第10章：浮力计算典型题选编（北京地区专用）2021-2022学年下学期人教版八年级物理期中复习

这是一份第10章：浮力计算典型题选编（北京地区专用）2021-2022学年下学期人教版八年级物理期中复习，共16页。试卷主要包含了计算题等内容，欢迎下载使用。

一、计算题
1．（2021·北京一七一中八年级期中）如图，将一盛有水的薄壁容器放在水平桌面上容器的底面积S=3×10-3m2，容器的质量忽略不计，容器中水的重力G水=4.2N，水面距容器底的距离h=10cm。现将一金属球用细线吊着浸没在水中，静止时容器中的水未溢出，金属球未碰触容器底和容器壁，如图所示。已知金属球的重力G球=0.7N，体积V=2×10-5m3，g=10N/kg，水的密度ρ水=1.0×103kg/m3。
求：（1）金属球未浸入时，水对容器底的压强；
（2）金属球未浸入时，容器对桌面的压强；
（3）金属球浸没在水中时，受到的浮力；
（4）金属球浸没在水中静止时受力示意图；
（5）金属球浸没在水中静止时，受到细线的拉力。

2．（2021·北京·景山学校八年级期中）底面积为400cm2的圆柱形水槽内盛有适量的水。现将质量为1kg、横截面积为100cm2的圆柱形物体A，用细线悬挂后让其浸入水中，当物体A露出其总体积的时，细线对物体A的拉力为F1，如图甲所示；向圆柱形水槽内加水，水始终未溢出，当物体A完全浸没在水中时，细线对物体A的拉力为F2，如图乙所示。已知：F1：F2=2：1，g取10N/kg，求：
（1）物体A的体积；
（2）物体A的密度；
3．（2021·北京·北大附中八年级期中）如图所示，盛有水的杯子静止在水平桌面上，杯子底面积为20cm2，把质量为0.02kg木块放入杯中，用细线将木块系住并浸没在水中，此时水深10cm。（g取10N/kg，ρ木=0.5×103kg/m3）求:
（1）水对杯底的压强；
（2）水对杯底的压力；
（3）细线对木块的拉力。
4．（2021·北京师范大学亚太实验学校八年级期中）将物块竖直挂在弹簧测力计下，在空气中静止时弹簧测力计的示数F1=3N。将物块的一部分浸在水中， 静止时弹簧测力计的示数F2=2N，如图所示。求∶
（1）物块受到的浮力；
（2）物块浸在水中的体积。
5．（2021·北京市陈经纶中学分校八年级期中）如图所示，重为78N的实心合金球被轻细线钻挂于弹簧测力计下端，并浸没在水中处于静止状态，此时弹簧测力计的示数为48N。己知图中盛水容器的底面积为0.05m2。求：（己知水的密度ρ水=1×103kg/m3， g取10N/kg）
（1）该合金球所受浮力的大小？
（2）该合金球的密度是多大？
（3）与球未放入水中时相比，合金球浸没后水对容器底部的压强增大多少？
6．（2021·北京·北大附中八年级期中）2017年4月26日，由我国首次自行研制的001A型航母（如图）在大连出坞下水，这是我国继“辽宁舰”之后的第二艘航空母舰，也是由中国自主设计建造的第一艘航空母舰，已知此艘航母的总质量为6.5×104吨，g=10N/kg，ρ水=l.0×103kg/m3，当航母漂浮在水面上时，求：
（1）航母受到的浮力；
（2）航母排开水的体积。
7．（2021·北京·人大附中八年级期末）水平桌面上有一个溢水杯，溢水杯中装满水，如图所示，杯中水深10cm，杯子的底面积为50cm2。将小球A放入溢水杯中静止时，溢水杯溢出水的体积为100cm3，弹簧测力计示数为3N。已知水的密度，g取10N/kg。求：
（1）水对杯底的压强p；
（2）水对杯底的压力F；
（3）小球A在溢水杯中受到的浮力；
（4）小球A的重力。
8．（2021·北京东城·八年级期末）空载轮船（包括机器设备和工作人员）质量为，轮船的满载排水量为，求：
（1）停泊在港口码头的空载轮船，受到水的浮力；
