2024甘肃中考物理二轮专题复习 第八章 压强与浮力 第五节 浮力相关计算（课件）(共33张PPT)

(共33张PPT)
浮力相关计算
第五节
重难点突破
1
甘肃近年真题及拓展
2
重难点突破
类型一　称重法
例1 在水平桌面上放置一个圆筒，筒内装有水，弹簧测力计的下端悬挂着一个金属柱，当金属柱从水面上方逐渐浸入水中直到全部浸没时，弹簧测力计的示数F与金属柱浸入水中深度h的关系如图所示．(圆筒厚度忽略不计，筒内水没有溢出，g取10 N/kg)．求：
一题多设问
(1)金属柱所受的重力；
(2)金属柱浸没在水中受到的浮力；
解：由图像可知：当h＝0时，F＝10 N，
即金属柱的重力G＝10 N
解：当h＝16 cm时，金属柱完全浸没，此时弹簧测力计的示数为2 N
则金属柱浸没在液体中受到的浮力
F浮＝G－F拉＝10 N－2 N＝8 N
(3)金属柱的密度；
解：因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以金属柱浸没时排开液体的体积
V金＝V排＝ ＝8×10－4 m3
根据 可知，金属柱的密度
ρ金＝ ＝1.25×103 kg/m3
(4)刚浸没时，金属柱底部受到水的压强；
解：金属柱下表面受到水的压强
p＝ρ水gh＝1×103 kg/m3×10 N/kg×0.16 m＝1 600 Pa
解：浸没酒精中所受浮力
F浮＝ρ酒gV排＝0.8×103 kg/m3×10 N/kg×8×10－4 m3＝6.4 N
F示＝G－F′浮＝10 N－6.4 N＝3.6 N
(5)金属柱浸没在酒精中时，测力计示数．(ρ酒精＝0.8×103 kg/m3)
类型二　阿基米德原理法
例2 薄壁圆柱形容器盛有水，将一边长为10 cm的正方体木块A放入水中，木块A浸入水中的深度为6 cm，如图甲所示；现将一体积为125 cm3的合金块B放在木块A上方，木块A恰好有 的体积浸入水中，如图乙所示，求：
一题多设问
(1)图甲中木块A受到的浮力大小；
解：方法1：图甲中木块A漂浮在水面上，
所以图甲中木块A受到的浮力：F浮A＝GA＝6 N
方法2：由题意可得正方体木块A的边长为0.1 m
由阿基米德原理可得木块A受到的浮力
FA浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10－2 m2×0.06 m＝6 N
(2)木块A的密度；
解：方法1：物块A的质量mA＝ ＝0.6 kg
物块A的密度ρA＝ ＝0.6×103 kg/m3
方法2：F浮＝G，即ρ水gV排＝ρAgVA
ρA＝ ρ水＝ ×1.0×103 kg/m3＝0.6×103 kg/m3
(3)图乙中木块A受到的浮力大小
解：图乙中A受到的浮力
F浮＝ρ水gV排′＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10－3 m3× ＝8 N
(4)木块A与木块B的密度之比．
解：B的重力GB＝F浮－GA＝8 N－6 N＝2 N
由G＝mg可得，合金的质量
mB＝ ＝0.2 kg＝200 g
则合金块B的密度
ρB＝ ＝1.6 g/cm3
ρA：ρB＝ ＝3∶8
例3 水平放置的薄壁容器A(重力忽略不计)的底面积为300 cm2.重为6 N、边长为10 cm且不吸水的正方体物块B被质量和体积均可忽略的细线一端与容器的底部相连，已知细线的长度L＝5 cm.现向容器A中缓慢加水，物块B随水上升后细线拉直，当物块B的上表面恰好与水面相平时停止加水．求：(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
一题多设问
(1)图中容器底部受到水的压强；
解：图中，此时容器内水的深度
