沪科版物理八年级全一册（下）同步练习：第九章　浮力 专题训练 浮力计算的四种方法（Word 含答案）

专题训练(三)　浮力计算的四种方法
类型一　压力差法
1.有一边长为10 cm的正方体浸没在水中,其上表面距水面的高度为h1=15 cm,如图所示,则物体上表面受到水的压强是　　　　Pa,压力为　　　　　N;下表面受到水的压强是　　　　Pa,压力是　　　　　N;物体受到的浮力是　　　　N。(g取10 N/kg)
2.现有一边长为10 cm的正方体物块漂浮在水面上,如图所示,其上表面距水面2.5 cm,它的下表面受到水的压力是多大 它受到的浮力是多大 物块的密度是多少 (g取10 N/kg)
类型二　称重法
3.弹簧测力计下吊着一个金属球,弹簧测力计的示数为10 N,当金属球刚好一半浸入水中时,示数为9 N,这时金属球受到的浮力为　　　　N,当金属球全部浸入水中时,受到的浮力为
　　　　N,弹簧测力计的示数为　　　　N。
4.如图甲所示,小宇用弹簧测力计吊着金属块逐渐浸入水中,图乙是这个过程中弹簧测力计示数与金属块下表面浸入深度的关系图像。分析图像,求:(g取10 N/kg)
(1)金属块的质量是多少。
(2)金属块浸没在水中所受的浮力是多大。
类型三　原理法
5.在弹簧测力计下悬挂一个实心小球,弹簧测力计的示数是8 N。把实心小球浸没在密度为0.8×103 kg/m3的油中,弹簧测力计的示数是6 N,g取10 N/kg,下列说法中不正确的是 (　　)
A.小球受到的浮力是2 N B.小球的质量是0.8 kg
C.小球的体积是1×10-4 m3 D.小球的密度是3.2 g/cm3
6.把一个铜块缓慢地放入盛满水的溢水杯中,待它静止后,从杯中共溢出了0.3 kg的水。求:(g取10 N/kg)
(1)铜块受到的浮力。
(2)铜块排开水的体积。
7.如图甲所示,水平桌面上有一装有一定量水的圆柱形容器。现将一质量为40 g、体积为5×10-5 m3的物块放入容器中,物块漂浮在水面上,g取10 N/kg。求:
(1)物块排开水的体积。
(2)如图图乙所示,用力F缓慢向下压物块,使其恰好浸没在水中,此时力F的大小。
类型四　平衡法
8.科考队员在南极惊奇地发现长方体冰山,其边缘齐整宛如图人工切割(如图所示)。测得长方体冰山露出海面的高度为4 m,冰山在海面下的深度为(ρ冰=0.9×103 kg/m3,ρ海水取1.1×
103 kg/m3) (　　)
A.18 m　　 B.22 m　　 C.36 m　　 D.40 m
9.(2020宜昌)轮船的大小通常用排水量表示,排水量是轮船满载时排开水的质量。
(1)若轮船的排水量记为m排,满载时船货总质量记为m船,请通过推导说明m排=m船,要求写出相关物理原理和表达式。
(2)某条船的排水量为500 t,该船满载从海水驶入江水中,其排水量变大、变小还是不变 该船排开江水的体积是多少 (ρ海水取1.03×103 kg/m3,ρ江水取1.0×103 kg/m3)
10.(2020孝感)物块P与金属球Q用细线连接,一起放入装有一定质量水的柱状容器内,二者恰好悬浮,如图甲所示,此时柱状容器中水的深度为23 cm;物块P重为1 N、体积为1.25×
10-4 m3。求:(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)图甲中水对容器底部的压强。
(2)图甲中物块P所受浮力的大小。
(3)若剪断细线,物块P上浮,金属球Q下沉,待稳定后,物块P漂浮于水面,如图图乙所示,则此时物块P露出水面的体积。
答案
专题训练(三)　浮力计算的四种方法
1.1500　15　2500　25　10
正方体上表面所处的深度:
h1=15 cm=0.15 m,
正方体上表面受到水的压强:
p上=ρ水gh1=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.15 m=1500 Pa;
正方体上表面的面积:
S=0.1 m×0.1 m=0.01 m2,
由p=可得,物体上表面受到水的压力:F上=p上S=1500 Pa×0.01 m2=15 N。
正方体下表面所处的深度:
h2=h1+L=15 cm+10 cm=25 cm=0.25 m,
正方体下表面受到水的压强:
p下=ρ水gh2=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.25 m=2500 Pa;
