甘肅省中考物理 微專題三 浮力的有關(guān)計(jì)算.doc

微專題三浮力的有關(guān)計(jì)算一、浮力與重力壓強(qiáng)的有關(guān)計(jì)算【例1】(2015，衡陽)如圖所示，將質(zhì)量為2kg的正方形物塊，放入盛有水的水槽內(nèi)，待物塊靜止時(shí)，其下表面距水面6cm，求：(1)物塊受到水的浮力大小(2)水對(duì)物體下表面的壓強(qiáng)大小【解析】已知物塊漂浮，則可根據(jù)物體的沉浮條件知道木塊受到的浮力；已知，金屬塊下表面距離水面的距離h，用公式pgh可以求出此處受到的壓強(qiáng)【答案】(1)因?yàn)槲飰K漂浮，所以物塊受到的浮力等于物塊的重力：g物m物g2kg9.8n/kg19.6n，由物體的浮沉條件可知：f浮g物19.6n；(2)物體下表面受到水的壓強(qiáng)：pgh1.0103kg/m39.8n/kg0.06m588pa.【對(duì)應(yīng)練習(xí)】1(2015，烏魯木齊)如圖，將含有一空心鋁球的冰塊投入平底水槽中，冰塊內(nèi)空心鋁球的體積v鋁10cm3，當(dāng)冰塊(含空心鋁球)懸浮時(shí)，排開水的體積v排45cm3.冰全部熔化后，浸沒在水中的空心鋁球沉入水底，已知冰的密度冰0.9103kg/m3，求：(1)冰塊(含空心鋁球)在水中懸浮時(shí)的重力；(2)空心鋁球最終對(duì)水槽底部的壓力大小解：(1)冰塊(含空心鋁球)完全浸沒時(shí)受到的浮力f浮水gv排1.0103kg/m310n/kg45106m30.45n；由于冰塊(含空心鋁球)處于懸浮，則冰塊(含空心鋁球)重力gf浮0.45n；(2)冰的體積vv排v鋁45cm310cm335cm335106m3，由和gmg得冰的重力gmg冰vg0.9103kg/m310n/kg35106m30.315n；空心鋁球的重力g球gg冰0.45n0.315n0.135n；由于空心鋁球沉在底部，則受到的浮力：f浮水gv排水gv鋁1.0103kg/m310n/kg10106m30.1n；對(duì)水槽底部的壓力fg球f浮0.135n0.1n0.035n.2(2015，沈陽)小明在做有關(guān)浮力的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得裝滿水的溢水杯重力為4.8n，空小桶重力為0.2n，把它們放在水平桌面上，如圖甲所示再將一個(gè)質(zhì)量為400g的小球輕輕放入溢水杯中，小球沉到杯底，溢出的水全部流入小桶，如圖乙所示將裝有溢出水的小桶掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，靜止時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)敷如圖丙所示取g10n/kg，水1.0103 kg/m3.求：(1)若溢水杯與桌面的接觸面積為50cm2，放入小球前，裝滿水的溢水杯對(duì)桌面的壓強(qiáng)(2)小球浸沒在水中時(shí)所受的浮力(3)小球的密度解：(1)溢水杯對(duì)桌面的壓強(qiáng)：p960pa；(2)由圖丙可知：g總0.7n，小球浸沒在水中時(shí)所受的浮力：f浮g排g總g桶0.7n0.2n0.5n；(3)由f浮g排水gv排得v排5105m3，因?yàn)樾∏蛟谒薪]，所以v球v排5105m3，小球的密度：球8103kg/m33(2015，杭州)有一足夠大的水池，在其水平池底豎直放置一段圓木圓木可近似看作一個(gè)圓柱體，底面積0.8m2，高5m，密度0.7103kg/m3.(g10n/kg)(1)未向水池內(nèi)注水時(shí)，圓木對(duì)池底的壓力和壓強(qiáng)分別為多大？(2)向水池內(nèi)緩慢注水，在水位到達(dá)1m時(shí)圓木受到水的浮力和圓木對(duì)池底的壓力分別為多大？(3)當(dāng)向水池內(nèi)注水深度達(dá)到4m時(shí)，圓木受到的浮力又為多大？解：(1)圓木的體積v0.8m25m4m3，由mv得圓木的質(zhì)量m木v0.7103kg/m34m32.8103kg，圓木重力gmg2.8103kg10n/kg2.8104n，未向水池內(nèi)注水時(shí)，圓木對(duì)池底的壓力fg2.8104n，圓木對(duì)池底的壓強(qiáng)：p3.5104pa；(2)水位達(dá)到1m時(shí)，v排10.8m21m0.8m3，圓木受到的浮力：f浮1水v排g1103kg/m30.8m310n/kg8103n，圓木對(duì)池底的壓力：f壓gf浮2.8104n8103n2104n；(3)當(dāng)圓木對(duì)池底的壓力為0時(shí)，f浮2g2.8104n，即水v排2g1103kg/m310n/kgv排22.8104n，解得v排22.8m3，則h23.5m，當(dāng)水位達(dá)到4m時(shí)，圓木靜止時(shí)漂浮在水面上，圓木受到的浮力：f浮3g2.8104n.