浙教版科学八年级上册 浮力 计算题专项训练

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名称 浙教版科学八年级上册 浮力 计算题专项训练
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文件大小 1.5MB
资源类型 试卷
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2018-09-25 15:30:12

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浙教版科学八年级上册 浮力计算专题
1.“蛟龙号”是我国首台自主设计、自主集成研制、世界上下潜最深的作业型深海载人潜水器。“蛟龙号”体积约为30米3 , 空载时质量约为22吨,最大荷载240千克。
(1)“蛟龙号”空载漂浮在水面时受到的浮力为多大?
(2)若“蛟龙号”某次满载时下沉是采用注水方式实现的,则至少注入多少立方米的水?(海水密度取1.0×103千克/米2 , g取10牛/千克)





2.小明来到索有“中国死海”之称的新疆达坂城盐湖游玩,看到游客能漂浮在湖面,便利用随身携带的砝码盒以及长方体有盖铁皮罐、细线、沙石、水等物品探究湖中盐水的密度.(g取10N/kg)

①取一根细线与铁皮罐等高,通过对折细线找到铁皮罐一半高度位置,并作记号.
②在铁皮罐内加入适量沙石并加盖密封,使之漂浮时一半浸入水中.
③在铁皮罐上加砝码,直至铁皮罐恰好浸没在水中.
④将该铁皮罐放入盐水中,加砝码,直至铁皮罐恰好浸没在盐水中.问:
(1)铁皮罐的体积有多大?
(2)铁皮罐和沙石的总重有多大?
(3)盐水的密度有多大?





3.一个底面积为10m2的圆柱状容器,装有适量的水,现在将一个体积为20m3、密度为0.8×103kg/m3 的物体 A 放入其中,最终物体 A 漂浮于水面上。
(1)物体 A 所受到的浮力是多少?
(2)如图所示,若将画斜线部分截取下来并取出(其体积为浸入水中体积的一半),则取出的那部分物体的质量是多少?








印度尼西亚刚经受了海啸的袭击,又遭受了暴雨的摧残。连日的暴雨使印度尼西亚首都雅加达地区一些河流水位上涨,部分街道被淹没。图示为一名雅加达妇女依靠橡胶轮胎漂浮在水面上。假定轮胎的内圈直径约60厘米,外圈直径约100厘米,轮胎充足气时的平均密度约0.2×103千克/米3 , 试估算使用该轮胎最多能托起重为多少牛的人(假设人不浸入水中,g=10牛/千克)?





5.如图所示,将一个体积为1.0×10-3m3、重6N的木块用细线系在底面积为400cm2的圆柱形容器的底部.当容器中倒入足够的水使木块被浸没时,求:?
(1)木块浸没在水中受到的浮力;
(2)细线对木球的拉力;
(3)剪断细线后,木块处于静止时,木块露出水面的体积多大?






6.如图所示,弹簧测力计下面挂一实心圆柱体,静止时弹簧测力计的示数为F1=2.7N。将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降,使其逐渐浸没水中某一深度处,静止时弹簧测力计的示数为F2=1.7N。求:
(1)圆柱体受到的最大浮力;
(2)圆柱体的体积;
(3)结合下表所列的“某些金属的密度”,计算说明圆柱体可能是何种金属。
金属 金 铜 铁 铝
密度ρ(×103kg/m3) 19.3 8.9 7.9 2.7






7.一个质量为4kg、底面积为2.0×10﹣2m2的金属块B静止在水平面上,如图甲所示,现有一边长为0.2m的立方体物块A,放于底面积为0.16m2的圆柱形盛水容器中,把B轻放于A上,静止后A恰好浸没入水中,如图乙所示。(已知水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3 , 取g=10N/kg)求:

(1)B对水平面的压强;
(2)把B从A上取走后(如图丙所示),A浮出水面的体积;
(3)A物体的密度。






8.为了测出普通玻璃的密度,小明同学利用一个普通玻璃制成的小瓶,一个量筒和适量的水,做了如下实验:
⑴往量筒内倒入56cm3的水;
⑵让小瓶口朝上漂浮在量筒内的水面上(如图甲所示),此时水面与80cm3刻度线相平;
⑶让小瓶口朝下沉没在水中(如图乙所示),这时水面与62cm3刻度线相平。根据以上资料可知:小瓶漂浮在水面时,它排开水的体积V排=________;小瓶的重力是________;制成小瓶的玻璃的密度ρ=________g/cm3。