由p=可得,物体下表面受到水的压力:F下=p下S=2500 Pa×0.01 m2=25 N。
正方体上、下表面受到水的压力差:ΔF=F下-F上=25 N-15 N=10 N;浮力等于物体上、下表面受到的压力差,即F浮=ΔF=10 N。
2.正方体底面积:S=10 cm×10 cm=100 cm2=0.01 m2,
下表面受到水的压强:p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(0.1 m-0.025 m)=750 Pa,
下表面受到水的压力:F=pS=750 Pa×0.01 m2=7.5 N。
物体受到的浮力是上、下表面的压力差,上表面无压力,故浮力就等于下表面受到的压力:
F浮=F=7.5 N。
由于物块漂浮,故F浮=G物=7.5 N,
物块的质量:m===0.75 kg,
物块的体积:V=10 cm×10 cm×10 cm=1000 cm3=0.001 m3,
物块的密度:ρ===0.75×103 kg/m3。
3.1　2　8　 浸入一半时,F浮1=G-F1=10 N-9 N=1 N;全部浸入水中时,F浮2=2F浮1=2×
1 N=2 N;F2=G-F浮2=10 N-2 N=8 N。
4.(1)由图像可知,金属块的重力为G=5 N,
金属块的质量:m===0.5 kg。
(2)当h=6 cm时,金属块全部浸入水中,弹簧测力计的拉力为F拉=2 N,
金属块受到的浮力:
F浮=G-F拉=5 N-2 N=3 N。
5.C　 小球的重力为8 N,浸没后小球所受拉力为6 N,故小球受到的浮力:F浮=G-F=
8 N-6 N=2 N,故A正确;由G=mg得,小球的质量为m===0.8 kg,故B正确;根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排得,小球的体积为V=V排===2.5×10-4 m3,故C错误;小球的密度:ρ===3.2×103 kg/m3=3.2 g/cm3,故D正确。
6.(1)根据题意可知,m排=0.3 kg,由阿基米德原理可得,铜块受到的浮力:
F浮=G排=m排g=0.3 kg×10 N/kg=3 N。
(2)由F浮=ρ液gV排可知,铜块排开水的体积:
V排===3×10-4 m3。
7.(1)由题意可知, m物=40 g=0.04 kg, 由阿基米德原理可得,物块受到的浮力:F浮=G物=
m物g=0.04 kg×10 N/kg=0.4 N。由F浮=ρ液gV排可知,物块排开水的体积:
V排===4×10-5 m3。
(2)当物块浸没时,施加的压力:
F=ΔF浮=ρ水gΔV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(5×10-5m3-4×10-5m3)=0.1 N。
8.A　 冰山在海水中漂浮,由漂浮条件可得F浮=G冰=ρ冰V冰g,根据阿基米德原理可得F浮=G排=ρ海水V排g,所以ρ海水V排g=ρ冰V冰g,即:ρ海水Sh浸g=ρ冰Sh冰g①,因冰山为长方体,则
h冰=h浸+h露,所以①式可写为ρ海水Sh浸g=ρ冰S(h浸+h露)g,整理可得
h浸===18 m。
9.(1)证明:因为轮船漂浮,所以F浮=G船,由阿基米德原理可得F浮=G排,所以,G排=G船,即:m排g=
m船g,所以,m排=m船。
(2)该船从海水驶入江水中时,因船在江水中也处于漂浮状态,所受浮力不变,由F浮=G排=m排g可知,排开液体的质量不变,即排水量不变;根据F浮=G排=m排g=ρ液gV排知,排开江水的体积:
V排===500 m3。
10.(1)图甲中水的深度h=23 cm=0.23 m,图甲中水对容器底部的压强:
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.23 m=2.3×103 Pa。
(2)物块P浸没在水中,则物块P排开水的体积V排=V=1.25×10-4 m3,由阿基米德原理可得,图甲中物块P所受的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1.25×10-4 m3=1.25 N。
(3)图乙中物块P漂浮于水面,由漂浮条件可知,此时物块P所受的浮力F浮'=G=1 N,
由F浮=ρ水gV排可得,此时物块P排开水的体积:V排'===1×10-4 m3,
则物块P露出水面的体积:V露=V-V排'=1.25×10-4 m3-1×10-4 m3=2.5×10-5 m3。