二、浮力與密度的有關(guān)計(jì)算【例2】(2015，欽州)如圖甲所示，用吊車將棱長(zhǎng)為1m的正方體花崗巖石從距水面1m高的a處沿豎直方向勻速放入水中在整個(gè)過程中，鋼纜拉力大小與下落高度的關(guān)系如圖乙所示求：(1)花崗巖石浸沒在水中時(shí)受到的浮力；(2)花崗巖石下落到圖甲b處(h02m)時(shí)下表面受到水的壓強(qiáng)；(3)花崗巖石的密度【解析】已知正方體棱長(zhǎng)為1m，可求得其體積，花崗巖石浸沒在水中時(shí)v排v物，根據(jù)f浮gv排可求得花崗巖石浸沒在水中時(shí)受到的浮力；花崗巖石下落到圖甲b處(h02m)時(shí)，下表面距離水的深度為2m1m3m，再利用gh可求得下表面受到水的壓強(qiáng)；由圖可知，花崗巖石的重力g2.8104n，然后可求得其質(zhì)量，再利用密度公式求得花崗石的密度【答案】(1)v排v物1m3，f浮gv排1.0103kg/m310n/kg1m31.0104n；(2)花崗巖石下落到圖甲b處(h02m)時(shí)，下表面距離水的深度h2m1m3m，下表面受到水的壓強(qiáng)pgh1.0103kg/m310n/kg3m3104pa；(3)由圖可知，花崗巖石的重力gf2.8104n，花崗巖石的質(zhì)量m2.8103kg，花崗巖石的密度2.8103kg/m3.【對(duì)應(yīng)練習(xí)】4(2015，昆明)將一邊長(zhǎng)是0.1m的實(shí)心正方體，緩慢放入盛滿水的燒杯內(nèi)，待它靜止時(shí)，從杯中溢出0.6kg的水(g取10n/kg，水1.0103kg/m3)(1)求正方體受到的浮力；(2)求正方體排開水的體積；(3)判斷正方體在水中靜止時(shí)處于漂浮、懸浮、還是沉底，并寫出判斷依據(jù)；(4)求正方體的密度解：(1)根據(jù)阿基米德原理可知，正方體受到的浮力：f浮g排m排g0.6kg10n/kg6n；(2)由得，正方體排開水的體積：v排水6104m3；(3)正方體的體積v(0.1m)31103m3v排水，所以，正方體在水中靜止時(shí)處于漂浮狀態(tài)；(4)因?yàn)檎襟w在水中靜止時(shí)漂浮，所以gf浮6n，正方體的質(zhì)量為m0.6kg，正方體的密度0.6103kg/m3.5(2015，南充)如圖所示，用細(xì)繩系住體積為3104m3的物體a，使它豎直下垂且全部浸入水中靜止，此時(shí)繩子的拉力是1.5n，容器和水的總質(zhì)量是0.7kg，容器與水平桌面的接觸面積是100cm2.(水1.0103kg/m3，g10n/kg)求：(1)物體a受到的浮力；(2)物體a的密度；(3)容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)解：(1)物體所受的浮力：f浮水gv排1.0103kg/m310n/kg3104m33n；(2)由于物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，受力平衡，則gaf浮f拉3n1.5n4.5n，質(zhì)量為ma0.45kg；則物體的密度a0.45kg/(3104m3)1.5103kg/m3；(3)容器內(nèi)水和容器的重力：gmg0.7kg10n/kg7n，以容器、水以及物體作為整體研究，受力平衡，桌面受到的壓力大小為：fgf浮7n3n10n，所以容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)p1000pa.6(2015，懷化)如圖甲所示，水平桌面上放置底面積為100cm2、質(zhì)量為500g的圓筒，筒內(nèi)裝有20cm深的某液體彈簧測(cè)力計(jì)下懸掛底面積60cm2、高為10cm的圓柱體，從液面逐漸浸入直至完全浸沒，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)f隨圓柱體浸入液體的深度h的變化關(guān)系如圖乙所示：(可以忽略圓筒的厚度，過程中液體始終沒有從筒中溢出)g取10n/kg，求：(1)圓柱體完全浸沒時(shí)受到液體的浮力是多少？(2)筒內(nèi)液體密度是多少？(3)當(dāng)圓柱體完全浸沒時(shí)，圓筒對(duì)桌面的壓強(qiáng)是多少？解：(1)由圖象知，當(dāng)h0時(shí)，此時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于圓柱體的重力，所以g18n；當(dāng)h10cm時(shí)，測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變，說明此時(shí)浮力不變，圓柱體完全浸沒，此時(shí)f13.2n，所以f浮gf18n13.2n4.8n；(2)物體排