四种计算浮力的方法.docx
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四种计算浮力的方法
四种计算浮力的方法
四种计算浮力的方法
四种计算浮力的方法:
这四种方法都可以用来计算浮力的大小,具体用哪一个要看所给的条件而定.希望通过以下题目的训练,并不断总结,能让你在今后做浮力计算题时有所帮助的,愿你的
向下(F向上=P向上s=p液ghi
不懈努力能给你取得优异的成绩!
方法一、压力差法:
F浮=F向上一F
SF向下=P向下S=p液gh2S)
方法二、称重法:
_F浮=G—F(G:
物体本身的重力;F:
物体浸在液体中时弹簧测力计的示数。
方法二、原理法:
F#=G排=口排g=p液gV排(注意:
液:
指物体排开的液
F浮=G
G排:
指物体排开液体所受到的重力;m排:
指物体排开液体的质量;p
体密度;V排:
指物体排开的液体的体积。
)
方法四、平衡法:
当物体漂浮或悬浮时
当石块全部
■■i、
型、弹簧测力计下挂中时着,个重为测力计47示数石块,
0.98N,求
(1)石块受到的浮力⑵石块的体积⑶力是多少为浸没在密度体浸没在水中时受到的浮浮
力是多少?
(g=10N/kg)
#3、.现有一边长为10cm的正方体物块漂浮在水
cm,它的
中,如图所示,其上表面距水平面2.5下表面受到的水的压力是多大?
它受到的浮力多大?
木块的密度是多少?
(g=10N/kg)二==「
#4、边长为0.05m,的正方体实心物体挂在弹簧测力计下,物块浸没在水中,上表面与水面相平木块静止时,弹簧测力计的示数F=2N,根据上述条件,请你求出相关的五个物理量.(含过程和结果)边长为0.05m,的正方体实心物体挂在弹簧测力计下,物块浸没在水中,上表面与水面相平木块静止时,弹簧测力计的示数F=2N,根据上述条件,请你求出相关的五个物理量.(含过程和结果)
200N,水深为
0.5m,
1、如图15所示,容器中装有水,水中有一个木块被细线系着,已知水重木块的体积为4dm3,木块的密度为0.6x103kg/m3,试求:
(1)水对容器底面的压强是多少?
木块受到的浮力是多大?
(2)若绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力为多大?
此时水对容器底的压强比第
(1)问中的大还是小?
然后
(g取
二弓lI£出■
OI?
14妬Ji/ciri
■—r
2、用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体,圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水)如图甲,
将其逐渐浸入水中,如图乙是弹簧测力计示数随柱体逐渐浸入水中的深度变化情况,求:
10N/kg)
申C
(1)圆柱体受的最大浮力。
⑵圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强
⑶圆柱体的密度。
3、一个不规则的实心物体,质量55g,放入装满纯水的烧杯中,沉入底部,排开0.5N的水。
然
后向烧杯中加盐并搅拌,直到物体悬浮为止。
g=10N/kg)求:
(1)物体在纯水中所受的浮力;
(2)物体的体积:
(3)物体悬浮时盐水的密度。
4、(9分)一根木头重为1600N,体积为0.2m3,漂浮在水面上,g取10N/kg•求:
(1)木头的质量;
(2)木头的密度;
(3)木头受到的浮力.
5、一带阀门的圆柱形容器,底面积是300cm2,装有13cm深的水。
正方体A边长为12cm,重25N,
用细绳悬挂放入水中,有1/6的体积露岀水面,如图11所示。
试求:
(1)A受到的浮力,此时水对容器底部的压强。
(2)若细绳所能承受的最大拉力是14.92N,通过阀门K缓慢放水,当绳子刚要被拉断的瞬间,容器
中液面下降的高度。
(取g=10N/kg)
6、如图所示的木块浸没在水中,细线对木块的拉力是2N.剪断细线,待木块静止后,将木块露
岀水面的部分切去,再在剩余的木块上加1N向下的压力时,木块有20cm3的体积露岀水面.求
木块的密度•(g取10N/kg)_
—-
秦
木
———
99T9
7、密度是0.6x103kg/m3的木块,体积是4m3当它浮在水面上时,取g=10N/kg,求:
(1)木块重力;
(2)木块受到的浮力;
(3)木块排开水的体积;(4)木块露岀水面的体积.