（2）该轮船最多能装载多少千克货物？
9．（2021·北京海淀·八年级期末）如图所示，将一个长、宽、高分别为，，的长方体实心铁块，直立放在溢水杯底（铁块与杯底不密合）。向溢水杯内缓慢注水，当溢水杯中的水面与溢水口相平时水深。已知水的密度，取，求：
（1）水对溢水杯底产生的压强大小；
（2）铁块所受的浮力大小；
（3）若仅将铁块换为形状完全相同、质量为的木块，请通过计算说明木块在水中能否保持立在杯底。
10．（2021·北京西城·八年级期末）图是甲、乙两种物质的质量与体积关系的图像。若分别用甲、乙两种物质制成质量均为100g的实心物块，将甲、乙两物块叠放，用一根轻质细绳把它们牢固的系在一起后，放入大容器的足量水中。g取10N/kg。
（1）请通过计算判断：系在一起的甲、乙物块在水中静止时的状态；
（2）求：系在一起的甲、乙物块在水中静止时，排开水的总体积V排总。
11．（2021·北京朝阳·八年级期末）如图所示，圆柱形容器中盛有适量的水，质量m为1.2kg，体积V为110-3m3的金属球被细绳系住，细绳另一端用手提住，使金属球浸没在水中静止，已知1103kg/m3，g取10N/kg。求：
（1）对图中金属球进行受力分析；
（2）图中金属球受到的浮力；
（3）图中细绳对金属球的拉力。
12．（2021·北京市十一学校八年级期末）如图所示，把一个盛有水的薄壁容器静置在水平桌面上，容器重为0.7N，底面积为6×10-3m2，容器中水重为5.0N，水面距容器底的距离为0.09m。现将物体A放入水中，静止时容器中的水未溢出，已知物体A的质量为0.03kg，体积为5×10-5m3，水的密度为1.0×103kg/m3，取g为10N/kg。求：
（1）物体A未放入水中时，水对容器底的压强；
（2）物体A在水中静止时，容器对桌面的压强；
（3）物体A在水中静止时，它受到的浮力大小。
13．（2021·北京通州·八年级期末）木球被固定在水池底部的细线系住，未能浮出水面，如图所示。已知：木球的体积为3×10-3m3、密度为0.6×103kg/m3，g取10N/kg。求：
(1)木球受到的重力G木；
(2)木球受到的浮力F浮；
(3)细线对木球的拉力F拉。（画出木球的受力分析图）
14．（2021··八年级期末）学游泳时佩戴游泳圈是防止溺水的有效方法。图所示，质量为30 kg小朋友佩戴着1kg游泳圈在学游泳。当她在水面上静止时，g取10 N/kg。
求：(1)小朋友和游泳圈受到的浮力；
(2)小朋友和游泳圈排开水的体积。
‍
15．（2021·北京门头沟·八年级期末）一体积为160cm³的木块漂浮在水面上露出水面的体积为总体积的，求：
(1)木块受到的浮力，
(2)木块的密度。
参考答案：
1．（1）1000Pa；（2）1400Pa；（3）0.2N；（4） （5）0.5N
【解析】
解：（1）金属球未浸入时，水对容器底的压强为
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
（2）容器的质量忽略不计，金属球未浸入时，容器对桌面的压力为
F=G水=4.2N
容器对桌面的压强为
=1400Pa
（3）金属球浸没在水中时排开水的体积为
V排=V=2×10-5m3
金属球浸没在水中时受到的浮力为
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-5m3=0.2N
（4）浸没水中后的金属球受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力和沿绳子向上的拉力作用，且重力等于浮力与拉力之和，从金属球的重心（球心）开始，分别沿各力的方向画一条有向线段，并分别用G、F浮和F拉表示，如图所示：
