2024四川中考物理二轮重点专题研究 微专题 漂浮、悬浮模型浮力相关计算（课件）(共25张PPT)

(共25张PPT)
漂浮、悬浮模型浮力相关计算
微专题
微技能突破
1
四川近年真题及拓展
2
浮力六种模型分析
图1 图2 图3 图4 图5
图6
受力分析(画出图1～图6中物物体的受力分析示意图)
微技能突破
G物
G物
G物
G物
G物
G物
F浮
F浮
F浮
F浮
F浮
F支
F拉
F浮
F拉
F
方法指导
图1 图2 图3 图4 图5
图6
求物体所受浮力 阿基米德原理法 F浮＝________ 平衡法 F浮＝______ F浮＝ G物－F支 F浮＝________ F浮= G物－F拉 F浮＝
G物＋F′
容器对桌面的压力、压强 图1、2、3、4整体受力分析：F支＝G总 压力F压＝F支＝G容＋G液＋G物 压强p容＝ ＝_____________ ρ液gV排
G物
G物＋F拉
容器对桌面的压力、压强 图5整体受力分析：________＝G总
压力F压＝F支＝G容＋G液＋G物－F拉
因为F浮＝G物－F拉，所以F压＝G容＋G液＋F浮
压强 p容＝
图6整体受力分析：F支＝G总＋F
压力F压＝F支＝G容＋G液＋G物＋F
因为F浮＝G物＋F，所以F压＝G容＋G液＋F浮
压强 p容＝
F支＋F拉
液体对容器底的压力、压强 先压强，后压力(适用于各种容器)：
压强p液＝ρ液gh，压强变化量Δp液＝ρ液gΔh
压力F液＝p液S，压力变化量ΔF液＝Δp液S容＝ρ液gΔhS容
先压力，后压强(适用于柱状容器)：
压力F液＝_________，压力变化量ΔF液＝ΔG液＋ΔF浮(液体无增减时，ΔG液＝0)
压强p液＝ ，压强变化量Δp液＝
(液体无增减时，ΔG液＝0)
G液＋F浮
例 如图所示，已知容器的重为1 N、底面积为200 cm2，装入水的质量为2 kg．将边长为10 cm的正方体木块A放入容器中的水中，木块A静止时有 的体积露出水面．水的密度 ρ＝1.0×103 kg/m3，g取
10 N/kg . 求：
(1)木块A所受的浮力；
(2)木块A的密度；
(3)放入木块A后，水对容器底部的压强变化量；
(4)放入木块A后，容器对桌面的压强；
一题多设问
解：(1)木块A的体积VA＝(0.1 m)3＝1×10－3 m3
木块A浸入水中的体积V排＝(1－ )×1×10－3 m3＝6×10－4 m3
木块所受的浮力
F浮A＝ρ液gV排＝1×103 kg/m3×10 N/kg×6×10－4 m3＝6 N
(2)木块A漂浮在水中，受到的重力大小等于浮力：GA＝F浮A＝6 N
木块A的质量mA＝
木块A的密度
(3)放入木块A后，液面高度的变化量Δh＝
水对容器底部的压强变化量
Δp＝ρgΔh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.03 m＝300 Pa
(4)容器对桌面的压力
F压容＝G水＋G容＋GA＝2 kg×10 N/kg＋1 N＋6 N＝27 N
容器对桌面的压强
【思路引导】请在下图中作出图乙中木块A的受力示意图，并写出木块A所受力的关系式：_____________．
F浮＝F＋GA
F浮
F
GA
(5)用力F将木块A逐渐向下压，使其恰好完全浸没在水中静止(水未溢出)，此时F的大小及水对容器底部压强的增加量；
解：(5)木块A浸没时受到的浮力
F浮＝ρ水gV排＝1×103 kg/m3×10 N/kg×1×10－3 m3＝10 N
木块A受到压力的大小F＝F浮－GA＝10 N－6 N＝4 N
水对容器底部压力的增加量ΔF＝F＝4 N
水对容器底部压强的增加量
(6)撤去力F，在木块A上加一个边长为0.05 m的正方体实心物块B时，木块A刚好浸没在水中，如图丙所示，求物块B的密度；
(7)将体积为0.5×10－3 m3的物块C用细线悬挂于木块A下，A刚好浸没在水中，如图丁所示，求物块C所受重力大小．
解：(6)物块B的体积VB＝(0.05 m)3＝1.25×10－4 m3
此时两物块所受的浮力
F浮＝ρ水gV排＝1×103 kg/m3×10 N/kg×1×10－3 m3＝10 N
物块B的重力GB＝F浮－GA＝10 N－6 N＝4 N
物块B的密度
(7)物块C对木块A的拉力T＝F浮A－GA＝10 N－6 N＝4 N
物块C受到的浮力
F浮C＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.5×10－3 m3＝5 N
物块C受到的重力GC＝F浮C＋T＝5 N＋4 N＝9 N
四川近年真题及拓展
1．(2023绵阳29题4分)我国自行设计和自主研制的蛟龙号载人潜水器，曾创造了下潜7 062米的世界同类作业型潜水器最大下潜深度纪录，其体积约为50 m3.蛟龙号某次在太平洋某海域下潜到上表面距海面2 000 m 时，进行预定的悬停作业，此时上表面受海水压强是__________Pa，蛟龙号受到海水的浮力是__________N．(g取10 N/kg，ρ海水＝1.03×103 kg/m3)
2.06×107
5.15×105
2．(2020宜宾21题2分)如图所示，盛满水的容器放在水平面上，一个体积为50 cm3，密度为0.6×103 kg/m3的不吸水的木块漂浮在水面，木块所受浮力大小为_______N，木块漂浮时有_______cm3体积露出水面．(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
0.3
20
3．(2023自贡9题2分)如图所示，一个边长为10 cm的正方体竖直悬浮在某液体中，上表面受到液体的压力F1为5 N，下表面受到液体的压力F2为13 N.