8、如图所示,水面上漂有一块体积为2米3的浮冰,露岀水面的体积为0.2米3,。
求:
该冰块
受到的浮力。
9、有一体积为1X10-4米3的实心铁块,挂在弹簧秤上后浸没在水中(铁块没有接触容器底部),
33
铁的密度为7.8X10千克/米,求:
(1).铁块的重力。
(2).铁块所受到的浮力。
(3).弹簧秤的示数。
10、有一密度为门.二「〔:
,边长为10cm的立方体木块浸在水中,如图5所示,若用对
木块的拉力是一」一N,求木块此时受到的浮力?
(用三种方法)
11、如图5中,容器内分别装有水和盐水,在液面上浮着一块冰,问:
(
水面如何变化?
(2)冰在盐水中熔化后,液面如何变化?
1)冰在水中熔化后,
(a)(b)
12、一块冰内含有一小石块,放入盛有水的量筒内,正好悬浮于水中,此时量筒内的水面升高
了4.6cm•当冰熔化后,水面又下降了0.44cm•设量筒内横截面积为50cm2,求石块的密度是多少?
('水=0.9x103kg/m3)
50cm3,露在水面上的部分体积是25cm3
13、一个物块浮在水面上,它没入水中部分的体积是
(1)物块受到的浮力多大?
(2)物块的质量是多大?
⑶物块的密度是多大?
1.65N,当物体全部浸入水中时,弹簧秤示数是
0.9
14、弹簧秤下挂一个物体,在空气中读数是
N.求:
(1)物体受到的浮力;
(2)物体的体积;
(3)物体的密度.(g=10N/kg)
15、把一个外观体积为17.8cm3的空心铜球放入水中,它恰好处于悬浮状态,已知铜的密度是8.9
x103kg/m3,g取10N/kg。
求:
(1)空心铜球的重力;
(2)铜球空心部分的体积。
16、用弹簧测力计测石块,其重为9.8N,若把石块的一半浸没于水中,弹簧测力计的读数为7.84N,
(p煤油=0.8x103kg/m3)则:
⑴.此石块所受到的浮力是多大?
⑵.这种石块的密度是多少?
⑶.若把石块全部浸入煤油中,弹簧测力计的读数将变为多大?
17、一艘潜水艇的体积为,其内部水箱的容积是JI,当它在水下匀速航行时,
水箱正好灌满水,此时潜水艇受到的浮力是多少?
当潜水艇排完水箱中水时,潜水艇匀速航行
时受到的浮力是多少?
(海水密度为,二Co;,,!
:
)
18、在抗震救灾中,某舟桥部队利用冲锋舟为灾区开辟了水上生命线(如图所示),人们乘坐
的冲锋舟满载时排开水的体积是1.5m3,冲锋舟自重为0.6x104N,假设每人的平均质量为60Kg
求:
(1)冲锋舟满载时所受的浮力是多少?
(2)为保证安全,这条冲锋舟最多能承载多少人?
(3)冲锋舟底部0.5m深处所受水的压强多大?
(水的密度为1x103Kg/m3,g=19N/Kg)
19、小明将一块冰放到一杯冷水中,他测岀某时刻冰块露岀水面的体积是1.0xio「6m,占整个
冰块体积的十分之一,同时测岀了杯中水的深度为0.15m。
求:
(1)水对杯子底部的压强;
(2)此时冰块受到的浮力;
(3)冰块的密度。
(g取10N/kg、卩水=1.0x103kg/m3)
20、弹簧测力计下吊着一重为1.47N的石块,当石块全部浸入水中时,弹簧测力计的示数为
0.98N。
求:
(1)石块受到的浮力;
(2)石块的体积;(3)石块的密度。
m=900g体积V=200cnf的实心
21、如图示,在托盘台秤上放有一个装水的烧杯,一个质量物体被用细线吊着浸在水中。
(g=10N/kg)
(1)计算物体受到的浮力,写岀计算过程。
(2)此时托盘台秤的示数等于哪几个力的大小之
和?
22、如图所示,物体漂浮在圆柱形容器的水面上,B物体上放着一个物体A时,B排开水的体积
为“;若将A取下放入水中静止后,A、B两物体排开水的总体积为V2,且'11'j;,
23、将边长是10cm的实心立方体木块轻轻地放入盛满水的大水槽内•待木块静止时,从水槽中溢岀了600g水,g取10N/kg,求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块的密度;
(3)木块下表面受到的水的压强.
