柱体的密度为3×103kg/m3;
(4)圆柱体沉入容器底部时,容器对桌面的压强为1.85×103Pa。
重难点3 原理法:F =ρgV
浮 排
【重难点分析】
1、根据阿基米德原理,浮力的大小等于它排开液体所受的重力,即F =G ,而排开液体
浮 排液
的重力G =m g=ρ V g,所以F =ρ gV 。原理法普遍适用于任何物体求浮力。
排液 排液 液 排 浮 液 排
2、当物体浸没时,V =V ;当物体部分浸入时,V =V -V <V ;当物体有 浸入液体中
排 物 排 物 露 物
时,V = V ;当物体浸入液体深度为h 时,V =S h ;当物体浸入后,液面升高了
排 物 浸 排 物 浸
△h,V =S △h。
排 容
【重难点训练】
13.(2023•武汉模拟)如图所示,底面积为50cm2、高为13cm、质量为100g的平底圆柱
形容器(厚度不计),将一个质量为250g、体积为200cm3的实心小球置于水平桌面上,淘宝:学思创想
放入小球之前容器内水的深度为10cm,将小球放入水中静止后,下列说法正确的是(
)
A.水对容器底部的压强为1400Pa
B.小球受到的浮力为2.5N
C.水对容器底部的压力为5N
D.容器对桌面的压强为1600Pa
【答案】D
【解答】解:A、小球的密度为:
= = =1.25g/cm3,
ρ因为实心小球的密度大于水的密度,
所以小球静止后应沉在水底,
假设水没有溢出,则水升高的高度为:
Δh= = =4cm,
此时水的高度为:h′=h+Δh=10cm+4cm=14cm>13cm,故溢出水的高度为14cm﹣
13cm=1cm,
此时水对容器底部的压强为:
p= 水gh水 =1×103kg/m3×10N/kg×0.13m=1300Pa,故A错误;
B、ρ由于小球沉底,则V排 =V=200cm3=2×10﹣4m3,
小球受到的浮力为:
F浮 = 水gV排 =1×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3=2N,故B错误;
C、水ρ对容器底部的压力为:
F=pS=1300Pa×50×10﹣4m2=6.5N,故C错误;
D、容器内放入小球后水的重力为:
G 水 = 水g(V﹣V 球 )=1×103kg/m3×10N/kg×(50×10﹣4m2×0.13cm﹣2×10﹣3m3)=
ρ淘宝:学思创想
4.5N,
容器对桌面的压力为:F=G容器+G球+G水 =(m容器+m球 )g+G水 =(0.1kg+0.25kg)
×10N/kg+4.5N=8N,
容器对桌面的压强为:
p′= = =1600Pa,故D正确。
故选:D。
14.(2023•湖北三模)如图,柱状容器底面积为200cm2,下方装有一阀门,细绳一端固
定在容器底部,另一端与重为7N、边长为10cm的不吸水正方体木块相连,往容器内倒
入水至木块上表面刚好与水面相平,拉直的细绳长为20cm,之后从阀门放出300g的水,
则( )
A.放水前,木块受到水向上的压力是7N
B.放水前,细绳的拉力10N
C.放水后,木块受到的浮力7N
D.放水后,容器底部受到水的压强为2.85×103Pa
【答案】C
【解答】解:A、放水前,木块下表面受到水的压强为:p= gh=1.0×103kg/m3×10N/
kg×0.1m=1×103Pa,则木块受到水向上的压力为:F
压
=pS=ρ 1×103Pa×(0.1m)2=
10N,故A错误;
B、放水前木块受到的浮力为:F浮 = 水gV排 = 水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1m)
3=10N,则细线受到的拉力为:F=Fρ浮 ﹣G=10Nρ﹣7N=3N,故B错误;
C、设从阀门放出m的水后,木块恰好漂浮,此时木块受到的浮力:F浮'=G木 =7N,
由F浮'= 水gV排 = 水gL2h浸 可得:
ρ ρ淘宝:学思创想
木块浸入水中的深度:h浸 = = =
0.07m=7cm,
此时放出水的体积:V=(S﹣L2)(L﹣h浸 )=[200cm2﹣(10cm)2]×(10cm﹣7cm)
=300cm3,
此时放出水的质量:m= 水V=1.0g/cm3×300cm3=300g,
所以从阀门放出300g的水ρ后,木恰好漂浮,木块受到的浮力为7N,故C正确;
D、放水后容器底部受到水的压强为:p= 水 gh= 水 g(L 绳+h 浸 )=
1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.2m+0.07m)=2700Pa,故Dρ 错误。 ρ
故选:C。
15.(2023•南阳二模)一块重为30牛,体积为2×10﹣3米3的金属块,用细绳拉着浸没在
水中,如图所示,金属块受到浮力的大小为 19. 6 牛,所受重力与拉力的合力方向为