9.把一个外观体积为17.8厘米3的空心铜球放入水中,它恰好处于悬浮状态。已知铜的密度是8.9×103千克/米3 , g取10牛/千克,求:
(1)空心铜球的重力;
(2)铜球空心部分的体积。


10.一张总体积为0.3米3的质量分布均匀的长方体塑料泡沫床垫,将其放入水中时,床垫有体积浸入水中,若g取10牛/千克,求:
(1)此时床垫受到的浮力多大?
(2)床垫的重力和浮力哪个大?为什么?


11.如图甲所示,石块在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中,如图乙所示是钢绳拉力随时间t变化的图像,若不计水的阻力(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3),求:
(1)石块全部没入水中时受到的浮力是多少?
(2)石块的体积是多少?







12.取一根内部横截面积为1平方厘米的直筒形塑料管,在底部扎上橡皮膜后,称得质量为2克.向管内倒入10克液体,再将它放入水中.放手后,观察到橡皮膜恰好变平,如图所示.
请回答:
(1)气管内液体的密度________(选填”大于“”等于“或”小于“)水的密度.
(2)水对塑料管底部橡皮膜产生的压强大小.
(3)装有液体的塑料管受到的浮力大小.





13.小金学了浮力的知识后,想制造一台浮力秤。他将一段密度为0.5×103千克/米3 , 粗细均匀的木料,先进行不吸水处理,再将其竖立水中,如图所示。这段木料长为40厘米,横截面积为0.1米2 , 其上表面可以作为秤盘(g=10牛/千克),问:
(1)质量为0的刻度线的位置在哪里??
(2)距离上表面10厘米处的刻度对应的质量为多少?






14.在弹簧测力计下悬挂一个小球,示数为 4.2N。当把小球的一半体积浸没在水中时,弹簧 测力计的示数为?1.7N。已知?ρ?水=1.0×103kg/m3,g 取 10N/kg。问:
(1)小球所受的浮力为多大?
(2)把小球从弹簧测力计取下,浸没在水中后放手,请你通过计算来说明小球为什么不能 悬浮在水中。




15.Argo浮标广泛应用于台风预测、海洋资源开发等领域。浮标结构如图所示,坚硬壳体外下方装有可伸缩油囊;当液压式柱塞泵将壳体内的油注入油囊时,油囊排开水的体积等于注入油的体积;当油囊中的油全部被抽回壳体内时,油囊体积忽略不计。已知浮标总质量为55千克,其中含油20千克;浮标壳体体积为0.04米3 , 油的密度为0.8×103千克/米3;海水密度取1.0×103千克/米3 , g取10牛/千克。
(1)该浮标漂浮在水面上所有受到的浮力是多大?
(2)液压式柱塞泵将壳体中的油全部注入油囊时,浮标最终露出水面的体积为多少米3?