参考答案
,、计算题
,33
1、
(1)水对容器底部的压强是:
p=p水gh=1x10xioxo.5=5x10Pa(2分)
木块受的浮力是:
F=p水gV木=1x103x10x4x10-3=40N(2分)
(2)最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力时:
F'=6木=p水gV木=0.6x103x10x4x10-3=24N(2分)
因为木块浮岀水面的过程中,水面下降,所以此时水对容器底的压强比第
(1)问中的小
(1分)
2、
(1)由题意可知F浮=G-F‘=2.0N-1.4N=0.6N
(2)由图可知,圆柱体刚浸没时下表面距水面距离为
h=12cm=0.12m
■/P=gh•••P=1x103kg/m3x10N/gx0.12m=1.2x103Pa
(3)vF浮=1■'液V排g
•••V排=F浮M'水g=0.6/1x103x10=0.6x10-4m
圆柱体浸没V物=V排
又G=mg='物V物g
•••「=G/V物g=2.0/0.6
-43
x10x10=3.3x10kg/m
3、
(1)F浮=G排=0.5N
(2)G排=p水gV排
l.oxio^g/^xioy/ig
-53
浸没时V物=V排=5x10m
(3)因为物体悬浮,所以p盐水=p物=m物/V物=0.055kg/(5x10-5ni)=1.1x103kg/m3
4、本题要求学生会结合二力平衡知识,用简单公式计算质量、密度、浮力,认真学习的同学都
能够做好•难度系数0.8•正确答案:
(1)160kg
(2)800kg/m3(3)1600N
5、解:
容器中水的积为:
V水=SH=3.9x10-3m,
正方体的体积为VA=L3=1.728x10-m。
(1)A受到的浮力为:
F浮=t:
p水gVA=14.4N。
设A放入水中后水深为H',则有
5
SH'=V水+t:
VA,所以H'=0.178m。
此时水对容器底部的压强p=p水gH'=1.78x103Pa°
(2)初始A浸入水中深度为h0=5L/6=10cm
当绳子刚被拉断时有:
Fm+F浮’=G,所以F浮’=10.08N。
设此时A浸入水中深度为h,则有F浮’=p水gL2h。
所以h=7cm,△h=h-h=3cm。
6、精析分别对木块所处的几种状态作岀受力分析.
如图3(a)(b)(c)
水面”
L阳,
—4
“■
亠
►
—
—!
二
~n.
水血
(a)
(b)(c)
图(a)中,木块受拉力R,重力和浮力.
图(b)中,细线剪断,木块处于漂浮状态,设排开水的体积为图(c)中,将露岀水面的部分切去后,木块仍漂浮,这时再施加F2=1N的压力,仍有部分体积露岀水面.
已知:
R=2N,F2=1N,V=20cm3—2X10—5mi
求:
1水
解根据三个图,木块均静止,分别列岀受力平衡过程
①
②
将公式中各量展开,其中
③
V排指图(b中排开水的体积.
F淞(fV)F屋隔"©指图©中露出的体积)
代入数值事理,过程中用国际单位(略)
2
■水V—「木V=
约去V排和V求得:
」水=0.6X103kg/m3
答案木块密度为
0.6x103kg/m3.
7、2400
8、V排
2400
V物一V露=2米
2.4
3—0.2米3=1.8米3
1.6
排
1分
33
=1.0X10千克/米X9.8牛/千克X1.8米
=17640
9、
(1).m=pV
=7.8x103千克/米3X1X10「4米3=0.78千克
G=mg
=0.78千克X9.8牛/千克=7.644牛
(2).F浮=p水gV排
=1.0X103千克/米3X9.8牛/千克X1X10一4米
=0.98牛3分
(3).弹簧秤示数为
F=G—F浮
=7.644牛—0.98牛=6.664牛说明:
(1)、(3)小题中公式1分,代入与结果1分
(2)小题公式1分,代入1分,结果1分
10、解法一:
根据浮力产生的原因求解
即:
几二-二u上上‘「m+.mT
=14.7-4.9=9.82/
解法二:
根据阿基米德原理求解
解法三:
根据木块受到的力求解。
Fn=G+T=p^iT=^N
11、精析这道题可以用计算的方法来判断,关键是比较两个体积,一是冰熔化前,排开水的体积V排,一个是冰熔化成水后,水的体积V水•求岀这两个体积,再进行比较,就可得岀结论.
解
(1)如图5(a)冰在水中,熔化前处于漂浮状态.
