浮力計算專題

方法浮力計算專題方法四種計算方法：思路思路一、中考浮力計算1、（2022杭州中考）（7分）小金利用厚度均勻的合金板（厚度為1cm），制作了一個無蓋的不漏水的盒子。成品尺寸如圖所示，質量為1440g。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）求：（1）盒子開口朝上放在水平地面上對地面的壓強；___________（2）合金板的密度；___________（3）將盒子開口朝上，緩慢放入水中，當盒子上沿與水面齊平時松手（水足夠深），盒子穩(wěn)定后在水中的浮沉情況為___________（選填“漂浮”或“沉底”），通過計算說明理由。___________【答案】①.②.③.沉底④.見解析2、（2021年杭州中考）（7分）小金把家里景觀水池底部的鵝卵石取出清洗。他先將一個重為10N的空桶漂浮在水面上，然后將池底的鵝卵石撈出放置在桶內，桶仍漂浮在水面。（不考慮撈出過程中帶出的水，ρ=1.0×103kg/m3）（1）空桶漂浮在水面時所受浮力大小。_____（2）鵝卵石撈出放置在桶內時，水池水面高度與鵝卵石未撈出時相比會___________（選填“上升”、“下降”或“不變”）。若此時桶排開水的體積為6.0×103m3，求桶內鵝卵石的質量。_____【答案】①.10N②.上升③.5kg3、（7分）如圖甲、乙所示，水平桌面上有兩個高為30cm的柱形容器，現(xiàn)將兩個完全相同的圓柱形金屬塊(重120N、高20cm、底面積100cm2)分別置于柱形容器底部。其中，乙圖的金屬塊與容器底部之間用少量蠟密封(不計蠟的質量)。取g=10N/kg。(1)計算甲圖中金屬塊對容器底部的壓強。(2)乙圖中，向容器內加水至液面高度為10cm，求金屬塊對容器底部的壓力。(取大氣壓強p0=1.0×105Pa)(3)若向甲圖中容器內加水，畫出從開始加水至容器裝滿水的過程中金屬塊對容器底部壓力F隨容器中液面高度h變化的圖像(需標注相應的數(shù)據(jù))?！敬鸢浮?1)1.2×104Pa

(2)1120N

(3)如圖【知識點】有關壓強的計算【考查能力】壓強的應用【解析】(1)S=100cm2=1X102m2，（2）F乙=G+F大氣=G+p0S=120N+1.0×105Pa×1×102m2=1120N(3)如圖4、（6分）如圖所示，將密度為克/厘米3、高度為10厘米、底面積為20厘米2的圓柱體放入底面積為50厘米2的容器中，并向容器內加水。（g取10牛/千克）

（1)當水加到2厘米時，求圓柱體對容器底的壓力大小。

（2)繼續(xù)向容器中加水，當圓柱體對容器底壓力為0時；求圖柱體在液面上方和下方的長度之比。5、（6分）“蛟龍?zhí)枴笔俏覈着_自主設計、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0米20千克?！膀札?zhí)枴笨蛰d漂浮在水面時受到的浮力為多大？若“蛟龍?zhí)枴蹦炒螡M載時下沉是采用注水方式實現(xiàn)的，則至少注入多少立方米的水？海水密度取003千克/米，g取10/千克）（1）浮Gmg2210kg10N/kg2.210N3 5（2）下沉時，完全浸沒，有V排V船此時F浮ρ海gV排1103kg/m310N/kg30m33105N滿載 G mg22103kg240kg10N/kg222400N105滿載 G注水