参考答案
1.【答案】(1)物体处于漂浮状态时,浮力等于重力;所以
(2)当蛟龙号下沉时,处于漂浮状态,浮力依然等于重力;但是由于蛟龙号完全浸没,所以受到的浮力增大;所以注入的水的重力就是浮力增大的部分;
【解析】(1)物体处于漂浮状态时,浮力等于重力;所以 物体处于漂浮状态时,浮力等于重力;所以 F 浮 = G = mg = 22 × 1000 k g × 10 N / k g = 2.2 × 10 5 N ;故答案为:2.2×105N;
(2)当蛟龙号下沉时,处于漂浮状态,浮力依然等于重力;但是由于蛟龙号完全浸没,所以受到的浮力增大;所以注入的水的重力就是浮力增大的部分;F 浮 = ρ 水 g V 排 = 1.0 × 10 3 kg / m 3 × 10 N / k g × 30 m 3 = 3 × 10 5 N ; G 水 = F 浮 -G-G 载 重 = 3 × 10 5 N- 2.2 × 10 5 N-240kg × 10N/kg = 7.76 × 10 4 N ; V 水 = G 水 ρ 水 = 7.76 × 10 4 N 1 .0 × 10 3 kg/m 3 = 7.76 m 3 ;
2.【答案】(1)由②图可知:一半浸入水中漂浮时受到的浮力F浮1=ρ水V排1g=ρ水×V罐g
在铁皮罐上加砝码铁皮罐恰好浸没在水中受到的浮力F浮2=ρ水V排2g=ρ水×V罐g,
由于铁皮罐处于漂浮,则F浮1=G罐 , F浮2=G罐+G砝码1 ,
所以,F浮2-F浮1=G砝码1 ,
即ρ水×V罐g-ρ水×V罐g=G砝码1 , 则V罐===1×10-3m3
(2)一半浸入水中漂浮时受到的浮力F浮1=ρ水V排1g=ρ水×V罐g=1.0×103kg/m3××1×10-3m3×10N/kg=5N,由于铁皮罐漂浮在水面上,则G总=F浮1=5N.
(3)将该铁皮罐放入盐水中,铁皮罐恰好浸没在盐水中时处于漂浮,则根据漂浮条件可得:
F浮3=G罐+G砝码2 ,
即:ρ盐水V罐g=G罐+G砝码2 ,
所以=
【解析】本题考察阿基米德原理以及物体沉浮条件,正确物体的受力情况是解本题的关键,根据F浮=ρ排V排g可知,在同种液体中,物体所受浮力大小与它排开液体的体积成正比,浮力的变化量与排开液体的变化率成正比。
3.【答案】(1)mA=ρAVA=0.8×103kg/m3×20m3=1.6×104kg,
∵物体 A 漂浮于水面上
∴物体 A 所受的浮力F 浮=GA=1.6×104kg×10N/kg=1.6×105N
(2)由 F浮=ρ水gV 排得:
V 排=
取出的那部分物体的体积
质量为
【解析】(1)根据浮沉条件,由容器在水中所处的状态可以确定浮力与重力的关系,可以求出物体A所受到的浮力。先计算出物体的质量,再求出重力。
(2)根据浮力计算出浸在水中的体积,再计算出截取部分的质量。

4.【答案】轮胎的体积约为V=π〔(D1-D2)/4〕2×〔π(D1+D2)/2〕=0.08米3由平衡条件可得:
ρ水Vg=G物+ρ圈Vg
1×103千克/米3×0.08米×10牛/千克=G物+0.2×103千克/米3×0.08米×10牛/千克
G物=6.4×102牛
【解析】当轮胎刚好浸没时(因为人不浸入水中)产生的浮力最大,由轮胎的体积可以得到产生的最大浮力。分析此时人与轮胎整体的状态为漂浮,可得到浮力与总重力相等,计算得到人的重力。此题中计算轮胎体积可以将轮胎看成一个圆柱,底面积是轮胎的横截面积,高是横截面的圆心构成的圆周长度。
5.【答案】(1)由F浮=ρ液V排g得木块浸没在水中时受到的浮力:F浮=1.0×103kg/m3×1.0×10-3m3×10N/kg=10N
(2)F拉= F浮-G=10N-6N=4N
(3)木块静止在水面时,由于漂浮,所以F浮=G=6N,V排 =F浮/(ρ水g)=6N/(1.0×103kg/m3×10N/kg)=6.0×10-4m3
V露=V-V排’=1.0×10-3m3-6.0×10-4m3=4.0×10-4m3?
【解析】(1)由F浮=ρ液V排g得木块浸没在水中时受到的浮力:
F浮=1.0×103kg/m3×1.0×10-3m3×10N/kg=10N;故答案为:10N;
(2)对小球进行受力分析可知:小球受到竖直向下的重力,绳子的拉力,向上的浮力;
F拉= F浮-G=10N-6N=4N; 故答案为:4N;
(3)由于浮力比重力大,因此剪断绳子小球会上浮,直至漂浮;
木块静止在水面时,由于漂浮,所以F浮=G=6N,
V排 =F浮/(ρ水g)=6N/(1.0×103kg/m3×10N/kg)=6.0×10-4m3
V露=V-V排’=1.0×10-3m3-6.0×10-4m3=4.0×10-4m3 ;故答案为:4.0×10-4m3 ;
6.【答案】(1)解:G=F1=2.7N,
F浮=G-F2=2.7N-1.7N=1N;
答:圆柱体受到的最大浮力;
(2)解;浸没时,V物=V排=F浮/(ρ液g)=1N/(1×103kg/m3×10N/kg)=10-4m3;
答:圆柱体的体积10-4m3;
(3)解:m=G/g=2.7N/10N/kg=0.27kg
ρ=m/V=0.27kg/10-4m3=2.7×103kg/m3
查阅表格得该金属是铝制的。
答:圆柱体可能是是铝制的。
【解析】(1)计算浮力的方法;①称重法F浮=G-F'②阿基米德原理F浮=ρ液V排g③物体的浮沉条件;
(2)阿基米德原理F浮=ρ液V排g的应用;
(3)ρ=的应用。
7.【答案】(1)B的重力:GB=mBg=4kg×10N/kg=40N;
B对水平面的压强:pB=
B对水平面的压强为2×103Pa。
(2)取走B后,A漂浮在水面上,可知GB=F浮乙-F浮丙=ρ水gVA-ρ水gV排=ρ水gV露 ,
V露=
把B从A上取走后(如图丙所示),A浮出水面的体积为4×10﹣3m3。
(3)取走B后,A漂浮在水面上,由GA=F浮可知,
V排=0.2m×0.2m×0.2m-4×10﹣3=4×10﹣3m3
GA=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣3=40N


