八年级全物理课件专训2　浮力的计算_沪科版

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1. 浮力常见的计算公式：(1)压力差法：F浮＝F2－F1。(2)称重法：F浮＝G－F。(3)阿基米德原理：F浮＝G排、F浮＝ρ液gV排。2. 复杂的浮力计算题，都需要利用阿基米德原理和 平衡力的知识进行解题。
【中考·常州改编】湖南师范大学学生发明了一辆水上自行车，车下固定5个充满气的气囊，每个气囊的体积均为3.0×10－2m3，已知该水上自行车的总质量为25 kg，不计车轮浸入水中的体积，g取10 N/kg。则：(1)当自行车停放在水面上没人骑行时，气囊排开水的总体积为多少？(2)当质量为75 kg的人骑行时，固定在正中间的1个气囊破裂，该自行车是否还能安全骑行？请通过计算说明。
解：(1)自行车停放在水面上没人骑行时，气囊排开水的总体积V排1 ＝F浮1/(ρ水g)＝m车g/(ρ水g)＝25×10 N/(1.0×103kg/m3×10 N/kg)＝2.5×10－2m3。(2)当质量为75 kg的人骑行时，气囊需排开水的总体积V排2＝ F浮2/(ρ水g)＝G总/(ρ水g)＝(25＋75)×10 N/(1.0×103kg/m3×10 N/kg)＝0.1 m3。1个气囊破裂后，其他几个气囊可排开水的最大总体积V气囊总＝(5－1)×3.0×10－2m3＝0.12 m3，V排2【中考·乐山】如图甲所示，圆柱形容器中盛有适量的水，其内底面积为100 cm2。弹簧测力计的下端挂着一个正方体花岗岩，将花岗岩从容器底部开始缓慢向上提起的过程中，弹簧测力计的示数F与花岗岩下底距容器底部的距离h的关系如图乙所示。(g＝10 N/kg)求：
解：(1)由图知，花岗岩所受水的浮力大小F浮＝G－F ＝5.6 N－3.6 N＝2 N；(2)花岗岩的密度ρ＝ ＝2.8×103 kg/m3。
(1)在花岗岩未露出水面前所受水的浮力大小；(2)花岗岩的密度。
【中考·黔东南】如图是某车站厕所的自动冲水装置，圆柱体浮筒A的底面积为400 cm2，高为0.2 m，盖片B的面积为60 cm2(盖片B的质量、厚度不计)。连接AB的是长为0.4 m、体积和质量都不计的硬杆。当流进水箱的水刚好浸没浮筒A时，盖片B被拉开，水通过排水管流出冲洗厕所(已知 水的密度为1.0×103 kg/m3，g＝ 10 N/kg)。请解答下列问题：
(1)当水箱的水刚好浸没浮筒A时，水对盖片B的压力是多少？(2)浮筒A的重力是多少？(3)水箱中水多深时盖片B又自动关上？
解：(1)当水箱的水刚好浸没浮筒A时，水的深度 h＝0.4 m＋0.2 m＝0.6 m。水对盖片B的压强 p＝ρ水gh＝1×103 kg/m3×10 N/kg×0.6 m＝6 000 Pa。此时水对盖片B的压力 F＝pS＝6 000 Pa×60×10－4 m2＝36 N。
(2)杆对浮筒的拉力等于水对盖片B的压力，即F拉＝36 N。此时浮筒受到的浮力F浮 ＝ρ水gV排＝1×103 kg/m3×10 N/kg×400×10－4 m2×0.2 m ＝80 N。浮筒受到的浮力等于浮筒重加上杆对浮筒的拉力，即F浮＝GA＋F拉，则浮筒A的重力GA ＝F浮－ F拉＝80 N－36 N＝44 N。(3)设圆柱体浮筒A浸在水中的深度为h1时，F拉′＝0，盖片B又自动关上，则F浮′＝GA，即ρ水V排′g＝GA, 1×103 kg/m3×400×10－4 m2×h1×10 N/kg＝44 N，解得h1＝0.11 m，则水箱中水的深度h2＝0.11 m＋0.4 m＝0.51 m。
【中考·乌鲁木齐】如图所示，将含有一空心铝球的冰块投入平底水槽中，冰块内空心铝球的体积V铝＝10 cm3，当冰块(含空心铝球)悬浮时，排开水的体积V排＝45 cm3。冰全部熔化后，浸没在水中的空心铝球沉入水底，已知冰的密度ρ冰＝0.9×103 kg/m3，g取10 N/kg，求：(1)冰块(含空心铝球)在水中悬浮时的重力；(2)空心铝球最终对水槽底部的压力大小。
解：(1)冰块(含空心铝球)完全浸没时受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×45×10－6 m3＝0.45 N。由于冰块(含空心铝球)悬浮，则冰块(含空心铝球)重力G＝F浮＝0.45 N。(2)冰的体积V＝V排－V铝＝45 cm3－10 cm3＝35 cm3＝35×10－6 m3，冰的重力G冰＝mg＝ρ冰gV＝0.9×103 kg/m3×10 N/kg×35×10－6 m3＝0.315 N，