G

3105N2.224105N7.76104N6、（6分）小金學了浮力的知識后，想制造一臺浮力秤。他將一段密度為0.5×103千克/米3，粗細均勻的木料，先進行不吸水處理，再將其豎立第34題圖水中，如圖所示。這段木料長為40厘米，橫截面積為米2，其上第34題圖表面可以作為秤盤（g=10牛/千克），問：(1)質量為0的刻度線的位置在哪里？(2)距離上表面10厘米處的刻度對應的質量為多少？(1)方法1：將這段木塊豎直漂浮于水中，水面與木塊相切處即為零刻度線位置方法2：∵漂浮∴F浮=G木又∵F浮=ρ水gV水，G木=ρ木gV木，∴ρ水gSh=ρ木gSL，∴h=eq\f(ρ木,ρ水)L=eq\f(0.5×103kg/m3,1.0×103kg/m3)×40cm=20cm，離下表面豎直距離20cm處為零刻度線位置(2)設距離上表面10厘米處的刻度對應的質量為mF’浮=G水+mgF’浮=ρ水gV’水=ρ水gSh’=1.0×103kg/m32－0.1)m=300NG木=m木g=ρ木V木g=ρ木SLg=0.5×103kg/m32×0.4m×10N/kg=200Nm=eq\f(F’浮－G木,g)=eq\f(300N－200N,10N/kg)=10kg二、?？几×τ嬎?、（2022保俶塔一模）(7分)如圖所示，浸沒在水中一定深度的金屬鋁塊A，質量為27kg，現(xiàn)用重為10N的動滑輪緩慢勻速提升鋁塊，若不計摩擦和繩重，g＝10N/kg，ρ鋁＝2.7×103千克/米3。請計算：（1）浸沒在水中一定深度的金屬鋁塊所受浮力是多少？（2）若將物體A從圖示位置緩慢勻速提升1m，此過程中鋁塊未露出水面，拉力F做的功是多少？（3）若將鋁塊從圖示位置緩慢勻速提升至全部露出水面一定高度，請在圖中畫出拉力F與上升高度h的變化關系圖像。100牛180J8、（2022西湖區(qū)一模）分300.05立方米（3） (選填“氦氣球大”或“空氣球大”或“一樣大”)。計算該鋁膜氣球充滿氮氣時，受到的浮力大小。小金査閱資料發(fā)現(xiàn)，氣球飛不起來是因為沾上太多的水。氣球充滿氦氣時，要確保氣球仍能飛起，沾上水的質量不能超過多少？（1）一樣大（2）0.645N（3）9、（2022年上城區(qū)一模）（7分）在一個重力為的容器中注入15N的水，將一體積為200cm3、密度為3的物體（不會吸水），用輕繩固定使之浸沒在水中，如圖所示。（1）繩子受到的拉力為，桌面受到的壓力為。（2）剪斷繩子后物體上浮至水面后靜止，請計算物體露出水面的體積。（1）0.2N;26N（2）20cm310、（2022年蕭山區(qū)一模）（7分）在2020東京奧運會上，全紅嬋獲得女子10米跳臺金牌，已知她的體重為35kg，體積為3。（不考慮空氣阻力）（1）全紅嬋入水后受到的最大浮力是多少？（2）入水后受到的平均阻力（含浮力）為其體重的3倍，她在跳臺上起跳至最高處距離水面11米，從最高處下落的整個過程中，假如重力所做的功全部用來克服入水后水的阻力所做的功，則池水至少要多深才能保證人體不觸池底？（結果保留一位小數(shù)）【解析】（1）F浮=ρ液gV排=1000kg/m33=350N（2）如圖所示，設水池的最小深度為h2根據(jù)能量守恒可得mg（h1+h2）=F阻·h2……①人在水中受到的阻力F阻=3mg……②聯(lián)立①②可得：mg（h1+h2）=3mg·h2解得：h2=（1/2）h1=（1/2）×11m=5.5m11、（2022濱江區(qū)一模）圖甲是《天工開物》中記載的三千多年前在井上汲水的桔槔，如圖甲所示。圖乙是簡化模型圖。水平輕質杠桿MN的力臂L1，距右端L2。在杠桿左端懸掛質量為2kg的物體A，右端掛邊長為10cm的正方體B完全浸沒于水中，此時杠桿平衡。求：（1）B物體受到的浮力（2）B物體的密度（3）在杠桿M端施加拉力F使物體B恰好完全離開水面時，F(xiàn)=N?！敬鸢浮浚?）物體B的體積為V=a3=（）33；

物體B浸沒在水中受到的浮力：F浮=ρ液gV排=103kg/m33=10N；（2）根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2得到：2kg×10N/kg×0.5m=FN；

解得：FN=50N；

則物體B的重力：GB=FN+F浮力=50N+10N=60N；

則B的密度：ρ=G（3）4【考點】密度公式的應用；二力平衡的條件及其應用；阿基米德原理；杠桿的平衡條件【解析】【分析】（1）根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排計算B受到的浮力；

（2）根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2計算出N端繩子的拉力FN，再根據(jù)GB=FN+F浮力計算出B的重力，最后根據(jù)公式ρ=GgV計算B的密度；

（3）當物體B完全離開水面后，N端受到的拉力等于B的重力，根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L【解答】（3）當物體B完全離開水面后，N端受到的拉力等于B的重力，