F浮=G冰
m冰g
冰熔化成水后,质量不变:
m*=m冰
求得:
V水
比较①和②,V水=V排
也就是冰熔化后体积变小了,恰好占据了原来冰熔化前在水中的体积.所以,冰在水中熔化后液面不变
(2)冰在盐水中:
冰熔化前处于漂浮,如图5(b),则
F盐浮=G冰
盐水/排盐
V排盐=①
冰熔化成水后,质量不变,推导与问题
(1)相同.
V水='t②
比较①和②,因为■水=■盐水
/.V水=V排排
也就是冰熔化后占据的体积要大于原来冰熔化前在盐水中的体
所以,冰在盐水中熔化后液面上升了。
答案
(1)冰在水中熔化后液面不变.
(2)冰在盐水中熔化后液面上升。
思考冰放在密度小于冰的液体中,静止后处于什么状态,熔化后,液面又如何变化
12、精析从受力分析入手,并且知道冰熔化,质量不变,体积减小,造成液面下降
已知:
S=50cm2,hi=4.6cm,h?
=0.44cm
求:
石
解V冰+V石=Shi=50cm2x4.6cm=230cmf冰熔化后,水面下降h?
.
V'=h?
S=0.44cmx50cm=22cmi
m冰=m水
0.9
9
To
V'=V冰一V水=V冰一ilV冰=iV冰
0.1V冰=22cm?
V石=230cm—220cm?
=10cm
冰、石悬浮于水中:
F浮=G冰+G石
(V冰+V石)
Pj^.(斥+卩石)-P琨P堤石=\
lg/cm5x230cm3-09g/cm3x220cmJ
=_[丁门
=3.2g/'!
答案石块密度为3.2g/--
13、
(1)0.49
(2)0.05kg(3)0.67g/cm3
14、
(1)0.75N
(2)7.5x10-5m(3)2.2x103kg/m3
15、
(1)由空心铜球悬浮在水中可知V排=V球=17.8cm3
根据阿基米德原理得:
F浮=液gV排=1.0x103x10X17.8x10一6=0.178N
由悬浮条件可知空心铜球的重力G=F浮=0.178N
(2)山=和G=mg可知
空心铜球的实心部分体积v实===2x10一6m=2cm
空心铜球中空心部分的体积V空=V—V实=15.8cm3
16、1.96N、2.5x103Kg/m3、5.88N
17、(〔)’’_「;八心(1分)_门”门二(1分)_•:
-''■-':
1111
(2)*,八■■-■■(1分)一一一;’."I一一二:
-U.1'(n)(1分)
『二‘■4(1分)
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18、
(1)Pn=PMg^=1.0xl01jtg/ffi3xl0Ar/jtgxLW=1.5x10*AT
(2)込.亠l).[
即:
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19、
(2)
(1)/「-II--Iyir:
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9x107
心二石=±=莎=10x1.0x10^09x10kgim
F=宙梓=1OxlO^^/m^9xl.0xl0^y«Jxl0^/jtg=9x10^1/
(3)
O.49N
=Gu-F=1.47N-O.98N=0.49N<2)由F浮=阳昨挥得
#%=°・4皆=;gxiqJL
律吨l.OxlO^g/m^xP.SN/kg°1
、:
右块金部親入水中二va=Vff-5x10^m3
⑶k*冷石'
1.47N—皿1心
9.8N/kg)<5x10-4mJ_a
21、
(1)F浮=6排=卩水gV排=1.0X103kg/m3x10N/kgX200X10-6m=2N
(2)烧杯和水的重力、物体A对水向下的作用力(或物体A受到的浮力)
注:
:
回答“烧杯和水的重力”1分
回答“物体A对水向下的作用力(或物体A受到的浮力)”
22、分析:
A、B分开之前漂浮在水面上,则有,将A取下投入水中静止后,物体B仍漂浮在水面上,则有E-P朮%,而A沉入容器底部受三个力作用,即重力、支持力、浮力。
则有G严P風,以上三个方程相减得:
可求岀N。
解:
原情况A、B叠放在一起时,漂浮在水面上,则有:
E+4讥gK①
A、B分开后B仍漂浮,A沉入水底,则有:
、「匚『乜②
心八备「③
①—②—③得:
M讥则叫呵,也+M
...二▼■;:
:
厂[''II-厂二丁
23、⑴6N;⑵0.6X103kg/m3;⑶600Pa.
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