高频考点05 浮力综合计算-2020年中考物理三轮冲刺之高频考题分类解析与提升训练

中考物理高频考点考前冲刺训练05

浮力综合计算

【考法综述】

1.运用浮力的基本计算公式进行计算；

2.求物体或者液体的密度；

3.与液体压强的计算进行综合；

4.运用“F浮=G物”及其展开公式、变形公式进行计算；

5.与图像分析相结合。

【解法探讨】

例1.(2019乐山) 如图甲所示，一个质量为270g的铝块悬挂在弹簧测力计的挂钩上，铝块的下表面刚好接触某未知液体的液面。将铝块缓慢浸入液体，弹簧测力计的示数随浸入深度的变化如图乙所示。则铝块浸没时所受的浮力为________N，液体的密度为________kg/m3（g=10N/kg，）。

【答案】(1)1.2    (2)1.2×103

【简析】铝块的重力G=mg=0.27kg×10N/kg=2.7N；由乙图可知：铝块浸没在液体中弹簧测力计的示数是：F示=1.5N，所以浸没时所受的浮力是：F浮=G-F示=2.7N-1.5N=1.2N。

因为物体浸没在液体中，所以V排= V铝= = =1×10-4m3。由F浮=ρ液gV排得：ρ液= = 1.2×103 kg/m3

例2.（2019自贡）如图所示，在容器底部固定乙轻质弹簧，弹簧上端连有一边长为0.1m的正方体物块A，当容器中水的深度为20cm时，物块A的体积露出水面，此时弹簧恰好处于自然伸长状态（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）．求：（1）物块A受到的浮力；（2）物块A的密度；（3）往容器缓慢加水，至物块A刚好浸没水中，立即停止加水，弹簧伸长了3cm，此时弹簧对木块A的作用力F。

【答案】（1）4N    （2）0.4×103kg/m3     （3）6N

【简析】（1）物块A体积为VA＝（0.1m）3＝0.001m3；V排＝V﹣V露＝V— = = = 4×10﹣4m3。A受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣4m3＝4N。    

（2）此时弹簧恰好处于自然状态，没有发生形变，所以F浮＝GA，ρ水gV排＝ρ物gVA，

ρ物＝ρ水=×1×103kg/m3＝0.4×103kg/m3。

（3）物块A刚好完全浸没水中，弹簧的弹力：F＝F浮﹣GA＝ρ水gV﹣ρ物gV＝1×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3﹣0.4×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3＝6N； 

例3.（2019遂宁）如图甲，将一重为8N的物体A放在装有适量水的杯中，物体A漂浮于水面，浸人水中的体积占总体积的4/5，此时水面到杯底的距离为20cm。如果将一小球B用体积和重力不计的细线系于A下方后，再轻轻放入该杯水中，静止时A上表面与水面刚好相平，如图乙。已知ρB=1.8×103g/m3，g=10N/kg。求：（1）在甲图中杯壁上距杯底8cm处O点受到水的压强。（2）甲图中物体A受到的浮力。（3）物体A的密度。（4）小球B的体积。
【答案】（1）1200Pa     （2）8N   （3）0.8×103kg/m3   （4）2.5×10-4m3

【简析】（1）O点的深度h=20cm-8cm=12cm=0.12m，O点受到水的压强pO=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa。
（2）甲图中A漂浮在水中，所以F浮=GA=8N。
（3）由F浮=GA得  ρ水gV排=ρAgVA；ρA= = 0.8×103kg/m3。

