八年級(jí)科學(xué) 1.3 水的浮力(浮力計(jì)算)專題訓(xùn)練（含解析）

第第頁(yè)八年級(jí)科學(xué)1.3水的浮力(浮力計(jì)算)專題訓(xùn)練（含解析）1.“蛟龍?zhí)枴笔俏覈?guó)首臺(tái)自主設(shè)計(jì)、自主集成研制、世界上下潛最深的作業(yè)型深海載人潛水器“蛟龍?zhí)枴斌w積約為30m3，空載時(shí)質(zhì)量約22t，最大荷載240kg。

(1)“蛟龍?zhí)枴笨蛰d漂浮在水面時(shí)受到的浮力為多大？

(2)若“蛟龍?zhí)枴蹦炒螡M載時(shí)下沉是采用注水方式實(shí)現(xiàn)的，則至少注入多少立方米的水？(海水密度取1.0×103kg/m3，g取10N/kg)

2.如圖所示，已知重為10N的長(zhǎng)方體木塊靜止在水面上，浸入在水中的體積占木塊總體積的(g取10N/kg)。

(1)求木塊所受到的浮力大小。

(2)若木塊下表面所處的深度為0.2m，求木塊下表面受到水的壓強(qiáng)。

(3)若要將木塊全部浸沒(méi)水中，求至少需要施加多大的壓力。

3.如圖所示，柱形容器內(nèi)裝有深度大于10cm的某種液體，物體C是一個(gè)體積為1000cm3的均勻正方體，質(zhì)量為480g。在液體中靜止時(shí)，有的體積露出液面。則：

（1）圖中物體C靜止時(shí)所受的浮力為多少？

（2）液體的密度為多少？

（3）若在C上表面放置一個(gè)物體A，使C恰好完全浸沒(méi)于液體中，則物體A的質(zhì)量應(yīng)為多少？

4.在彈簧測(cè)力計(jì)下掛一圓柱體，從盛水的燒杯上方某一高度緩慢下降，圓柱體浸沒(méi)后繼續(xù)下降，直到圓柱體底面與燒杯底部接觸為止。如圖所示是圓柱體下降過(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)F隨圓柱體下降高度h變化的圖象。求：（g取值10N/kg，在此過(guò)程中水面上升高度可忽略不計(jì)）

（1）完全浸沒(méi)時(shí)，圓柱體受到的浮力？

（2）圓柱體的密度是多少？

（3）該圓柱體的底面積為多少？

5.如圖所示為“獨(dú)竹漂”的表演場(chǎng)景，表演者手持竹竿立于楠竹之上，用竹竿劃水前行。若表演者腳下楠竹的質(zhì)量為12kg，此時(shí)排開(kāi)水的體積為0.07m3。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）

（1）表演者用竹竿向后劃水，楠竹與人便向前行，這是因?yàn)椤?/p>

（2）楠竹受到的浮力為多少？

（3）表演者和手中竹竿受到的總重力為多少？

6．如圖所示，用細(xì)線系著體積為600cm3、密度為0.6g/cm3的長(zhǎng)方體木塊，靜置于水中（水的密度為1.0×103kg/m3）。求：

（1）木塊所受的F浮大小。

（2）細(xì)線對(duì)木塊的拉力F大小。

（3）若木塊上下底的面積均為100cm2，剪斷細(xì)線后，求木塊最終靜止時(shí)，其底部所受水的壓強(qiáng)大?。緣K最終靜止時(shí)上下底面與水面平行）。

7.已知雞蛋的質(zhì)量為55克，體積為50厘米3。將雞蛋放在盛有清水的玻璃杯里，雞蛋沉入杯底，如圖甲所示。逐漸將食鹽溶解在水中，直至雞蛋漂浮如圖乙所示。

（1）求圖甲狀態(tài)時(shí)，雞蛋所受的浮力。

（2）請(qǐng)?jiān)诒麍D中畫(huà)出雞蛋所受浮力大小變化的大致圖象并說(shuō)明理由。

8.將邊長(zhǎng)為0.1m均勻、實(shí)心的正方體木塊投入水中。木塊靜止時(shí)有的體積露出水面，如圖所示。（取g＝10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3）求：