(g取10 N/kg)下列说法错误的是(　　)
A. 正方体受到的浮力为8 N
B. 液体的密度为0.8×103 kg/m3
C. 正方体上表面到液面的距离h＝5 cm
D. 液体对正方体下表面的压强为1.3×103 Pa
(素材来源于RJ八下P50图10.1－3)
其他地市真题展示
C
4. (2021攀枝花11题3分)如图，体积相同的两个物体A、B用不可伸长的细线系住，放入水中后，A刚好完全浸没入水中，细线被拉直．已知A重6 N ,
B受到的浮力为8 N，A、B密度之比为3∶5，以下说法中不正确的是(ρ水＝1.0×103 kg/m3)(　　)
A. B受到的重力为10 N
B. 细线对A的拉力为1 N
C. A的密度为0.75×103 kg/m3
D. B对容器底部的压力为零
B
5．(2020内江18题6分)一质量为54 g，边长为3 cm的立方体橡皮泥块，
浸没在水中时，受到的浮力为________N，立方体橡皮泥块的密度为________kg/m3.(水的密度ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
0.27
2×103
6. (2021广元25题5分)如图所示，图甲是一盛有水的圆柱形容器，置于水平桌面上，容器内水深为0.3 m，容器的底面积为0.04 m2，图乙是一质量均匀的塑料球，密度为0.2×103 kg/m3(g取10 N/kg)．求：
(1)容器中水的质量；
(2)距容器底部0.2 m处A点液体的压强；
(3)把塑料球放入该容器中，用了16 N的力恰好使
其完全浸没在水中(图丙)，塑料球的重力多大？
解：(1)容器中水的体积V＝Sh＝0.04 m2×0.3 m＝0.012 m3
由 可得，水的质量m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×0.012 m3＝12 kg
(2)距容器底部0.2 m处A点液体的压强：
p＝ρ水gh＝1×103 kg/m3×10 N/kg×(0.3 m－0.2 m)＝1 000 Pa
(3)设塑料球的体积为V ′，塑料球放入该容器中完全浸没在水中受到的浮力:
F浮＝ρ液gV排＝ρ液gV ′ 塑料球的重力：G＝m′g＝ρ球V ′g
塑料球放入该容器中，用了16 N的力恰好使其完全浸没在水中，
对塑料球分析受力有：
F浮＝F＋G ρ液gV′＝F＋ρ球V′g (ρ液g－ρ球g)V′＝F
代入数据，
(1×103 kg/m3×10 N/kg－0.2×103 kg/m3×10 N/kg)V′＝16 N
解得V′＝2×10－3 m3 由 可得，
塑料球的质量：m球＝ρ球V′＝0.2×103 kg/m3×2×10－3 m3＝0.4 kg
塑料球的重力G球＝m球g＝0.4 kg×10 N/kg＝4 N.
7. (2021德阳34题7分)如图所示，圆柱形容器中盛有某种液体，该液体的密度为0.8×103 kg/m3，一个体积为103 cm3、重力为
6 N的实心物体被细线系在容器底部，此时液体的深度为60 cm . 求：
(1)液体对容器底部的压强；
(2)细线对物体的拉力；
(3)剪断细线后，物体最终露出液体表面的体积．
一题多设问
(4)若容器的底面积为400 cm2，剪断细线后，物体静止时，容器底部受到液体的压强变化了多少；
(5)液体对容器的压力变化了多少．
拓展设问
解：(1)液体对容器底部的压强
p＝ρ液gh＝ 0.8×103 kg/m3×10 N/kg×0.6 m＝4.8×103 Pa
(2)物体排开液体的体积
V排1＝V＝103 cm3＝10－3 m3
物体受到的浮力
F浮1＝ρ液gV排1＝0.8×103 kg/m3×10 N/kg×10－3 m3＝8 N
根据二力平衡知识可得，细线对物体的拉力
F拉＝F浮1－G＝8 N－6 N＝2 N
(3)剪断细线后，物体漂浮；此时F浮2＝G＝6 N
由F浮2＝ρ液gV排2得，此时物体排开液体的体积
物体最终露出液体表面的体积
V露＝V－V排2＝10－3 m3－7.5×10－4 m3＝2.5×10－4 m3
(4)物体静止时，液面下降的高度为
物体静止时，容器底部受到液体的压强变化了
Δp＝ρ液gΔh＝0.8×103 kg/m3×10 N/kg×6.25×10－3 m＝50 Pa
(5)水对容器的压力变化了ΔF＝ΔpS＝50 Pa×400×10－4 m2＝2 N