（4）由图乙可知：A、B整体悬浮在水中，所以F浮A+F浮B=GA+GB。即ρ水g（VA+VB）=GA+ρBgVB，
mA= ；VA= = =1×10-3m3。

即1.0×103 kg/m3×10N/kg（1×10-3m3+VB）=8N+1.8×103g/m3×10N/kgVB,解得VB=2.5×10-4m3。

【解法小结】

一、计算浮力的基本公式：

1.重力差法：F浮=G物-F示

2.浮力产生的原因：F浮=F向上-F向下

3.影响浮力大小的因素：F浮=ρ液gV排

4.阿基米德原理：F浮=G排

5.物体的浮沉条件：当物体漂浮或悬浮时有F浮=G物。

这些公式，根据已知条件灵和选用、变形。

二、计算浸没在液体中的物体的密度的计算方法

情形1.已知物体在空气中的重力和浸没在已知密度的液体中时弹簧测力计的示数F示：

（1）F浮=G物-F示

（2）V排= V物= =

（3）ρ物= =

情形2.已知物体漂浮在已知密度的液体中，有几分之几浸在液体中：

（1）          因为物体漂浮在液体中，所以有F浮=G物

（2）          由由F浮=GA得  ρ液gV排=ρ物gV物；ρ物= =

三、比例计算：

当某物体漂浮在某液面上时有

四、A物体漂浮在某液面，B物体与之一起之后悬浮于该液体中时有：

F浮=G物；ρ液gV排=ρ物gV物；ρ液g（VA+VB）=GA+GB

五、密度小于某液体的物体，用细线系与容器底时，有：G物+F拉=F浮

灵和运用上述关系式及其变形公式，可以解决很多看似复杂的浮力计算题。

【提升训练】

1.（2019自贡）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F1为5N，下表面受到液体的压力F2为13N．下列说法错误的是（　　）

A．正方体受到的浮力为8N 

B．液体的密度为0.8×103kg/m3 

C．正方体上表面到液面的距离h＝5cm 

D．液体对物体下表面的压强为1.3×103Pa

【答案】C

2.（2019南充）弹簧测力计下悬挂一物体，当物体的体积浸入水中时，弹簧测力计示数为5N，当物体的体积浸入水中时，弹簧测力计示数为3N，现将物体从弹簧测力计上取下放入水中，则该物体静止时所受浮力是___________N，该物体的密度为___________kg/m3。

（ρ水=1×103kg/m3，g=10N/kg）

【答案】 (1)9    (2)0.75×103

3.（2019广元） 一只弹簧测力计和一根细绳，要求测量小石块的密度，小强将小石块挂在弹簧测力计下端，示数如图甲示数，再将小石块浸没在水中，示数如图乙示数，则小石块浸没中水中时受到的浮力为        N，小石块的密度为       g/cm3（已知水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg）．

【答案】2     2.4
4.（2018安顺）如图所示，已知重为10N的长方体木块静止在水面上，浸入在水中的体积占木块总体积的（g取10N/kg）。

（1）求木块所受到的浮力大小；

（2）若木块下表面所处的深度为0.2米，求木块下表面受到水的压强；

（3）若要将木块全部浸没水中，求至少需要施加多大的压力。

【答案】（1）10N   （2）2000Pa   （3）2.5N

5.（2018深圳）在物理实验操作考核中，水平桌面上放置底面积为100cm2的圆柱形容器（不计容器壁厚度），内有12cm的水（如图甲），某考生用弹簧测力计悬挂一金属圆柱体，从液面开始缓慢浸入水中，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，系圆柱体的细线恰好松开，圆柱体沉入容器底部（水未溢出）。如图内所示（g取10N/kg）求：（1）圆柱体浸没在水中时所受到的浮力；（2）圆柱体的体积；

（3）圆柱体沉入底部时，水对容器底部的压强。

【答案】（1）1N      （2）100cm3      （3）1.3×103Pa

6.（2018贵港）如图所示，正方形物块边长为10cm，漂浮于足够高的底面积为S0的盛有足量水的圆柱形容器中，有体积露出水面。g取10N/kg。求：

（1）该物块受到浮力；  （2）该物块的密度；

（3）若未投入物块时，水对容器底部的压力为F0．试求出物块漂浮时，水对容器底部的压力F1并求出物块浸没时水对容器底部的压强；

（4）从未投入物块到漂浮，从漂浮到浸没的三个状态中，水对容器底部第二次增加的压力为物块浸没时水对容器底部的压力的n分之一，求n为多少？

【答案】（1）8N   （2）0.8×103kg/m3    （3）F0+8N          （4）n＞5。