竖直向下 。现将金属块从图中位置缓慢拉至刚好离开水面的过程,金属块所受的拉力
F 变大 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)金属块浸没在水中,则V排 =2×10﹣3m3,
故金属块受到浮力:F浮 = 水gV排 =1×103kg/m3×9.8N/kg×2×10﹣3m3=19.6N。
金属块在竖直向上的拉力Fρ、浮力F浮 和竖直向下的重力G的作用下保持静止,G>F,
故所受重力与拉力的合力方向竖直向下。
(2)对金属块进行受力分析可知,金属块受到重力、浮力和拉力的作用,且浮力与拉
力之和等于重力,
将金属块从图中位置缓慢拉至刚好离开水面的过程,金属块排开水的体积不断变小,
根据F浮 = 水gV排 知,所受浮力F浮 变小,而重力G不变,故拉力F变大。
故答案为:ρ19.6;竖直向上;变大。
16.(2023•安徽模拟)如图所示,小芳用手将重2N、体积为2.3×10﹣4m3的苹果浸没在水
中,则松手后苹果最终静止时,苹果受到的浮力大小为 2 N。( 水 =
ρ淘宝:学思创想
1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】2。
【解答】解:苹果浸没在水中时,排开水的体积等于苹果的体积,即:V排 =V=2.3×10
﹣4m3,
苹果浸没时受到的浮力为:
F浮 =G排 = 水gV排 =1.0×103kg/m3×10N/kg×2.3×10﹣4m3=2.3N;
浸没在水中ρ的苹果,受到的浮力F浮 =2.3N,而重力G=2N,
比较可知:F浮 >G,故松手后苹果将上浮,最终苹果会漂浮在水面上,此时受到的浮力
等于苹果的重力,即:F浮 ′=G=2N。
故答案为:2。
17.(2023•东城区校级模拟)如图所示,放置在水平桌面上的柱形容器中装有适量的水,
细绳的一端固定在柱形容器的底部,另一端系在质量为200g的木块的下面,使木块浸
没在水中。已知容器内底面积为80cm2,当木块静止时细绳对木块竖直向下的拉力为
1N,此时容器中水的深度为20cm。取g=10N/kg,水的密度为1.0×103kg/m3,求:
(1)木块受到的浮力大小F浮 ;
(2)水对容器底部的压力大小F;
(3)木块的密度
木
。
ρ
【答案】(1)木块受到的浮力F浮 为3N;
(2)水对容器底部的压力为16N;
(3)木块的密度
木
为0.67×103kg/m3。
【解答】解:(1)ρ 因木块静止时,受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、绳子的拉
力作用,处于平衡状态,所以,木块受到的浮力:淘宝:学思创想
F浮 =G+F拉 =mg+F拉 =200×10﹣3kg×10N/kg+1N=3N;
(2)水对容器底部的压强:
p= 水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10﹣2m=2000Pa;
ρ
由p= 得,水对容器底的压力为:
F=pS=2000Pa×80×10﹣4m2=16N;
(3)木块完全浸没,木块体积等于排开液体的体积,由阿基米德原理F浮 = 水gV排 得,
ρ
V=V排 = = =3×10﹣4m3;
木块的质量:
m=200g=0.2kg,
木块的密度:
木
= = ≈0.67×103kg/m3。
ρ
答:(1)木块受到的浮力F浮 为3N;
(2)水对容器底部的压力为16N;
(3)木块的密度 木为0.67×103kg/m3。
18.(2024•根河市校ρ级模拟)如图所示,将一个体积为1.0×10﹣3m3,重为6N的木球用细
线系在底面积为500cm2的圆柱形容器的底部,当容器中倒入足够的水使木球被浸没时,
(g取10N/kg)求:
(1)木球浸没在水中受到的浮力;
(2)细线对木球的拉力;
(3)剪断细线后水对容器底的压强变化量。
【答案】(1)木球浸没在水中受到的浮力为10N;
(2)细线对木球的拉力为4N;
(3)剪断细线后水对容器底的压强变化量为80Pa。
【解答】解:(1)木球浸没在水中受到的浮力:淘宝:学思创想
F浮 = 浮gV排 =1.0×103kg/m3×10N/kg×1.0×10﹣3m3=10N;
(2)ρ木球在水中静止,受到竖直向上的浮力,竖直向下的重力和绳对木球的拉力,这
三个力平衡,则细线对木球的拉力:
F拉力 =F浮 ﹣G=10N﹣6N=4N;
(3)剪断细线后,木球漂浮,浮力减小到与木球重力相等,减小的排开液体的体积为:
ΔV排 = = =4×10﹣4m3,
水面高度变化量为:
Δh= = =8×10﹣3m,
剪断细线后水对容器底的压强变化量为:
Δp= 浮gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣3m=80Pa。