h＝LB＋L线＝10 cm＋5 cm＝15 cm＝0.15 m
容器底部受到水的压强
p＝ρgh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.15 m＝1.5×103 Pa
(2)图中细线对物块B的拉力；
解：物块B完全浸没时受到的浮力
F浮′＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(0.1m)3＝10 N
因为物体处于静止状态
所以F浮′＝G＋F拉，则细线对物块B的拉力
F拉＝F浮′－G＝10 N－6 N＝4 N
(3)图中容器对水平桌面的压强；
解：容器对水平桌面的压力为
F压＝G水＋GB＝ρ水V水g＋GB＝ρ水g(S容h-VB)＋GB
＝ρ水gS容h-ρ水gVB＋GB＝ρ水gS容h-F浮′＋GB
＝ρ水gS容h-F拉
＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×300×10－4 m2×0.15 m-4 N
＝41 N
容器对水平桌面的压强p＝ ＝1.37×103 Pa
(4)图中剪断细线后，物块B排开水的体积．
解：图中剪断细线后，物块B漂浮在水面，根据F浮＝ρ液gV排可得，
物块B排开水的体积
V排＝ ＝6×10－4 m3
甘肃近年真题及拓展
命题点
1
称重法计算浮力(兰州3考)　
1. (2023兰州14题3分)如图甲所示，某科技小组的同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金属块，使其缓慢匀速下降，并将其浸入平静的游泳池水中，弹簧测力计的示数F与金属块下底面下降高度h的变化关系如图乙所示，忽略金属块浸入水中时池水液面高度的变化，
g取10 N/kg，则下列说法中正确的是(　　)
A. 金属块所受重力大小为26 N
B. 金属块的密度为2.3×103 kg/m3
C. 金属块完全浸没在水中时所受浮力的大小为26 N
D. 金属块恰好完全浸没时，金属块下底面所受水的压强为5×103 Pa
B
2. (2022兰州20题2分)如图所示，将一重为18 N，体积为2×10－3 m3的蜡块用细线系在弹簧测力计的挂钩上，将它浸没在酒精中，则蜡块受到的浮力是______N，此时测力计的示数是______N(g＝10 N/kg，ρ酒精＝0.8×
103 kg/m3)．
16
2
阿基米德原理法计算浮力(兰州4考；省卷5考)
命题点
2
3. (2022省卷12题2分)一个苹果的质量为 160 g，密度约为 0.8×103 kg/m3，苹果的体积是__________m3，用手将苹果浸没在水中时，苹果受到的浮力是_____N．(水的密度1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
2×10－4
2
4. (2023省卷11题3分)如图所示是世界上最大的豪华游轮之一“海洋魅力”号，长361米、宽66米，排水量达22.5万吨，满载时吃水深度达30米，可以搭载6 320名游客，则满载时船底受到的海水压强约为________帕(ρ海水＝1 000 kg/m3)，船受到的浮力约为__________牛(g＝10 N/kg)．当客人下船后，船受到的浮力将________(选填“变大”“不变”或“变小”)．
2.25×109
变小
3×105
5. (2023兰州21题2分)如图所示，将物体A放入水中时悬浮，将物体B放入水中时有一半的体积露出水面，将物体A置于物体B上再放入水中时，物体B有三分之一的体积露出水面，则两物体的体积VA∶VB＝________，物体B的密度是__________kg/m3.