【解析】(1)先根据G=mg求出B的重力,然后根据压强公式求出B对水平面的压强;
把B从A上取走后,A处于漂浮状态,根据浮力等于重力得出排开水的体积与A体积的关系,最后根据A的体积和排开水的体积求出A浮出水面的体积;
(3)根据取走B后,A漂浮在水面上,由GA=F浮可知,求出A的质量,根据吗,密度公式求出A的密度。
8.【答案】24毫升(m3 );0.24牛;4克/立方厘米
【解析】由甲图可知小瓶漂浮时排开水的体积V排=80mL-56mL=24cm3;小瓶漂浮时,重力等于浮力,所以G瓶=F浮=ρ液gV排=1.0×103千克/米3×10牛/千克×24×10-6米3=0.24牛;小瓶的质量m瓶= ?= =0.024千克,V瓶=62mL-56mL=6cm3 , 由公式:ρ= = =4克/厘米3。
故答案为:24毫升(m3);0.24牛;4克/立方厘米
9.【答案】(1)解:G=F浮=ρ液gV排=1.0×103千克/米3×10牛/千克×17.8×10-6米3=0.178牛
(2)解:铜球实心部分的体积:V实=G/(ρg)=0.178牛/(8.9×103千克/米3×10牛/千克)=2×10-6米3=2厘米3
铜球空心部分的体积:V空=V-V实=17.8厘米3-2厘米3=15.8厘米3
【解析】(1)空心铜球处于悬浮状态,浮力等于重力;而知道铜球的体积,根据阿基米德原理即可求出铜球的浮力;故答案为:G=F浮=ρ液gV排=1.0×103千克/米3×10牛/千克×17.8×10-6米3=0.178牛;
(2)根据空心球的重力,通过密度的公式,可以求出如果铜球是实心的情况下,铜球的体积应该是多少,与空心球进行比较即可求出空心的部分;故答案为:铜球实心部分的体积:V实=G/(ρg)=0.178牛/(8.9×103千克/米3×10牛/千克)=2×10-6米3=2厘米3;铜球空心部分的体积:V空=V-V实=17.8厘米3-2厘米3=15.8厘米3?;
10.【答案】(1)解:根据阿基米德原理F浮=ρgV排=可求得床垫受到的浮力:F浮=1.0×103千克/米3×10牛/千克××0.3米3=120牛;
(2)解:一样大。因为床垫是浮在水面的(即处于静止状态),所以受到的重力和浮力是一对平衡力,二者一样大。
【解析】(1)床垫在水中处于漂浮状态,可以直接根据漂浮时浮力等于重力求解,但是该题中不知道床垫的重力,所以只能根据阿基米德原理求解;故答案为:F浮=1.0×103千克/米3×10牛/千克××0.3米3=120牛;
(2)床垫在水中只有浸没在水中,则床垫处于漂浮状态,物体处于漂浮时,重力等于浮力;故答案为:一样大。因为床垫是浮在水面的(即处于静止状态),所以受到的重力和浮力是一对平衡力,二者一样大;
11.【答案】(1)由图乙可知,当石块没有浸入水中时,拉力等于重力,即:F=G=1400N,石块的质量:当石块全浸入水中后,F浮=G-F′=1400N-900N=500N
(2)根据F浮=ρ水gV排 , 得:,
因为石块完全浸没,石块的体积:V石=V排=5×10-2m3;
【解析】(1)如图甲将石块在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中,对应图乙中拉力的变化,AB段表示石块接近水面但未进入水面,此时的拉力与重力相等,BC表示石块逐渐浸入水中至恰好完全浸没,此时浮力逐渐增加拉力逐渐减小,CD表示全部浸入水面后继续下降,此时由此排开液体体积不变石块所受浮力不变拉力也不变。求石块全部没入水中时受到的浮力可用“弹簧称法”用重力减去完全浸没后的拉力;
(2)石块的体积可通过完全浸没后V石=V排 , 利用公式V排= 计算得到V排的大小,再得出石块的体积。
12.【答案】(1)小于
(2)塑料管受到的压力F=G=mg=0.01kg×10N/kg=0.1N, 所以对塑料管底部橡皮膜产生的压强P= = =1000Pa;
答:水对塑料管底部橡皮膜产生的压强是1000Pa;
(3)装有液体的塑料管受到的浮力F浮=G总=(0.01kg+0.002kg)×10N/kg=0.12N. 答:装有液体的塑料管受到的浮力是0.12N.
【解析】(1)塑料管的重力和液体的重力之和等于塑料管受到的浮力,则液体的重力小于塑料管受到的浮力,据此分析;
(2)先根据公式F=G=mg计算出塑料管受到的压力,再根据公式p= 计算压强;(3)物体静止漂浮时,受到的重力等于浮力.
【答案】(1)方法1:将这段木块竖直漂浮于水中,水面与木块相切处即为零刻度线位置
方法2:∵漂浮∴F浮=G木??
又∵F浮=ρ水gV水 , G木=ρ木gV木 , ?
∴ρ水gSh=ρ木gSL,
∴h= ?= ,
离下表面竖直距离20cm处为零刻度线位置
(2)设距离上表面10厘米处的刻度对应的质量为m
F’浮= G水+mg
F’浮=ρ水gV’水=ρ水gSh’
=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m2×(0.4-0.1)m=300N
G木=m木g=ρ木V木g=ρ木SLg
=0.5×103kg/m3×0.1m2×0.4m×10N/kg=200N