答:(ρ 1)木球浸没在水中受到的浮力为10N;
(2)细线对木球的拉力为4N;
(3)剪断细线后水对容器底的压强变化量为80Pa。
重难点4 平衡法:F =G
浮 物
【重难点分析】
1、当物体漂浮和悬浮时,物体处于静止状态,此时物体受到竖直向下的重力和竖直向上浮
力,根据二力平衡可知:F =G 。平衡法只适用于漂浮或悬浮的物体。
浮 物
2、求一个物体受浮力大小时,首先要判断物体所处的状态,是漂浮、悬浮还是沉底,不同
的状态,物体受的浮力不同。
【重难点训练】
19.(2023•宜兴市模拟)将重为5牛的物体放入盛水的容器中,物体漂浮在水面上且溢出
2牛的水,物体受到的浮力( )
A.一定等于 3 牛 B.一定等于 5 牛
C.可能等于 2 牛 D.可能等于 3 牛
【答案】B
【解答】解:由题知,物体漂浮在水面上,
物体受到的浮力:
F浮 =G=5N。淘宝:学思创想
故选:B。
20.(2023春•大安市期末)将重6N的物体浸没在装满水的杯中,溢出了4N的水,物体
受到的浮力( )
A.2N B.4N C.6N D.10N
【答案】B
【解答】解:把物体浸没在盛满水的溢水杯中,排开的水重:
G排 =4N,
根据阿基米德原理可知:物体受到的水的浮力:F浮 =G排 =4N。
故选:B。
21.(2023•安化县一模)我国首艘国产航母“山东”号满载时排水量为67000t,吃水深度
10.5m,可搭载航载机36架,它满载时受到海水的浮力是 6.7×1 0 8 N,山东舰底部
所受海水的压强为 1.05×1 0 5 Pa。( 海水 =1.0×103kg/m3)
ρ
【答案】6.7×108;1.05×105。
【解答】解:(1)由阿基米德原理可知,航母满载时受到的浮力:F浮 =G排 =m排g=
67000×103kg×10N/kg=6.7×108N;
(2)山东舰底部所受海水的压强:p=
海水
gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10.5m=
1.05×105Pa; ρ
故答案为:6.7×108;1.05×105。
22.(2022•新吴区一模)如图所示、装满水的溢水杯中放着一个倒置的矿泉水瓶,去掉瓶
底、盖紧瓶口,其内部灌有水,矿泉水瓶和内部水的总质量为 0.3kg。则矿泉水瓶静止
时受到的浮力为 3 N;向矿泉水瓶中缓慢注入100g水。此过程中溢水口溢出水的质
量 = 100g(选填“>”“=”或“<”);若将矿泉水瓶内的水抽出一部分并轻
倒入溢水杯中,则溢水口 不会 (选填“会”或“不会”)溢出水。(g
取10N/kg)淘宝:学思创想
【答案】3;=;不会。
【解答】解:(1)矿泉水瓶静止时漂浮,受到的浮力为矿泉水瓶和内部水的总重,
则矿泉水瓶静止时受到的浮力为:
F浮 =G=mg=0.3kg×10N/kg=3N,
(2)向矿泉水瓶中缓慢注入100g水后,矿泉水瓶和内部水的总重增大,仍处于漂浮状
态,增大的重力等于排开水的重力,由物体所受重力与质量成正比可知,溢出水的质量
等于注入矿泉水瓶的水的质量。
(3)将矿泉水瓶内的水抽出一部分,矿泉水瓶和内部水的总重减小,所受浮力变小,
减小的浮力等于抽出水所受重力,故排开水的体积等于抽出水的体积,将抽出的水轻轻
倒入溢水杯中,不会溢出。
故答案为:3;=;不会。
23.(2024•秦皇岛模拟)将密度为0.9g/cm3,边长为10cm的正方体木块放在水平桌面上,
g取10N/kg。求:
(1)木块的质量。
(2)木块对桌面的压强。
(3)将木块放入水中静止时受到的浮力。
【答案】(1)木块的质量为0.9kg。
(2)木块对桌面的压强为900Pa。
(3)将木块放入水中静止时受到的浮力为9N。
【解答】解:(1)木块的体积:V=L3=(10cm)3=1000cm3,
根据 = 可得,木块的质量:m= V=0.9g/cm3×1000cm3=900g=0.9kg。
(2)ρ木块的重力:G=mg=0.9kg×1ρ0N/kg=9N;
因为木块静止在水平桌面上
所以木块对桌面的压力:F=G=9N,
受力面积:S=L2=(10cm)2=100cm2=10﹣2m2,淘宝:学思创想
木块对桌面的压强:p= = =900Pa。
(3)因为
水
<
水
,
所以木块在ρ水中静ρ 止时漂浮,
则木块受到的浮力:F浮 =G=9N。
答:(1)木块的质量为0.9kg。
(2)木块对桌面的压强为900Pa。
(3)将木块放入水中静止时受到的浮力为9N。
24.(2023•枣庄二模)如图为中国新一代通用型导弹驱逐舰 169号(武汉舰),它是
052B型导弹驱逐舰。其满载时的排水量约为7×103t,当驱逐舰以72km/h的速度匀速直
线航行时,受到的阻力是自身总重力的0.01倍。(海水密度近似取1.0×103kg/m3)求:
(1)在水面下3m深处,船体受到的海水的压强是多少?
