第3节 水的浮力（浮力计算专题自己整理）

浮力计算专题
知识点：浮力秤
1、青少年科技创新大赛中，某同学的发
( http: / / www.21cnjy.com )明作品《浮力秤》参加了展评。该作品可方便地称量物体的质量，其构造如图所示。已知小筒底面积为l0厘米2，总长为20厘米，盘中不放物体时，小筒浸入水中的长度为8厘米，问：
(1)小筒和秤盘的总重力是多少牛
(2)该秤能称出物体的最大质量是多少千克
(3)该同学把秤的读数均匀地刻在小筒上，为什么刻度是均匀的 (g取10牛／千克)
答案：（1）由于小筒始终是漂浮体，所受浮
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"欢迎登陆21世纪教育网 )力等于重力，
G1=0.8N
（2）当盘中放入最大质量的物体时：G2=ρ水gSh2 ，此时放入物体的重力：G=ρ水gS（h2-h1）
此时放入物体的质量：m=ρ水S（h2-h1）
代入数据可得m=0.12kg
（3）由上式m=ρ水S（h2-h1）可得小筒浸入水中长度的变化量h浸=h2-h1=m/ρ水S
，由于ρ水、S是定值，h浸跟m成正比，所以秤的刻度是均匀的。
2、某校兴趣小组制作了一个称量物体质量的
( http: / / www.21cnjy.com )“浮力秤”：如图所示，选一厚底直筒形状的玻璃杯，使之开口向上时能在水中竖直漂浮（水足够深）．已知玻璃杯的质量为200g，底面积为20cm2，高度为15cm（g=10N/kg）．求：
（1）玻璃杯内未放物体时，杯子受到的浮力；
（2）玻璃杯内未放物体时浸入水中的深度（即为该浮力秤的零刻度位置）；
（3）此浮力秤的最大刻度（即称量物体的最大质量）是多少？
答案：⑴2N
⑵10cm⑶0.1Kg
知识点：利用浮力求密度
3、小明同学对一个金属块
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"欢迎登陆21世纪教育网 )进行了两次测量：第一次如图11（甲）所示，用细线系住金属块挂在弹簧测力计上，弹簧测力计的读数为2．7N．第二次如图（乙）所示，让金属块浸没在盛水的杯于中，这时弹簧测力计的读数为1.7N.(g取10N/kg)
(l)求金属块在水中受到的浮力。
(2)求金属块的体积；
(3)通过进一步计算，结合下表所列的“某些金属的密度”，说明金属
块是何种金属。
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答案：（1）1N
（2）1×10﹣4m3
（3）ρ=2.7×103kg/m3。此金属块是铝．
4、一个金属块在空气中称时，弹簧测力计的示数为54牛；浸没在水中时，弹簧测力计的示数为34牛。（g取10牛/千克）
(1)金属块浸没在水中时所受到的浮力是多大
(2)金属块的体积是多少
(3)金属块的密度是多少
答案：⑴20牛⑵2立方厘米⑶2.7克每立方厘米
5、小明利用如图甲所示的实验，研究浮力大小
( http: / / www.21cnjy.com )与深度的关系．根据测得的实验数据，作出了弹簧测力计的示数F.
与物体下表面在水中所处深度h 的关系图象（如图乙）．根据该图象可以得出的正确结论是（g取10N/kg）
（1）物体的质量
（2）物体浸没在水中时，受到的浮力大小.
(3)物体的密度.
答案：⑴1.2千克⑵8牛⑶1.5克每立方厘米
6、将质量为0.8kg
( http: / / www.21cnjy.com )、体积为1×10﹣3m3的长方体木块放入盛有某种液体的容器中，木块漂浮在液面上．现用力缓慢向下压木块，当力的大小为2N时，木块刚好浸没在液体中，如图所示．g=10N/kg
求：
（1）求木块的密度；（2）液体的密度；
（3）当压木块的力为1.6N时，木块露出液面的体积．
答案：⑴0.8克每立方厘米⑵1克每立方厘米⑶0.4×10﹣3立方米
7、如图甲所示，一个边长为1m的正方
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"欢迎登陆21世纪教育网 )体静止在湖底，上表面离水面深度为h．现用一根粗细和重力不计的绳子，将该物体从水底竖直向上拉，直至完全拉出水面，在整个拉动过程中物体始终保持匀速运动，拉力的大小随时间变化的关系如图乙所示．（g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）求：
（1）物体在露出水面前受到水的浮力是多少N？
（2）物体在露出水面前受到绳子的拉力是多少N？
（3）物体的密度是多少kg/m3？
（4）物体在水底时，上表面受到水的压强是多少Pa？
答案：⑴10000牛⑵20000牛⑶3000千克每立方米⑷30000帕
知识点：轮船、潜水艇排水量
8、中国在海军装备现代化的进程中，已拥有世
( http: / / www.21cnjy.com )界最先进的核潜艇．如图13为某种型号的导弹型核潜艇，该艇水上排水量为16600吨，水下排水量为18700吨．艇长170.7m、艇宽12.8m．下潜深度可达300m．
（1）它在水下航行时所受浮力是多少？
（2）它在水面航行时露出水面的体积是多少？（海水密度近似取作ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）。
答案：（1）1.87×108N
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（2）2.1×103m3
图13