（1）木塊靜止時(shí)，受到水的浮力是多少？

（2）該木塊的密度是多少？

（3）木塊靜止時(shí)，木塊底部受到水的壓強(qiáng)是多少？

9.用彈簧測(cè)力計(jì)懸掛一實(shí)心物塊，物塊下表面與水面剛好接觸，如圖甲所示。從此處勻速下放物塊，直至浸沒(méi)于水中并繼續(xù)勻速下放（物塊未與水底接觸）。物塊下放過(guò)程中，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F與物塊下表面浸入水的深度h的關(guān)系如圖乙（g取10N/kg,水的密度是1.0×103kg/m3）。求：

（1）物塊受到的重力。

（2）物塊完全浸沒(méi)在水中受到的浮力。

（3）物塊的密度。

10.有個(gè)足夠大的水池，在其水平池底以不同的方式放置一個(gè)木塊，木塊規(guī)格為1米×1米×2米，密度為0.5×103千克／米3。（g取10N/kg）

（1）如圖所示，甲、乙兩種放置方式，往水池內(nèi)加水，木塊漂浮時(shí)，木塊排開(kāi)水的體積V甲▲V乙（填“＜”“＝”或“＞”）。

（2）木塊的重力是多少牛？

（3）當(dāng)水池內(nèi)注水深度達(dá)到0.6米時(shí)，求兩種不同的放置方式木塊所受的浮力F甲和F乙。

答案及解析

1.(1)漂浮時(shí)：F浮＝G＝mg＝22×103kg×10N/kg＝2.2×105N。

(2)下沉?xí)r，完全浸沒(méi)：V排＝V船，

此時(shí)：F?。溅押V排＝1×103kg/m3×10N/kg×30m3＝3×105N，

G滿載＝m總g＝(22×103kg＋240kg)×10N/kg＝222400N＝2.224×105N，

G注水＝F?。璆滿載＝3×105N－2.224×105N＝7.76×104N，

V注水＝G注水/(ρ海水g)＝7.76×104N/(1×103kg/m3×10N/kg)＝7.76m3。

【解析】(1)漂浮時(shí)浮力等于重力：F浮＝G＝mg＝22×103kg×10N/kg＝2.2×105N。

(2)下沉?xí)r，完全浸沒(méi)：V排＝V船，

此時(shí)：F?。溅押V排＝1×103kg/m3×10N/kg×30m3＝3×105N，

G滿載＝m總g＝(22×103kg＋240kg)×10N/kg＝222400N＝2.224×105N，

G注水＝F?。璆滿載＝3×105N－2.224×105N＝7.76×104N，

V注水＝G注水/(ρ海水g)＝7.76×104N/(1×103kg/m3×10N/kg)＝7.76m3。

2.10N2000Pa2.5N

【解析】(1)因?yàn)槟緣K漂浮在水面上，所以木塊受到的浮力：F?。紾木＝10N。

(2)木塊下表面所處的深度為0.2m，則木塊下表面受到水的壓強(qiáng)：p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m＝2000Pa。

(3)根據(jù)F?。溅阉甮V排可得，排開(kāi)液體的體積：V排＝＝＝1×10－3m3；因?yàn)閂排＝V木，所以V木＝V排/＝1×10－3m3×＝1.25×10－3m3；木塊全部浸沒(méi)時(shí)受到水的浮力：F浮′＝ρ水gV木＝1×103kg/m3×10N/kg×1.25×10－3m3＝12.5N；木塊浸沒(méi)時(shí)，根據(jù)力的平衡條件有：F浮′＝G木＋F，則壓力：F＝F浮′－G木＝12.5N－10N＝2.5N。