(2)驱逐舰满载时,受到的浮力是多少?
(3)驱逐舰满载时以72km/h的速度匀速航行,受到的牵引力是多少?
【答案】(1)在水面下3m深处,船体受到的海水的压强是3×104Pa;
(2)驱逐舰满载时,受到的浮力是7×107N;
(3)驱逐舰满载时以72km/h的速度匀速航行,受到的牵引力是7×105N。
【解答】解:(1)在水面下3m深处,船体受到的海水的压强:
p= 海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa;
(2ρ)满载时,驱逐舰受到浮力:
F浮 =G排 =m排g=7×103×103kg×10N/kg=7×107N;
(3)驱逐舰匀速直线航行时,水平方向受到的牵引力、阻力是一对平衡力,大小相等;
竖直方向受到的重力、浮力是一对平衡力,大小相等。
驱逐舰的重力:G=F浮 =7×107N,
牵引力F=f=0.01G=0.01×7×107N=7×105N。
答:(1)在水面下3m深处,船体受到的海水的压强是3×104Pa;
(2)驱逐舰满载时,受到的浮力是7×107N;淘宝:学思创想
(3)驱逐舰满载时以72km/h的速度匀速航行,受到的牵引力是7×105N。
重难点5 称重法与原理法结合计算浮力
【重难点分析】
1、考试中往往不是单纯的考查用某一种方法计算浮力,需要2种方法或多种方法结合使用,
以便解决问题。通常情况下利用称重法测出浮力,再利用原理法计算出V ,进而计算物体
排
体积、物体的密度等物理量。
2、测力计示数随物体浸入液体中的深度的变化而发生变化,这一过程常常通过图像来反映,
关键是读懂图像,物体在刚浸入(或拉出)、浸没位置时,图像常常出现拐点,另外理解
图像最大(或小)值的含义。通过图像常常可以读出物体的重力G、物体的高度和浸没时
测力计示数F 。
示
【重难点训练】
25.(2023•安次区校级模拟)小新用弹簧测力计挂着实心圆柱体,并将其浸没在水中,然
后将其缓慢拉出水面,忽略水面高度变化。弹簧测力计示数随圆柱体上升高度的变化情
况如图乙所示,圆柱体不吸水。下列说法中正确的是( )
A.圆柱体浸没在水中时受到的浮力为4N
B.圆柱体的高度为20cm
C.当h=20cm时,圆柱体上表面与水面相平
D.圆柱体的密度为5×103kg/m3
【答案】D
【解答】解:
AD、由图乙知,当上升高度大于20cm时,圆柱体脱离水面,弹簧测力计示数F=5N,
此时圆柱体处于空气中,圆柱体的重力:G=F=5N;
由图乙知,圆柱体上升高度在0~10cm时,圆柱体浸没在水中,根据称重法可知,圆柱
体浸没在水中时受到的浮力:F浮 =G﹣F
1
=5N﹣4N=1N,故A错误;淘宝:学思创想
由F浮 = 水gV排 可得,圆柱体的体积:V=V排 = =
=1×10﹣ρ4m3,
圆柱体的质量:m= = =0.5kg,
圆柱体的密度: = = =5×103kg/m3,故D正确;
ρ
BC、当上升高度为20cm时,圆柱体刚脱离水面,所以圆柱体的高度为:h′=20cm﹣
10cm=10cm,此时圆柱体下表面与水面相平,故BC错误。
故选:D。
26.(2023•任城区一模)弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方
离水面某一高度处缓缓下降,如图﹣1。图﹣2是弹簧测力计示数F与物体下降高度h的
关系图像。(
水
=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)(不考虑水面高度的变化)下列说法正
确的是( )ρ
