沪科版物理八年级下册课课练：第9章 浮力 专题训练 浮力的计算　　（有答案）

专题训练
[浮力的计算]　　　　　　　　　 　　　　　　　
类型一　称重法求浮力
方法诠释:F浮=G-F(G表示物体的重力,F表示物体浸在液体中时,弹簧测力计的示数)。
1.将一实心金属块浸没在水中,如图甲所示。将金属块缓缓竖直向上提起的过程中,拉力F与提起高度h的关系图像如图图乙所示,则金属块的质量为　　　　　　g;金属块的高度为　　　　　　m;金属块的密度为　　　　kg/m3。(不考虑液面的变化,g取10 N/kg)
2.小明用同一物体进行了以下实验。实验中,保持物体处于静止状态,弹簧测力计的示数如图所示。请根据图中信息,求:(g取10 N/kg)
(1)物体的质量。
(2)物体在水中受到的浮力。
(3)某液体的密度。
类型二　压力差法求浮力
方法诠释:F浮=F向上-F向下[部分浸入(如图漂浮)时:F浮=F向上]。
3.现有一边长为10 cm的实心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 它受到的浮力为多大 物块的密度为多大 (g取
10 N/kg)
类型三　利用阿基米德原理求浮力
方法诠释:F浮=G排=m排g=ρ液gV排(三个公式:①F浮=G排,②F浮=m排g,③F浮=ρ液gV排)。
4.一个质量为80 g的实心金属块浸没在盛满酒精的烧杯中时,从杯中溢出了10 g酒精。求:
(ρ酒精=0.8×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)金属块所受的浮力为多大。
(2)该金属块的体积为多少。
(3)如图果把该金属块浸没到盛满水的烧杯中,此时金属块受到的浮力为多大。
5.将一边长是10 cm的实心正方体木块轻轻地放入盛满水的大烧杯内,待木块静止时,从杯中溢出600 g水,如图所示。求:(g取10 N/kg)
(1)木块受到的浮力。
(2)木块的密度。
(3)木块露出水面的体积。
类型四　利用浮沉条件求浮力
方法诠释:悬浮或漂浮时:F浮=G。
6.(2021武威)如图所示为我国自主建造的第一艘国产航母——“山东舰”,该舰标准排水量为5万吨,可同时停放36架歼-15舰载机,每架舰载机的质量为25 t,g取10 N/kg。求:
(1)在标准排水量时,航母所受的浮力。
(2)航母在某海域训练,此海域的海水密度为1.02×103 kg/m3,当36架舰载机全部飞离航母后,航母排开海水的体积减小了多少立方米。(结果保留两位小数)
7.质量为0.2 kg的夏橙漂浮在水中,刚好有的体积露出水面,求:(g取10 N/kg)
(1)该夏橙排开水的体积是多少。
(2)若要让夏橙刚好浸没在水中,人需要施加多大的竖直向下的压力。
8.(2021杭州)小金把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗。他先将一个重为10 N的空桶漂浮在水面上,然后将池底的鹅卵石捞出放置在桶内,桶仍漂浮在水面上,如图所示。(不考虑捞出过程中带出的水,g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
(1)求空桶漂浮在水面上时所受浮力大小。
(2)将鹅卵石捞出放置在桶内时,水池水面高度与鹅卵石未捞出时相比会　　　　(选填“上升”“下降”或“不变”)。若此时桶排开水的体积为6×10-3 m3,求桶内鹅卵石的质量。
答案
浮力的计算
1.40　0.02　2.7×103
(1)由图乙可知,金属块的重力为0.4 N,金属块的质量:m===0.04 kg。
(2)不考虑液面变化,金属块的高度h=4 cm-2 cm=2 cm。
(3)金属块浸没在水中时所受的拉力:F拉'=0.25 N,根据称重法可知,其浸没在水中时受到的浮力:F浮=G-F拉'=0.4 N-0.25 N=0.15 N;由F浮=ρ液gV排可知,金属块的体积:
V物=V排===1.5×10-5 m3,所以金属块的密度:ρ金==≈2.7×
103 kg/m3。
2.(1)物体的质量:m====0.54 kg。
(2)物体在水中受到的浮力:F浮=F1-F2=5.4 N-3.4 N=2 N。
(3)物体排开水的体积:V排===2×10-4 m3,
物体排开水的体积与物体排开某种液体的体积相等,由F浮=ρ液gV排得,液体的密度:
ρ液====0.8×103 kg/m3。
3.物块下表面在水中的深度:
h=10 cm-2.5 cm=7.5 cm=0.075 m,
水对物块下表面的压强:
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.075 m=750 Pa,
物块的底面积:S=10 cm×10 cm=100 cm2=0.01 m2,
根据p=可得,物块下表面受到水的压力:
F下=pS=750 Pa×0.01 m2=7.5 N。
物块受到的浮力:F浮=F下-F上=7.5 N-0 N=7.5 N。
因物块漂浮,所以物块的重力:G=F浮=7.5 N,
由G=mg可得,物块的质量:
m===0.75 kg,
物块的密度:ρ===0.75×103 kg/m3。
4.(1)由阿基米德原理可得,金属块所受的浮力:
F浮=G排=G溢=m溢g=0.01 kg×10 N/kg=0.1 N。
(2)由ρ=得,溢出酒精的体积:V溢===12.5 cm3,
因为金属块浸没在酒精中,所以金属块的体积:V=V溢=12.5 cm3。
(3)该金属块浸没到盛满水的烧杯中时,V排=V=12.5 cm3,
此时金属块受到的浮力:F浮'=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×12.5×10-6 m3=0.125 N。
5.(1)木块受到的浮力:
F浮=G排=m排g=0.6 kg×10 N/kg=6 N。
(2)木块的体积:V木=(0.1 m)3=1×10-3 m3,
由于木块漂浮,故G木=F浮=6 N,由G木=m木g=ρ木V木g可得,木块的密度:
ρ木===0.6×103 kg/m3。
(3)木块排开水的体积:V排===6×10-4 m3,
露出水面的体积:V露=V木-V排=1×10-3 m3-6×10-4 m3=4×10-4 m3。
6.(1)航母处于漂浮状态,在标准排水量时,航母所受的浮力:
F浮=G排=m排g=5×107 kg×10 N/kg=5×108 N。
(2)36架舰载机全部飞离航母后,排开海水的质量减小量:
Δm排=m舰载机=36×2.5×104 kg=9×105 kg,
由密度公式ρ=得,航母排开海水的体积的减小量:
ΔV===882.35 m3。
7.(1)夏橙受到的浮力:F浮=G=mg=0.2 kg×10 N/kg=2 N,
由F浮=ρ液gV排可得,夏橙排开水的体积:V排===2×10-4 m3。
(2)漂浮时夏橙有的体积露出水面,则V排=V,夏橙的体积:V=V排=×2×10-4 m3=2.5×10-4 m3,夏橙浸没在水中时,排开水的体积:V排'=V=2.5×10-4 m3,
此时,夏橙受到水的浮力:
F浮'=ρ水gV排'=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2.5×10-4 m3=2.5 N,
根据力的平衡条件可得:F浮'=G+F,
所以,施加的竖直向下的压力:F=F浮'-G=2.5 N-2 N=0.5 N。
8.(1)空桶漂浮在水面上,所受的浮力:F浮=G桶=10 N。
(2)上升
鹅卵石和桶受到的浮力:
F浮'=ρ水gV排'=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×6×10-3 m3=60 N,
桶内鹅卵石的重力:G石=G总-G桶=F浮'-G桶=60 N-10 N=50 N,
桶内鹅卵石的质量:m石===5 kg。