1∶6
0.5×103
6. (2022兰州35题6分)如图所示，正方体A的边长为10 cm，在它的上面放一个重为2 N的物体B，此时正方体A恰好没入水中，已知g＝10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3，求：
(1)正方体A受到浮力的大小；
解：根据浮力公式F浮＝ρ液gV排，物体处于浸没状态时
排开水的体积为自身体积，代入数据得
F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×103×10－6 m3＝10 N
(2)正方体A的密度．
解：A和B整体处于漂浮状态，根据受力分析可得F浮＝GA＋GB
代入数据可得GA＝F浮－GB＝10 N－2 N＝8 N
mA＝ ＝0.8 kg
根据公式ρA＝ ＝0.8×103 kg/m3
拓展训练
7. 边长为10 cm的正方体物块，漂浮在水面上时，有 的体积露出水面，现在物块表面上放一石块，静止时，物块上表面恰好与水面相平，如图所示，则所放石块的质量是多少？(g取10 N/kg)
解：物块的体积为：V＝1×10－3 m3，
未放石块前物块排开水的体积：
V排＝(1－ )×(0.1 m)3＝6×10－4 m3
则物块受到的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×6×10－4 m3＝6 N
物块漂浮在水面上，所以物块的重力：G物＝F浮＝6 N
放入石块后，物块与石块看成一个整体时，整体漂浮在水中，由题意可得，此时物块排开水的体积V排′＝V＝1×10－3 m3
由F浮＝ρ液gV排得，此时物块受到的浮力
F浮′＝ρ水gV排′＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10－3 m3＝10 N
则石块的重力
G石＝F浮′－G物＝10 N－6 N＝4 N
则石块的质量
m石＝ ＝0.4 kg
8. (2023兰州34题6分)某同学想测量某种液体的密度，设计了如图所示的实验，已知木块的重力为1.2 N，体积为200 cm3，当木块静止时弹簧测力计的示数为2 N，g＝10 N/kg，求：
(1)木块受到的浮力是多大？
解：木块受到的浮力为
F浮＝F＋G＝2 N＋1.2 N＝3.2 N
(2)液体的密度是多少？
解：液体的密度
ρ液＝ ＝1.6×103 kg/m3
(3)剪断细绳，木块稳定时处于什么状态，所受浮力又是多大？
解：因为G＝mg，所以木块的质量
m＝ ＝0.12 kg
木块的密度
ρ＝ ＝0.6×103 kg/m3
因为ρ<ρ液，所以木块最终漂浮在液面上，受到的浮力为
F浮′＝G＝1.2 N
命题点
3
压强、浮力综合计算(兰州3考；省卷3考)
9. (2023兰州16题3分)如图甲所示，盛有液体的柱形容器置于水平桌面上，容器对桌面的压强为1 000 Pa；如图乙所示，用细线拴一铝块，将铝块的一半浸在液体中，容器对桌面的压强改变了80 Pa；如图丙所示，将细线剪断，铝块沉到容器底部，容器对桌面的压强又改变了460 Pa.容器的底面积为100 cm2，ρ铝＝2.7 g/cm3，g取10 N/kg.下列判断正确的是(　　)
A. 铝块浸没在液体中所受浮力是0.8 N
B. 铝块的体积是100 cm3
C. 铝块沉底时对容器底部的压力是4.6 N
D. 液体的密度是0.8 g/cm3
D
10. (2022省卷21题6分)刘家峡水电站是位于我省黄河上的“高原明珠”，水库大坝处有各式游船，游客可乘船直达水库西南端的炳灵寺石窟参观游览．(ρ水＝1.0×103 kg/m3, g＝10 N/kg)
(1)当水库水位为140 m时，水对坝底的压强是多大？
解：由液体内部压强公式可得：
p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×140 m＝1.4×106 Pa
(2)水库中有一艘自重为3.0×105 N的游船，该游船搭载总质量为1 800 kg的30名游客后，船排开水的体积为多少m3
解：搭载游客后，船漂浮在水面上，船受到的浮力是
F浮＝G船＋G人＝3.0×105 N＋1 800 kg×10 N/kg＝3.18×105 N
由F浮＝ρ水gV排可得
V排＝ ＝ 31.8 m3
11. (2022兰州33题6分)水平桌面上放一盛满水的烧杯，水深12 cm.将一个质量为55 g的鸡蛋，轻轻放入烧杯后沉入底部，排出50 g的水．然后向烧杯中加盐并搅拌，直到鸡蛋悬浮为止，已知g＝10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3.求：
(1)水对烧杯底部的压强；
解：由于水深为12 cm，所以水对杯底
的压强：
p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m＝1.2×103 Pa
(2)鸡蛋在水中受到的浮力；
解：将鸡蛋放入装满水的烧杯中，排开水的质量
m排＝50 g＝0.05 kg
根据阿基米德原理可得，鸡蛋在水中所受的浮力
F浮＝G排＝m排g＝0.05 kg×10 N/kg＝0.5 N
(3)当鸡蛋悬浮时，盐水的密度．
解：根据 可得，鸡蛋排开水的体积
V排＝ ＝50 cm3
鸡蛋沉入烧杯底部，所以鸡蛋的体积V蛋＝V排＝50 cm3
鸡蛋的密度
ρ蛋＝ ＝1.1 g/cm3
当鸡蛋悬浮在盐水中时，根据物体的浮沉条件可得：
ρ盐水＝ρ蛋＝1.1 g/cm3