（5）金属球浸没在水中静止时受到竖直向上的浮力和绳子拉力、竖直向下自身的重力作用处于平衡状态，由金属球受到的合力为零可得
F拉+F浮=G
则受到细线的拉力为
F拉=G-F浮=0.7N-0.2N=0.5N
答：（1）金属球未浸入时，水对容器底的压强是1000Pa；
（2）金属球未浸入时，容器对桌面的压强是1400Pa；
（3）金属球浸没在水中时，受到的浮力是0.2N；
（4）如上图所示；
（5）金属球浸没在水中静止时，受到细线的拉力是0.5N。
2．（1）；（2）
【解析】
解：（1）已知
F1：F2=2：1
则有

带入数据解得。
（2）物体A的密度
答：（1）物体A的体积是；
（2）物体A的密度是。
3．（1）1×103Pa；（2）2N；（3）0.2N
【解析】
解:（1）水对杯底的压强
（2）水对杯底的压力
（3）设木块浸没水中排开水的体积为V排，浸没时V排=V木，则排开水的体积为
木块受到的浮力为
木块的重力为
细线对木块的拉力为
答：（1）水对杯底的压强为1×103Pa；
（2）水对杯底的压力为2N；
（3）细线对木块的拉力为0.2N。
4．（1）1N；（2）
【解析】
解：（1）在空气中静止时弹簧测力计的示数F1=3N，即物块的重力为3N，物块的一部分浸在水中， 静止时弹簧测力计的示数F2=2N，则物块受到的浮力
（2）物块浸在水中的体积
答：（1）物块受到的浮力是1N；
（2）物块浸在水中的体积是。
5．（1）30N；（2）2.6×103kg/m3；（3）600Pa
【解析】
解：（1）根据称重法测浮力可知，该合金球所受浮力为
F浮=G-F示=78N-48N=30N
（2）因合金球浸没在水中，则其体积为
V=V排=3×10-3m3
合金球的质量为
m=
则该合金球的密度是
ρ=2.6×103kg/m3
（3）金属球浸没水中后，水面上升的高度为
Δh=0.06m
则合金球浸没后水对容器底部的压强增大量为
Δp=ρ水gΔh=1×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa
答：（1）该合金球所受浮力为30N；
（2）该合金球的密度是2.6×103kg/m3；
（3）与球未放入水中时相比，合金球浸没后水对容器底部的压强增大了600Pa。
6．（1）6.5×108N；（2）6.5×104m3
【解析】
解：（1）航母的重力为
因为航母漂浮在水面上，所受浮力等于自身重力，所以，航母受到的浮力
（2）由可得此时航母排开水的体积
答：（1）航母受到的浮力6.5×108N；
（2 ）航母排开水的体积6.5×104m3。
7．（1）1000Pa；（2）5N；（3）1N；（4）4N
【解析】
（1）水对杯底的压强
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
（2）由 知道，水对杯底的压力
F=pS=1000Pa×50×10-4m2=5N
（3）小球排开水的体积
V排=V溢=10-4m3
小球受到的浮力为
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×10-4 m3=1N
（4）因为小球静止，由平衡条件知道，小球受到竖直向上的拉力加上浮力等于小球的重力，故小球的重力
GA=F浮+F拉=1N+3N=4N
答：（1）水对杯底的压强为1000Pa；
（2）水对杯底的压力为5N；
（3）小球A在溢水杯中受到的浮力为1N；
（4）小球A的重力为4N。
8．（1）；（2）
【解析】
解：（1）空载轮船漂浮在水面静止受浮力
（2）设轮船满载时受到的浮力为F。则
船满载静止在水面。受平衡力，即
货物的重力
货物质量
答：（1）停泊在港口码头的空载轮船，受到水的浮力是；