根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2得到：（2kg×10N/kg+F）；

解得：F=4N。12、（2022年拱墅區(qū)一模）如圖所示為“獨竹漂"的表演場景，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量為12kg，此時排開水的體積為3。(ρ水=1.0×103kg/m3，g=10Nkg)（1）表演者用竹竿向后劃水，楠竹與人便向前行，這是因為。（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？（1）力的作用是相互的。（2）解：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m33=700N（3）解：F浮=G總+G楠竹=G總+m楠竹gG總=F浮m楠竹g=700N12kg×10Nkg=580N13、（2022臨平區(qū)一模）(7分)如圖甲是一種抽水馬桶。沖水原理如圖乙，出水閥打開，水箱中的水減少，空心銅球就在重力作用下，隨著水位下降而向下運動，通過金屬桿AB繞O點轉動，向上拉動進水管閥門，使水能通過進水管進入水箱；當出水閥關閉，隨著不斷進水，水箱中的水位不斷上升，空心銅球隨著向上運動，當金屬桿處于水平位置時，空心銅球恰好浸沒，把進水管閥門堵嚴，不再進水。已知進水管閥門的受力面積是24mm2，能承擔的最大壓強是5×105Pa，金屬桿AB能繞O點轉動，其質量及形變可忽略不計。重力和浮力認為作用在銅球的重心C，空心銅球體積為220cm3，AB長216mm，AO長24mm。水箱不再進水時，水箱中水的深度為20cm，水箱的底部面積為200cm2。(g=10N/kg)試求：(1)空心銅球浸沒時所受的浮力是多大?(2)空心銅球的最大質量是多少?(3)水箱不再進水時，水箱底部受到水的壓力是多少?解(1)銅球完全浸沒時受到的浮力F浮=ρ水gV球=1×103kg/m3×10N/kg×220×10?6m3=2.2N（2分）（2）受力如圖所示：A處受到水向上的壓力F1=p水S=5×105Pa×24×10?6m2=12N（1分）由杠桿平衡條件可得F1×OA=FB×OB則浮球受三個力作用平衡，即F浮=FB+G則銅球的重力G=F浮?FB?1.5N=0.7N（1分）空心銅球的質量（1分）(3)P=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×20×102m=2×103PaF=PS=2×103Pa×200×104m2=40N（2分）14、（2022錢塘區(qū)二模）621年4月38110009000300（ρ1．0x103kg/m3，g潛以小水漂浮，開水體為 米3。2500（1）9000m3(2)G=1.15×108NF浮=1.1×108N15、（2022年保俶塔二模）中國研制的“鯤龍”AG600是目前世界上最大的水陸兩棲飛機，可用于森林滅火、水上救援等，其有關參數(shù)如表所示。在某次測試中，飛機在水面以12m/s的速度沿直線勻速行駛，此時水平動力的功率為2.4×106W。求：“鯤龍”AG600有關參數(shù)最大起飛質量最大巡航速度500km/h最大航行時間12h最人航行路程4500km（1）飛機以最大巡航速度飛行4000km所用的時間；（2）飛機在水面勻速行駛時，水平動力的大??；（3）達到最大起飛質量時的飛機關閉動力系統(tǒng)靜止在水面上，飛機受到的浮力及排開水的體積。（1）飛機以最大巡航速度飛行4000km所用的時間：t=s（2）飛機水平行駛時的動力：F=P（3）飛機在水面漂浮，

則它受到的浮力等于重力，即F浮=G=mg=53.5×103kg×10N/kg=535000N；

飛機排開水的體積：V排16、（2022年濱江區(qū)二模）國之重器一新光華號半潛船，為10萬噸級半潛船，是國內最大、全球第二大半潛船。該輪船總長255米，寬68米，下潛吃水深度米，空載時的質量為51500噸，載重量為98000噸。全船有118個壓載水艙，每一個壓載水艙都有一個閥門。裝載前半潛船空載漂浮于海面，裝載時需向船體水艙注水，船體重力增加，巨大的甲板下沉至海面以下，拖船將漂浮的貨物拖至半潛船的甲板上方并固定好，半潛船排出水艙中的水，甲板上浮剛好至海面，半潛船就可以馱著貨物離開，如圖所示。（1）半潛船是靠改變什么來實現(xiàn)上浮和下沉的？（2）求半潛船空載時浸入海水的體積。（海水密度為1.03×103千克/米3）（3）半潛船在如圖所示空載、下沉、載貨的三種狀態(tài)下所受的浮力分別為F1、F2、F3，分析比較它們的大小關系。（1）根據(jù)“裝載時需向船體水艙注水，船體重力增加，巨大的甲板下沉至海面以下”可知，半潛船是靠改變水艙里面水的多少，也就是改變自身重力實現(xiàn)下沉和上浮的。（2）半潛船空載時的質量為51500噸，

則它受到的浮力F浮=G；

ρ液gV排=mg；

ρ液V排=m；

即：V排（3）根據(jù)圖片可知，半潛船排開水的體積：V空載<V載貨<V下沉，根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，它受到的浮力F1<F3<F2。17、（2023余杭一模）(6分)如圖甲所示，水平放置的方形容器里有一個重為8N、棱長為10cm的正方體物塊M，M與容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器內注水，容器中水的深度h隨時間t的變化關系如圖乙所示。.請回答下列問