A.下降高度h=8cm后物体受到的浮力变大
B.物体浸没时受到的浮力为5N
C.物体刚浸没时下表面受到水的压强是8×102Pa
D.物体的密度是2.25×103kg/m3
【答案】D
【解答】解:
A、由图知物体下降高度h=8cm后拉力不再减小,由称重法F浮 =G﹣F可知物体受到
的浮力不变,故A错误;
B、由图象可知物体的重力G=F =9N,当物体完全浸没时拉力F=5N,
0淘宝:学思创想
则完全浸没时物体受到的浮力为F浮 =G﹣F=9N﹣5N=4N,此时物体受到的浮力最大,
故B错误;
C、由图知0~4cm物体没有进入水中,下降高度4cm后物体开始浸入水中,下降高度
8cm时物体刚好全部浸没,不考虑水面高度的变化,则物体的高度为:h=8cm﹣4cm=
4cm=0.04m,
物体刚浸没时下表面受到水的压强:
p= 水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa,故C错误;
D、ρ由F浮 = 水gV排 可得物体的体积为:
ρ
V=V排 = = =4×10﹣4m3,
物体的质量为:
m= = =0.9kg,
则物体的密度:
= = =2.25×103kg/m3,故D正确。
ρ
故选:D。
27.(2023•普陀区一模)将重为14.7牛、体积为1×10﹣3米3的物体挂在弹簧测力计下方,
并缓慢浸入水中直至浸没(不触底),此时物体所受浮力大小为 10 牛,弹簧测力
计的示数为 4. 7 牛;若增加物体在水中的深度,则物体上、下表面受到的液体压力
差 不变 (选填“变小”“不变”或“变大”)。
【答案】10;4.7;不变。
【解答】解:(1)物体浸没水中时受到浮力的大小为:
F浮 = 液gV排 =1.0×103kg/m3×1×10﹣4m3×10N/kg=10N;
(2)ρ根据称重法F浮 =G物 ﹣F拉 得,此时弹簧秤的示数为:F拉 =G物 ﹣F浮 =14.7N﹣
10N=4.7N;
(3)根据浮力产生的实质可知,上、下表面受到水的压力差等于浮力,根据阿基米德
原理公式F浮 = 液gV排 可知物体浸没水中时浮力的大小与在水中的深度无关,所以,若
增加物体在水中ρ的深度,则物体上、下表面受到的液体压力差不变。
故答案为:10;4.7;不变。淘宝:学思创想
28.(2023•上饶一模)如图所示,将一个重为8N的金属块挂在弹簧测力计上,当它浸没
在水中时,弹簧测力计的读数为6N,此时金属块受到的浮力是 2 N;如果金属块有
一半体积露出水面,则此时金属块受到的浮力是 1 N。
【答案】2;1。
【解答】解:(1)金属块全部浸没所受浮力:F浮 =G﹣F′=8N﹣6N=2N;
(2)根据阿基米德原理F浮 =G排 = 液V排g,一半浸入时,受到的浮力为全部浸没时
受到浮力地一半,F浮 ′=1N。 ρ
故答案为:2;1。
29.(2023•包河区模拟)如图所示,一底面积为4.0×10﹣3m2的圆柱体,用弹簧测力计挂
着圆柱体从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,烧杯中原来水的深度为20cm,圆柱体
浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止。图中是圆柱体下降过程中弹簧
测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图像,求:
(1)此圆柱体的重力是多少?
(2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是多少?