（2）该轮船最多能装载多少千克货物是。
9．（1）103Pa；（2）0.6N；（3）不能
【解析】
解：（1）水对溢水杯底产生的压强
（2）铁块浸没体积
V=0.03m×0.02m×0.1m=6×10-5m3
铁块所受的浮力
（3）假设保持直立，则木块收到浮力也是0.6N，木块重力为
G=mg=0.045kg×10N/kg=0.45N＜0.6N
所以不能立在杯底。
答：（1）水对溢水杯底产生的压强103Pa；
（2）铁块所受的浮力0.6N；
（3）不能保持立在杯底。
10．（1）上浮直至漂浮； （2）0.0002m3
【解析】
（1）由图像知道，ρ甲=2g/cm3，ρ乙=0.5g/cm3，由知道，物块甲乙的体积分别是
若系在一起的甲乙物块完全浸没在水中，则受到的浮力
F浮1=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10N/kg×250×10-6m3=2.5N
甲乙的总重力
G总=m总g=0.2kg×10N/kg=2N
由于F浮1＞G总所以系在一起的甲乙物块将上浮直至漂浮。
（2）因为系在一起的甲乙物块静止时漂浮 所以
F浮2=G总=2N
由F浮2=ρ水gV排总知道，排开水的总体积
答：（1）系在一起的甲、乙物块在水中静止时的状态是漂浮；
（2）系在一起的甲、乙物块在水中静止时，排开水的总体积是0.0002m3。
11．（1）；（2）10N；（3）2N
【解析】
解：（1）对金属球受力分析，受到重力、浮力和绳子的拉力，如图所示：
（2）金属球受到的浮力
（3）金属球的重力
细绳对金属球的拉力
答：（1）如上图所示；
（2）图中金属球受到的浮力是10N；
（3）图中细绳对金属球的拉力是2N。
12．（1）900Pa；（2）1000Pa；（3）0.3N
【解析】
（1）水对容器底的压强
（2）物体A受到的重力
容器对桌面的压强
p桌=
（3）物体A的密度
由于A的密度小于水的密度，A放在水中静止时，处于漂浮状态，故A受到的浮力为
答：（1）物体A未放入水中时，水对容器底的压强为900Pa；
（2）物体A在水中静止时，容器对桌面的压强1000Pa；
（3）物体A在水中静止时，它受到的浮力为0.3N。
13．(1)；(2)；(3)12N
【解析】
(1)木球的质量
m木=木V木=0.6kg/m33m3=1.8kg
木球受到的重力
G木=m木g=1.8kg10N/kg=18N
(2) 木球受到的浮力
F浮=水gV排=水gV木=1.0kg/m310N/kg3m3=30N
(3)木球的受力分析如图所示
因木球静止，据图有：
F浮=F拉+G木
故
F拉=F浮－G木＝30N－18N＝12N
答：(1) 木球受到的重力G木是18N；
(2) 木球受到的浮力为30N；
(3) 细线对木球的拉力F拉为12N。
14．(1)310N；(2)31000cm3
【解析】
解：(1)人和物的总质量为
总重力为
根据浮沉条件可知，小朋友和游泳圈受到的浮力为
(2)根据浮力公式可知，小朋友和游泳圈排开水的体积
答：(1)小朋友和游泳圈受到的浮力为310N；
(2)小朋友和游泳圈排开水的体积31000cm3。
15．(1)1.2N；(2)0.75×103kg/m3
【解析】
解：(1)木块排开水的体积为
V排=(1-)V=V==120×10-6m3
则木块受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×120×10-6m3=1.2N
(2)由于木块漂浮，则木块重力等于浮力，为
G=F浮=1.2N
则木块受到的质量为
m=0.12kg
木块的密度为
ρ==0.75×103kg/m3
答：(1)木块受到的浮力为1.2N；
(2)木块的密度为0.75×103kg/m3。