3.解：（1）物體C受到的重力：

GC＝mCg＝0.48kg×10N/kg＝4.8N；

物體C漂浮在液面上，物體受到的浮力：

F浮＝GC＝4.8N；

（2）根據(jù)阿基米德原理可知，F(xiàn)?。溅岩篻V排，

4.8N＝ρ液×10N/kg×（1）×1000×10﹣6m3，

解得，液體密度為：ρ液＝0.8×103kg/m3；

（3）物塊C全部浸沒(méi)水中時(shí)排開(kāi)水的體積：

V排＝V＝10﹣3m3，

此時(shí)物塊受到的浮力：

F浮′＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3＝10N，

此時(shí)AC漂浮，G總＝F浮′＝10N，

物體A的重力GA＝10N﹣4.8NN＝5.2N，

mA0.52kg＝520g。

答：（1）物體C靜止時(shí)所受的浮力為是4.8N；

（2）液體的密度是0.8×103kg/m3；

（3）在C上表面放置一個(gè)物體A，使C恰好完全浸沒(méi)于液體中，則物體A的質(zhì)量應(yīng)為520g。

4.解：（1）由圖象可知，當(dāng)h＝0時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為12N，此時(shí)圓柱體處于空氣中，根據(jù)二力平衡條件可知，G＝F拉＝12N；

從h＝7cm開(kāi)始，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不變，說(shuō)明此時(shí)圓柱體已經(jīng)浸沒(méi)在水中，對(duì)圓柱體受力分析，根據(jù)平衡關(guān)系可知，F(xiàn)?。紾﹣F拉＝12N﹣4N＝8N；

（2）由阿基米德原理F?。溅岩篻V排得：

V排8×10﹣4m3，

因?yàn)槲矬w全部浸沒(méi)，

所以物體的體積等于排開(kāi)液體的體積，即V物＝V排＝8×10﹣4m3

物體的質(zhì)量：

m1.2kg，

圓柱體的密度：

ρ1.5×103kg/m3；

（3）由圖知BC段為物體慢慢浸入液體，至到浸沒(méi)的過(guò)程，BC段的距離就是物體的高度，所以h＝7cm﹣3cm＝4cm＝0.04m，

根據(jù)V＝Sh知，

該圓柱體的底面積：S0.02m2。

答：（1）完全浸沒(méi)時(shí)，圓柱體受到的浮力為8N；

（2）圓柱體的密度是1.5×103kg/m3；

（3）該圓柱體的底面積為0.02m2。

5.解：（1）當(dāng)表演者奮力向后劃動(dòng)劃桿時(shí)，劃桿對(duì)水施加了力，力的作用是相互的，水對(duì)劃桿也施加了力，使楠竹和人向前行；

（2）由阿基米德原理可知，楠竹受到的浮力為：

F浮＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.07m3＝700N；

（3）根據(jù)漂浮條件可知：G人+G竹竿+G楠竹＝F浮，

所以表演者和手中竹竿的總重為：

G人+G竹竿＝F浮﹣G楠竹＝F浮﹣m楠竹g＝700N﹣12kg×10N/kg＝580N。

故答案為：（1）物體間力的作用是相互的；

（2）楠竹受到的浮力為700；

（3）表演者和手中竹竿受到的總重力為580N。

6．（1）6N；（2）2.4N；（3）360Pa

【解析】

【詳解】

（1）由于木塊完全浸沒(méi)在水中，所以排開(kāi)水的體積為

V排=V木=600cm3=6×10-4m3

木塊所受的浮力為

F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-4m3=6N

（2）由可得木塊的質(zhì)量為

m木=ρ木V木=0.6g/cm3×600cm3=360g=0.36kg

木塊的重力為

G木=m木g=0.36kg×10N/kg=3.6N

對(duì)木塊進(jìn)行受力分析可知，木塊受到重力、浮力和拉力的作用，根據(jù)力的平衡可知

F浮=F拉+G

所以，繩子對(duì)木塊的拉力為

F拉=F浮-G=6N-3.6N=2.4N

（3）細(xì)線剪斷后，當(dāng)木塊靜止時(shí)，木塊處于漂浮狀態(tài)，則

F浮′=G=3.6N

根據(jù)F?。溅阉甮V排可得木塊排開(kāi)水的體積為

根據(jù)V＝Sh知木塊底部的深度為

木塊底部所受水的壓強(qiáng)為

p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.036m＝360Pa

答：（1）木塊所受的F浮大小為6N；

（2）細(xì)線對(duì)木塊的拉力F大小為2.4N；

（3）木塊底部所受水的壓強(qiáng)為360Pa

7.解：（1）圖甲中，雞蛋受到的浮力：F?。溅阉甮V排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣5m3＝0.5N；

