備考2024年中考物理重難點精講精練：90-熱點46 與浮力有關的計算（精講）

中考物理熱點復習精講精練熱點46與浮力有關的計算（精講）知識梳理浮力定義浸在液體（或氣體）中的物體受到液體（或氣體）向上托的力，這個力叫作浮力。方向總是豎直向上產生原因浸沒在液體中的物體,其上、下表面受到液體對它的壓力不同,其上、下表面存在壓力差,即F浮=F下表面一F上表面。影響因素物體在液體中所受浮力的大小,跟它浸在液體中的體積和液體的密度有關。物體浸在液體中的體積越大、液體的密度越大,浮力就越大。稱重法測浮力(1)用彈簧測力計測物體所受的重力G；(2)將物體懸掛于彈簧測力計下,讀出物體浸在液體中時彈簧測力計的示數(shù)F。(3)物體受到的浮力為F浮=G-F。阿基米德原理內容浸在液體中的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于它排開的液體受到的重力。公式F浮=G排=m排g=ρ液gv排適用范圍阿基米德原理不僅適用于液體,也適用于氣體。物體的浮沉條件及應用物體浮沉條件應用(1)輪船:通過做成空心來增大可利用的浮力。(2)潛水艇:通過改變自身的重力來實現(xiàn)上浮或下沉。(3)氣球和飛艇:內部充的是密度小于空氣的氣體(4)密度計:在任何液體中都處于漂浮狀態(tài)。方法總結計算浮力的方法:1.稱重法:適用于在液體中下沉的物體，已知物體受到的重力和在液體中受到的拉力2.壓力差法適用于形狀規(guī)則的物體，且能計算出上下表面受到的液體壓力3.阿基米德原理法:普遍適用的浮力計算方法。注意：浸沒在液體中的物體V排=V物，漂浮的物體V排＜V物4.平衡法:適用于漂浮或懸浮的物體，已知物體的質量或重力。典例講解例1．一個正方體鐵塊，在水下某深度時，上表面受到15N壓力，下表面受到20N壓力，則鐵塊受到浮力是N；當鐵塊下沉到某位置時，上表面受到的壓力增大至20N，下表面受到的壓力是N，此時鐵塊上、下表面的壓力差是N?！痉治觥浚?）首先從浮力產生的原因來考慮，利用公式F?。紽下表面﹣F上表面計算浮力的大小；（2）當鐵塊下沉到某位置時，由于液體的密度和排開液體的體積保持不變，所以鐵塊受到的浮力保持不變，再利用公式F下表面＝F浮+F上表面計算下表面受到的壓力大小，進而可求此時鐵塊上、下表面的壓力差。【解答】解：（1）由題知，F(xiàn)下表面＝20N，F(xiàn)上表面＝15N，根據(jù)浮力產生的原因可得，鐵塊受到浮力：F浮＝F下表面﹣F上表面＝20N﹣15N＝5N；（2）液體的密度和鐵塊排開液體的體積保持不變，所以根據(jù)F?。溅岩篻V排可知，鐵塊受到的浮力保持不變，當上表面受到的壓力增大為20N時，下表面受到的壓力為：F下表面′＝F浮+F上表面′＝5N+20N＝25N；此時鐵塊上、下表面的壓力差是F下表面′﹣F上表面′＝25N﹣20N＝5N。故答案為：5；25；5。例2．根河源濕地公園是國家級自然保護區(qū)，濕地公園內野生動植物資源豐富，如圖所示是正在水面嬉戲的野鴨的照片，已知，這只野鴨的質量是600g，每只腳掌受力面積為12cm2，求：（1）野鴨受到的浮力；（2）野鴨在水面以下的體積；（3）野鴨上岸后，雙腳站立時對水平地面的壓強。【分析】（1）野鴨漂浮在水上，漂浮時，物體的浮力等于重力，根據(jù)F浮＝G＝mg求出浮力的大?。唬?）根據(jù)F?。溅阉甮V排求出野鴨在水面以下的體積；（3）野鴨上岸后，雙腳站立時對水平地面的壓力等于自身重力，根據(jù)p＝求出對水平地面的壓強?！窘獯稹拷猓海?）野鴨野鴨漂浮在水面上，所以野鴨受到的浮力為：F?。紾＝mg＝600×10﹣3kg×10N/kg＝6N；（2）由F?。溅阉甮V排可得野鴨在水面以下的體積：V排＝＝＝6×10﹣4m3；（3）野鴨上岸后，雙腳站立時對水平地面的壓力等于自身重力，即F＝G＝6N，則對水平地面的壓強：p＝＝＝2500Pa。答：（1）野鴨受到的浮力為6N；（2）野鴨在水面以下的體積為6×10﹣4m3；（3）野鴨上岸后，雙腳站立時對水平地面的壓強為2500Pa?！痉治觥浚?）物體A浸沒在水中時排開水的體積和自身的體積相等，根據(jù)F浮＝ρ液gV排求出物體受到的浮力；（2）根據(jù)G＝mg求出物體A的重力，物體A受到豎直向上的浮力和豎直向下的重力、繩子的拉力作用處于平衡狀態(tài)，根據(jù)物體A受到的合力為零得出等式即可求出繩子對A的拉力；（3）比較物體受到的浮力和重力關系得出剪斷細線后物體的狀態(tài)，根據(jù)漂浮條件求出此時物體受到的浮力，根據(jù)F浮＝ρ液gV排求出此時物體排開水的體積，與A的體積比較即可求出A露出水面的體積；（4）根據(jù)A露出水面的體積求出水面下降的高度，利用Δp＝ρ水gΔh求出水對容器底的壓強的變化量?！