2024成都中考物理二轮专题复习 第15讲 浮力的相关计算 习题课件(共18张PPT)

(共18张PPT)
浮力的相关计算
第15讲
成都近年真题及拓展
基础小练
1. (2021福建)如图，将一边长为10 cm的正方体木块放入装有某液体的圆柱形容器中．木块静止时露出液面的高度为2 cm，液面比放入前升高
1 cm，容器底部受到液体的压强变化了80 Pa，则木块底部受到液体压强为________Pa，木块受到的浮力为________N.
640
6.4
2. (2021襄阳)一金属环中间结有冰块，冰块和金属环的总重为0.71 N，将它们放入底面积为10 cm2的圆柱形容器中恰好悬浮于水中(如图甲所示)，此时冰块和金属环受到的浮力共为________N；过一段时间冰全部熔化，金属环沉入水底，容器内的水面下降了0.7 cm(如图乙所示)，则金属环的质量是_______g．(已知ρ冰＝0.9 g/cm3，g取10 N/kg)
0.71
8
3. (2023娄底改编)如图甲所示，在水平地面上有一个装有水的圆柱形容器(水的深度不变)，一物体浸没在容器底部(非密合)，现用弹簧测力计将物体缓慢拉出．弹簧测力计的示数为F，物体下表面距容器底的距离为h，F与h的关系如图乙所示．物体浸没在水中所受的浮力为________N，物体的体积为________m3；物体上表面刚出水面时，水对下表面产生的压强为________Pa.(g取10 N/kg，
ρ水＝1.0×103 kg/m3)
8
8×10－4
300
4. (2023成都B卷4题2分)(双选)在水平桌面上有一个盛有水的容器，木块用细线系住没入水中，如图甲所示．将细线剪断，木块最终漂浮在水面上，且有 的体积露出水面，如图乙所示．下列说法正确的是(　　)
A. 甲、乙两图中，木块受到水的浮力之比是5∶3
B. 甲、乙两图中，水对容器底部的压强大小相等
C. 甲图中细线对木块的拉力与木块受到的浮力之
比是2∶5
D. 甲图中容器对水平桌面的压力小于乙图中容器对水平桌面的压力
AC
5. (2022成都B卷7题6分)如图所示，实心均匀圆柱体A、薄壁圆柱形容器B和C，三者高度均为H＝10 cm，都放置在水平桌面上．容器B内装有油，容器C内装有水，相关数据如下表所示．忽略圆柱体A吸附液体等次要因素，常数g取10 N/kg.
圆柱体A 油 水
质量/g 90 54 120
密度/(g/cm3) 0.6 0.9 1
深度/cm 2 6
(1)求A的底面积．
(2)若将A竖直缓慢放入B内，释放后静止时，求油对容器底部的压强．
(3)若将A竖直缓慢放入C内，释放并稳定后，再将A竖直向上缓慢提升
0.5 cm，求静止时水对容器底部的压力．
解：(1)A的体积VA＝ ＝ ＝150 cm3，
A的底面积
SA＝ ＝ ＝15 cm2
(2)因为ρA＜ρ油，A可能会漂浮，但油偏少，A也有可能会沉底．假设A在B中沉底．
GA＝mAg＝0.09 kg×10 N/kg＝0.9 N
V油＝ ＝ ＝60 cm3
SB＝ ＝ ＝30 cm2
A沉底时，B中油的深度h油′＝ ＝ ＝4 cm＝
4×10－2 m
F浮＝ρ油gSAh油′＝0.9×103 kg/m3×10 N/kg×15×10－4 m2×4×10－2 m＝0.54 N＜GA，故A沉底，假设成立
p油＝ρ油gh油′＝0.9×103 kg/m3×10 N/kg×4×10－2 m＝360 Pa
(3)水的体积V水＝ ＝ ＝120 cm3
SC＝ ＝ ＝20 cm2
C的容积VC＝SCH＝20 cm2×10 cm＝200 cm3
假设A在C中漂浮，则排开水的体积V排＝ ＝ ＝ ＝ ＝90 cm3
浸入水中的深度应为h液′＝ ＝ ＝6 cm
初态h浸＝6 cm，满足要求，假设成立
V水＋V排＝120 cm3＋90 cm3＝210 cm3＞VC，说明有水溢出，即A被释放并稳定时，水深为H