(3)圆柱体的体积是多少?淘宝:学思创想
【答案】(1)此圆柱体的重力是12N;
(2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是4N;
(3)圆柱体的体积是4×10﹣4m3。
【解答】解:(1)图中弹簧测力计的分度值是1N,在空气中的示数即为圆柱体的重力
G=12N。
(2)根据题图可知:完全浸没在水中时弹簧测力计的示数为 F=8N,所以圆柱体浸没
在水中时,受到的浮力是:F浮 =G﹣F=12N﹣8N=4N;
( 3 ) 根 据 阿 基 米 德 原 理 , 圆 柱 体 的 体 积 为 :
×10﹣4m3。
答:(1)此圆柱体的重力是12N;
(2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是4N;
(3)圆柱体的体积是4×10﹣4m3。
30.(2023•绵阳模拟)一个不吸收液体的圆柱体重 10N,底面积S =5×10﹣3m2。如图所
1
示,将圆柱体浸没在水中,弹簧测力计的示数为 6N,已知
水
=1.0×103kg/m3,取g=
10N/kg。 ρ
(1)求圆柱体浸没在水中时受到的浮力F浮 。
(2)将圆柱体竖直放在水平桌面上,求圆柱体对水平桌面的压强p。
(3)一个足够高的柱形容器放在水平桌面上,装入某种液体后,液体对容器底部的压
强为p 。再将圆柱体缓慢地放入容器中,圆柱体始终保持竖直,松开后最终液面与圆柱
1
体顶部的距离d=2cm,液体对容器底部的压强为p 。已知p ﹣p =240Pa,容器底面积
2 2 1
S =200cm2。求容器中液体的质量。
2
【答案】(1)圆柱体浸没在水中时受到的浮力是4N;淘宝:学思创想
(2)将圆柱体竖直放在水平桌面上,求圆柱体对水平桌面的压强p是 2×103Pa;
(3)容器中液体的质量是1.44kg或1.92kg。
【解答】解:(1)根据称重法,圆柱体浸没在水中时受到的浮力F浮 =G﹣F示 =10N﹣
6N=4N;
(2)圆柱体竖直放在水平桌面上,圆柱体对水平桌面的压力F=G=10N,
则压强为p= = = =2×103Pa;
(3)圆柱体的体积与浸没在水中时排开液体的体积相等 V=V
排
= =
=4×10﹣4m3,
圆柱体高h= = =0.08m=8cm,
松开后最终液面与圆柱体顶部的距离 d=2cm,当物体顶部高于液面,则浸在液体中的
体积V′=S (h﹣d)=5×10﹣3m2×(8﹣2)×10﹣2m=3×10﹣4m3,
1
此时液面变化高度Δh= = =0.015m;
液体的密度
液
= = =1.6×103kg/m3,
ρ
圆柱的密度 = = = =2.5×103kg/m3>
液
,
ρ ρ
所以圆柱沉底。
容器中液体体积V液 =(S
2
﹣S
1
)(h﹣d)=(200×10﹣4m2﹣5×10﹣3m2)×(0.08m﹣
0.02m)=9×10﹣4m3,
容器中液体的质量m液 = 液V液 =1.6×103kg/m3×9×10﹣4m3=1.44kg。
ρ
当物体完全浸没在液体中,排开液体的体积为 4×10﹣4m3,变化高度 Δh′= =淘宝:学思创想
=0.02m,
液体的密度
液
′= = =1.2×103kg/m3,
容器中液体的ρ 体积V液 ′=S
2
(h+Δh′)﹣V=200×10﹣4m3×(0.08m+0.02m)﹣4×10﹣
4m3=1.6×10﹣3m3,
容器中液体的质量m液 ′= 液V液 ′=1.2×103kg/m3×1.6×10﹣3m3=1.92kg。
答:(1)圆柱体浸没在水中ρ时受到的浮力是4N;
(2)将圆柱体竖直放在水平桌面上,求圆柱体对水平桌面的压强p是 2×103Pa;
(3)容器中液体的质量是1.44kg或1.92kg。
重难点6 平衡法与原理法结合计算
【重难点分析】
1、当物体在液体中受多个力而平衡时,通常有以下三种情况:
受力分析 力学平衡式 适用条件
沉底平衡 F =G-F 物体密度大于液体密度且物体沉在容器底部
浮 支
物体密度小于液体密度,绳子或铁块或石块
对物体有向下的拉力,如连接体
被拉平衡 F =G+F
浮 拉
密度小于液体密度的物体漂浮在液面,石块
或铁块对物体有向下的压力。叠加后增大的
浮力等于物体的叠加物体的重力,ΔF =G
叠加平衡 F =G+F 浮
浮 压 。
加
2、对于复杂的浮力计算一般遵循以下步骤:
(1)明确研究对象(受力物体)。
(2)明确研究对象所处的运动状态(漂浮、悬浮、沉底、上浮或下沉等,因为状态不同,
浮力就不同)。
(3)对研究对象进行受力分析,并画出受力示意图。(除分析重力、浮力外,还要注意是否
有其它相关联的物体对它是否有拉力、压力等)。
(4)列出物体处于平衡状态下的力平衡方程式,在展开方程时,应注意抓住题中的关键字