窘獯稹拷猓海?）物體A浸沒在水中時，排開水的體積：V排＝V＝500cm3＝5×10﹣4m3，則物體受到的浮力：F?。溅阉甮V排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣4m3＝5N；（2）物體A的重力：G＝mg＝400×10﹣3kg×10N/kg＝4N，因物體A受到豎直向上的浮力和豎直向下的重力、繩子的拉力作用處于平衡狀態(tài)，由物體A受到的合力為零可得：F浮＝G+F拉，則繩子對A的拉力：F拉＝F浮﹣G＝5N﹣4N＝1N；（3）由F?。綠可得，剪斷細線后物體上浮，最終漂浮，此時物體受到的浮力：F浮′＝G＝4N，此時物體排開水的體積：V排′＝＝＝4×10﹣4m3，則V露＝V排﹣V排′＝5×10﹣4m3﹣4×10﹣4m3＝1×10﹣4m3，（4）水面下降的高度：Δh＝＝＝0.01m，水對容器底的壓強的變化量：Δp＝ρ水gΔh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m＝100Pa。答：（1）物體受到的浮力為5N；（2）繩子對A的拉力為1N；（3）剪斷細線，待物體A靜止，A露出水面的體積為1×10﹣4m3；（4）剪斷細線，待物體A靜止，水對容器底的壓強的變化量為100Pa。例3．將一石塊掛在彈簧測力計下，測力計示數(shù)為25N，浸沒在水中，測力計示數(shù)為15N；將它浸沒在某種液體中，它受到的浮力為8N，求：（1）石塊的體積是多少？（2）液體的密度是多少？【分析】（1）利用稱重法求石塊浸沒在水中受到的浮力，利用阿基米德原理的變形公式即可求出排開水的體積（石塊的體積）；（2）根據(jù)阿基米德原理的變形公式求液體的密度?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)稱重法可知石塊在水中受到的浮力：F?。紾﹣F＝25N﹣15N＝10N；由F?。溅裧V排可知：石塊的體積V＝V排＝＝＝1×10﹣3m3；（2）石塊浸沒在某種液體中受到的浮力：F浮′＝8N；由F?。溅岩篻V排得：液體的密度ρ液＝＝＝0.8×103kg/m3。答：（1）石塊的體積是1×10﹣3m3；（2）液體的密度是0.8×103kg/m3。例4．裝有水的圓柱形容器靜止在水平桌面上，容器底面積為100cm2，用細線拉著物體A浸沒在水中，如圖所示。已知物體A的質量400g，體積500cm3，ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求：（1）物體受到的浮力？（2）細線對A的拉力？（3）剪斷細線，待物體A靜止，A露出水面的體積？（4）剪斷細線，待物體A靜止時，水對容器底的壓強較細線剪斷前減小多少？【分析】（1）物體A浸沒在水中時排開水的體積和自身的體積相等，根據(jù)F?。溅岩篻V排求出物體受到的浮力；（2）根據(jù)G＝mg求出物體A的重力，物體A受到豎直向上的浮力和豎直向下的重力、繩子的拉力作用處于平衡狀態(tài)，根據(jù)物體A受到的合力為零得出等式即可求出繩子對A的拉力；（3）比較物體受到的浮力和重力關系得出剪斷細線后物體的狀態(tài)，根據(jù)漂浮條件求出此時物體受到的浮力，根據(jù)F?。溅岩篻V排求出此時物體排開水的體積，與A的體積比較即可求出A露出水面的體積；（4）根據(jù)A露出水面的體積求出水面下降的高度，利用Δp＝ρ水gΔh求出水對容器底的壓強的變化量。【解答】解：（1）物體A浸沒在水中時，排開水的體積：V排＝V＝500cm3＝5×10﹣4m3，則物體受到的浮力：F?。溅阉甮V排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣4m3＝5N；（2）物體A的重力：G＝mg＝400×10﹣3kg×10N/kg＝4N，因物體A受到豎直向上的浮力和豎直向下的重力、繩子的拉力作用處于平衡狀態(tài)，由物體A受到的合力為零可得：F?。紾+F拉，則繩子對A的拉力：F拉＝F浮﹣G＝5N﹣4N＝1N；（3）由F?。綠可得，剪斷細線后物體上浮，最終漂浮，此時物體受到的浮力：F浮′＝G＝4N，此時物體排開水的體積：V排′＝＝＝4×10﹣4m3，則V露＝V排﹣V排′＝5×10﹣4m3﹣4×10﹣4m3