把A向上提0.5 cm时，假设A未离开水面，由体积关系得
SAΔhA＝(SC－SA)Δh水
解得水面下降的距离Δh水＝ ＝ ＝1.5 cm
Δh水＋ΔhA＝2 cm＜h浸，所以假设成立
则h水′＝H－Δh水＝10 cm－1.5 m＝8.5 cm
由p＝ 可得，F水＝p水SC＝ρ水gh水′SC＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg
×8.5×10－2 m×20×10－4 m2＝1.7 N
重难点突破
浮力的相关计算
方法指导
方法 公式及图示 适用范围及注意事项
压力差法 F浮＝F下－F上 在已知形状规则的物体：①上、下表面的压强及上、下表面积
②上、下表面所受的压力
注：以上两个条件只需满足其中任一条即可
阿基米德 原理法 F浮＝G排＝m排g＝ρ液gV排 普遍适用的浮力计算法：在已知物体排开液体的体积和液体的密度时
注：悬浮、沉底时，V排＝V物；漂浮时V排方法 公式及图示 适用范围及注意事项
称重法 G物＝F浮＋F拉 适用于在液体中下沉的物体，在已知物体的重力及在液体中物体受到向上的拉力时
平衡法 F浮＝G物＝m物g 适用于漂浮或悬浮的物体，已知物体的重力
一题多设问
例1 (压力差法)如图所示，将一重为12 N的圆柱体用细绳系着浸没在水中，上、下表面距水面的高度分别为 2 cm、12 cm，圆柱体上表面所受的压力为1 N．(g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)
(1)圆柱体下表面所受的压强为________Pa，下表面所受的压力为____N；
(2)圆柱体受到的浮力为________N；
(3)细绳对圆柱体的拉力为______N；
(4)圆柱体的密度为________kg/m3.
1 200
6
5
7
2.4×103
一题多设问
例2 (阿基米德原理法)一圆柱体物体高为25 cm、底面积为20 cm2，图中烧杯底面积为50 cm2.(g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)
(1)(漂浮状态)如图甲所示将物块放入水中，物块所受浮力为________N.
(2)(浸没状态)如图乙所示，用力F缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中(水未溢出)，此时物块所受浮力
为________N，施加的压力F至少
为______N.
(3)(沉底状态)从烧杯中倒出部分水后，物块的状态如图丙所示(物块底部与烧杯底部不密合)，此时物块所受浮力为______N，烧杯底部受到水的压力为______N.
3
5
2
3
7.5
例3　(平衡法)体积均为400 cm3的木块和合金块，放入水中静止时的情况如图所示，已知木块重为3.6 N，合金块重为12 N，则木块受到的浮力为________N，合金块受到的浮力为________N．(g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)
3.6
4
百变例题
例4 (称重法)如图甲所示，将体积为V的物块用细线系在弹簧测力计下，在空气中测量时示数是4 N；逐渐将物块浸入水中，物块浸入水中 V、 V、V时的情景，如图乙、丙、丁所示，三个情景中物块受到水的浮力分别为_____N、_____N、_____N；物块到达图丁中位置后，如果让物块继续下沉(不触底)，物块所受到的浮力______(选填“增大”“减小”或“不变”)．已知水的密度为1×103
kg/m3，则物块的密度为________kg/m3.
(g取10 N/kg)
0.5
1
2
不变
2×103
变式　(改变浸入液体)若将该物块浸没在另一种液体中时弹簧测力计的示数为1.8 N，则该液体的密度为________g/cm3.
1.1