“全浸”、“部分浸”、“漂浮”、“沉底”、“露出水面”等字眼。
(5)列等式、解方程求出未知量。淘宝:学思创想
【重难点训练】
31.(2023•西宁二模)重为5N的木块A在水中在拉力的作用下处于静止状态,此时绳子
的拉力为3N,此时木块A受到的浮力大小为F 。剪断绳子后,木块A的运动情况和F
1 1
大小情况是( )
A.F =8N,保持静止 B.F =8N,向上运动
1 1
C.F =3N,保持静止 D.F =3N,向下运动
1 1
【答案】B
【解答】解:木块此时受到竖直向下的重力、绳子竖直向下的拉力和竖直向上的浮力的
作用,木块在这三个力的作用下保持静止状态,
则木块的浮力:F
1
=G+F拉 =5N+3N=8N;
由于F >G,所以剪断绳子后,木块将向上运动,故ACD错误、B正确。
1
故选:B。
32.(2022•达州模拟)如图所示,将边长为10cm的正方体木块放入装满水的烧杯中,木
块静止时,上表面距离水面4cm,g取10N/kg,则( )
A.木块受到的浮力是60N
B.使木块完全浸没需要40N向下的压力
C.木块底部受到水向上的压强为103Pa
D.当向下施加压力使木块刚好完全浸没在水中后,杯底对桌面的压强不变
【答案】D
【解答】解:
A、由题意可得,木块排开水的体积(即浸入水中的体积):
V排 =Sh浸 =(10cm)2×(10cm﹣4cm)=600cm3,淘宝:学思创想
静止时,木块受到的浮力:
F浮1 = 水gV排 =1.0×103kg/m3×10N/kg×600×10﹣6m3=6N,故A错误;
B、原来ρ木块漂浮,则F浮1 =G木 ﹣﹣﹣﹣﹣①
使木块完全浸没时,多排开水的体积ΔV排 =V露 ,由力的平衡条件可得F浮2 =G木+F压
﹣﹣﹣②
由①②可知使木块完全浸没时需要的压力等于增大的浮力(即露出部分浸入水中受到
的浮力),
则F=ΔF浮 = 水gΔV排 = 水gV露 =1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1×0.1×0.04)m3=4N,故
B错误; ρ ρ
C、漂浮时,木块底部浸入水中的深度:h浸 =10cm﹣4cm=6cm=0.06m,
木块底部受到水向上的压强:
p= 水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa,故C错误;
D、ρ施加压力前,杯底对桌面的压力等于烧杯、水和物体的总重力,即F压1 =G杯+G水
+G物 ,
当向下施加压力使木块刚好完全浸没在水中后,因为是装满水的烧杯,所以有一部分水
溢出,由阿基米德原理可知溢出水的重力等于增加的浮力,
则此时杯底对桌面的压力F压2 =G杯+G剩水+G物+F=G杯+G剩水+G物+ΔF浮 =G杯+G剩水
+G物+G溢水 =G杯+G水+G物 ,
所以,当向下施加压力使木块刚好完全浸没在水中后,杯底对桌面的压力不变,受力面
积不变,由p= 可知,杯底对桌面的压强不变,故D正确。
故选:D。
33.(2023•工业园区校级二模)如图所示,金属块和木块用细线相连,放入柱形容器的水
中,静止时木块上表面恰好与水面相平。现将细线剪断,再次静止时,水对容器底的压
强减小了80Pa。已知容器的底面积为 100cm2,木块的质量为120g,金属块的质量为
100g。则剪断细线前,细线的拉力为 0. 8 N,剪断细线后,木块受到的浮力为 1. 2
N,金属块的密度为 5×1 0 3 kg/m3。(g取10N/kg)淘宝:学思创想
【答案】0.8;1.2;5×103
【解答】解:(1)剪断细线,金属块下沉,木块上浮并最终漂浮,水对容器底的压强
减小了80Pa,则水面下降的高度为:
Δh= = =0.008m=0.8cm,
木块减小的排开水的体积为:
ΔV排 =SΔh=100cm2×0.8cm=80cm3=8×10﹣5m3,
减小的浮力为:
ΔF浮 = 水gΔV排 =1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣5m3=0.8N,
未剪断细ρ 线前,木块受到重力、细线拉力及浮力,且G=F浮 ﹣F拉 ,
漂浮时:
G=F浮 ′=F浮 ﹣ΔF浮 ,
所以,F拉 =ΔF浮 =0.8N;
(2)剪断细线后,木块受到的浮力为:
F浮 ′=G=m木g=120×10﹣3kg×10N/kg=1.2N;
(3)未剪断细线前,把木块和金属块看作一个整体,有
F浮总 =G总 =m总g=(120+100)×10﹣3kg×10N/kg=2.2N,
排开水的总体积为:
V排总 = = =2.2×10﹣4m3,
未剪断细线前,木块受到重力、细线拉力及浮力,木块受到浮力为:
F浮 =G+F拉 =1.2N+0.8N=2N,
则木块的体积为:
V木 =V木排 = = =2×10﹣4m3,
金属块体积为:
V金 =V排总 ﹣V木 =2.2×10﹣4m3=2×10﹣4m3=2×10﹣5m3=20cm3
金属块的密度为为:淘宝:学思创想
金
= = =5g/cm3=5×103kg/m3。
ρ故答案为:0.8;1.2;5×103。
34.(2022•琼山区校级二模)如图甲所示,一体积为2×10﹣3m3的长方体被固定在圆柱形
容器底部的一根细线拉住后浸没在水中静止,长方体受到的浮力为 2 0 N,如图乙所
示,将细线剪断后,长方体静止时下表面在水面的深度为0.16m。水对长方体下表面的
压强为 1.6×1 0 3 Pa(水的密度为1.0×103kg/m3)。
【答案】20;1.6×103。
【解答】解:(1)根据题意可知,长方体排开水的体积V排 =V=2×10﹣3m3,
则长方体受到的浮力:F浮 = 水gV排 =1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣3m3=20N;
(2)水对长方体下表面ρ的压强为:p=
水
gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m=
1.6×103Pa。 ρ
故答案为:20;1.6×103。
35.(2023•池州一模)如图所示,一圆柱形容器,里面装入足量水。把体积为 1.5×10﹣
3m3、密度为0.6×103kg/m3的木块投入水中,当最后静止时,水深 16cm,且水未溢出杯
外。(g取10N/kg)求:
(1)木块的重力是多少?
(2)水对容器底的压强是多少?
(3)若用力把木块刚好全部压入水中,此时木块受的浮力是多少?
【答案】(1)木块的重力是9N;
(2)水对容器底的压强是1.6×103Pa;淘宝:学思创想
(3)若用力把木块刚好全部压入水中,此时木块受的浮力是15N。
【解答】解:(1)木块的重力G=mg= 木V木g=0.6×103kg/m3×1.5×10﹣3m3×10N/kg=
9N; ρ
(2)水对容器底的压强p= 水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1.6×103Pa;
(3)若用力把木块刚好全部ρ压入水中,此时木块受的浮力F浮 = 水gV排 = 水gV木 =
1×103kg/m3×10N/kg×1.5×10﹣3m3=15N。
ρ ρ
答:(1)木块的重力是9N;
(2)水对容器底的压强是1.6×103Pa;
(3)若用力把木块刚好全部压入水中,此时木块受的浮力是15N。
36.(2023•蜀山区校级三模)如图甲所示,一个重20N,底面积为4×10﹣2m2 的薄壁圆柱
形容器置于水平地面上,装有0.3m深的水,现将物体A放入其中,物体A漂浮于水面
上,排开了160cm3的水,如图乙所示。当再给物体A施加一个竖直向下大小为0.4N的
力F以后,物体A恰好浸没水中静止(水未溢出),如图丙所示。(
水
=1×103kg/m3,
g取10N/kg) ρ
(1)物体A放入前,容器对水平地面的压强;
(2)图乙中物体A受到的浮力;
(3)物体A的密度。
【答案】(1)物体A放入前,容器对水平地面的压强为3500Pa;
(2)图乙中物体A受到的浮力为1.6N;
(3)物体A的密度为0.8×103kg/m3。
【解答】解:(1)薄壁圆柱形容器底面积S=4×10﹣2m2,装有0.3m深的水,
水的体积:V水 =Sh=4×10﹣2m2×0.3m=1.2×10﹣2m3,
由密度公式可得,水的质量:
m水 = 水V水 =1×103kg/m3×1.2×10﹣2m3=12kg,
水的重ρ力G水 =12kg×10N/kg=120N,
容器对水平地面的压力F=G容+G水 =20N+120N=140N,淘宝:学思创想
容器对水平地面的压强p= = =3500Pa;
(2)图乙中物体A受到的浮力F浮 = 水gV排 =1.0×103kg/m3×10N/kg×160×10﹣6m3=
1.6N; ρ
(3)图乙中物体A受到的浮力为1.6N,物体A漂浮在水面上,物体A的重力G=F浮
=1.6N,
由G=mg可得物体A的质量m=0.16kg,
在图丙中,由二力平衡可知F浮 =G+F压 =1.6N+0.4N=2N,
由F浮 = 水gV排 可得V排 = = =2×10﹣4m3,
浸没时物 ρ 体A的体积V=V排 =2×10﹣4m3,
物体A的密度 = = =0.8×103kg/m3。
ρ
故答案为:(1)物体A放入前,容器对水平地面的压强为3500Pa;
(2)图乙中物体A受到的浮力为1.6N;
(3)物体A的密度为0.8×103kg/m3。