【解析】
(1)根据m=ρV算出物体的质量即质量为0的刻度线的位置;
(2)算出距离上表面10厘米排开水的质量减去木料的质量就是对应的质量。
14.【答案】(1)F浮=2.5N
(2)若小球浸没在水中,
此时F浮=ρ液gV排=ρ液gV物=1×103 kg/m3×10N/kg×5×10-4m3=5N
因为F浮>G物
所以小球不能悬浮在水中,会上浮。
【解析】(1)由公式F浮=G-F=4.2N-1.7N=2.5N
由公式F浮=ρ水gV排可知V物=2V排=2F浮/ρ水g=2×= 5×10-4m3
15.【答案】(1)解:F浮=G物=mg=55千克×10牛/千克=550牛
(2)解:浮标最终处于漂浮状态,所以F浮=G物=550牛根据公式F浮=ρ液gV排 , 得
油囊体积,所以V露=V壳?(V排?V油)=0.04米3?(0.055米3?0.025米3)=0.01米3
【解析】(1)根据二力平衡,F浮=G物=mg=55千克×10牛/千克=550牛
(2)根据阿基米德原理,要产生550N的浮力,V排=F浮/液g=550N/(10N/Kg1000Kg/m3)=0.055m3
油囊此时排开液体的体积是V=m/=20kg/(0.81000Kg/m3)=0.025m3
则浮标还需要浸没在水中的体积为0.055m3-0.025m3=0.03m3
最终露在外面的体积为V露=V总-V排=0.04m3-0.03m3=0.01m3
故答案为:(1)解:F浮=G物=mg=55千克×10牛/千克=550牛????????????????
解:浮标最终处于漂浮状态,所以F浮=G物=550牛
根据公式F浮=ρ液gV排 , 得油囊体积?????????????????
所以V露=V壳?(V排?V油)=0.04米3?(0.055米3?0.025米3)=0.01米3
?????????????













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