（2）最初雞蛋沉入水底，受到的浮力小于重力（即F＜G）；

向水中加入食鹽并使其溶解時(shí)，鹽水的密度變大，而雞蛋排開(kāi)液體的體積不變，

由F?。溅岩篻V排可知，雞蛋所受浮力逐漸增大，當(dāng)浮力大于重力時(shí)雞蛋上浮（即F＞G）；

上浮的最終結(jié)果是漂浮，此時(shí)雞蛋的浮力和重力相等（即F＝G），

所以浮力先增大后減小、然后再不變，雞蛋所受的浮力F隨時(shí)間t變化的大致圖象如下圖所示：

。

答：（1）雞蛋所受的浮力為0.5N；（2）如上圖。

8.解：（1）木塊的體積：V＝a3＝（0.1m）3＝0.001m3，

木塊排開(kāi)水的體積：V排＝（1）V0.001m3＝7.5×10﹣4m3，

木塊受到的浮力：F?。溅阉甮V排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×7.5×10﹣4m3＝7.5N；

（2）因?yàn)槟緣K漂浮，所以木塊的重力：G＝F?。?.5N，

由G＝mg可得，木塊的質(zhì)量：m0.75kg，

木塊的密度：ρ0.75×103kg/m3；

（3）木塊底部距離水面的高度：h＝（1）×0.1m＝0.075m，

木塊底部受到水的壓強(qiáng)：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.075m＝750Pa。

答：（1）木塊靜止時(shí)，受到水的浮力是7.5N；

（2）木塊的密度是0.75×103kg/m3；

（3）木塊靜止時(shí)，木塊底部受到水的壓強(qiáng)是750Pa。

9.（1）物塊受到的重力為18N；

（2）物塊完全浸沒(méi)在水中受到的浮力為8N；

（3）物塊的密度為2.25×103kg/m3

【解析】（1）測(cè)力計(jì)可以直接測(cè)量物體的重力；

（2）根據(jù)F浮=G-F得出所受浮力的大小；

（3）根據(jù)阿基米德原理求出物體的體積；根據(jù)密度公式求出密度。

【分析】此題是探究影響浮力大小的因素實(shí)驗(yàn)，考查了學(xué)生分析圖象和數(shù)據(jù)的能力，注意分析問(wèn)題過(guò)程中控制變量法的應(yīng)用，同時(shí)要熟練掌握密度公式及阿基米德原理公式，做到靈活應(yīng)用。

【詳解】（1）由圖可知，物體未浸入水中時(shí)測(cè)力計(jì)示數(shù)為18N,故物體的重力為G=18N；

物體全部浸入水中時(shí)，測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F=10N,則在水中受到的浮力為F浮=G-F=18N-10N=8N,

（3）由F浮=ρ水gV排得，物體的體積為：V=V排=，物體的重力為G,質(zhì)量為m=,則物體的密度為：ρ=×1.0×103kg/m3=2.25×103kg/m3。

故答案為：（1）物塊受到的重力為18N；

（2）物塊完全浸沒(méi)在水中受到的浮力為8N；

（3）物塊的密度為2.25×103kg/m3。

10.（1）=；（2）1×104N；（3）6×103N；1×104N

【解析】【分析】【詳解】（2）由題意得木塊的質(zhì)量m=ρV=0.5×103kg/m3×2m3=1×103kg

則木塊的重力為G=mg=1×103kg×10N/kg=1×104N

水深為0.6m時(shí)，假設(shè)兩木塊均未漂浮，則此時(shí)兩木塊排開(kāi)水的體積分別為

V甲