全章高频考点专训
HY版 八年级下
专训2 浮力的计算
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答案呈现
B
1.【中考?深圳】如图所示,将棱长为10 cm的正方体木块放入装有水的烧杯中,木块静止时,上表面距离水面4 cm,g取10 N/kg,则( )
A.木块受到的浮力是4 N
B.使木块完全浸没需要4 N向下的压力
C.木块的密度为0.4 g/cm3
D.木块底部受到水向上的压强为103 Pa
【点拨】木块漂浮,沉入水下深度h1=0.1 m-0.04 m=0.06 m,排开水的体积V排=Sh1=0.1 m×0.1 m×0.06 m=6×10-4m3,则木块所受浮力F浮=ρ水gV排=1.0×
103 kg/m3×10 N/kg×6×10-4m3=6 N,故A错误;使木块完全浸没,此时V排′=V木=1×10-3m3,此时木块所受浮力F浮′=ρ水gV排′=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×
10-3m3=10 N,木块重力G木=F浮=6 N,对木块受力分析可得F浮′-G木=F压,F压=10 N-6 N=4 N,故B正确;
【答案】B
2.【中考?常州改编】湖南师范大学学生发明了一辆水上自行车,车下固定5个充满气的气囊,每个气囊的体积均为3.0×10-2 m3,已知该水上自行车的总质量为25 kg,不计车轮浸入水中的体积,g取10 N/kg。则:
(1)当自行车停放在水面上没人骑行时,气囊排开水的总体积为多少?
(2)当质量为75 kg的人骑行时,固定在正中间的1个气囊破裂,该自行车是否还能安全骑行?请通过计算说明。
1个气囊破裂后,其他几个气囊可排开水的最大总体积V气囊总=(5-1)×3.0×10-2 m3=0.12 m3,
V排23.【中考?枣庄】在弹簧测力计下悬挂一长方体实心金属块,金属块下表面与水面刚好接触,如图甲。从此处匀速下放金属块,直至浸没于水中并继续匀速下放(金属块未与容器底部接触),在金属块下放过程中,弹簧测力计示数F与金属块下表面浸入
水的深度h的关系如图乙,g取
10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3。
由图像可知:
(1)金属块完全浸没在水中受到的浮力为________N。
【点拨】由图可知,金属块未浸入水中时弹簧测力计示数为9 N,即金属块的重力为G=9 N。金属块全部浸入水中时,弹簧测力计的示数为F=5 N,金属块完全浸没在水中受到的浮力F浮=G-F=9 N-5 N=4 N。
4
(2)金属块的密度是____________kg/m3。
2.25×103
(3)你还能求出有关金属块的哪些物理量:____________
_______。(写出三个物理量即可,不需要计算结果)
【点拨】由上面的解答可知,除了能求出金属块浸没水中受到的浮力、金属块的密度外,还可以计算金属块的体积、质量、重力,利用p=ρgh还可计算出金属块刚浸没时所受水的压强(下表面浸入水的深度h=4 cm)。
体积、质量、
重力
4.为安全起见,初学游泳者常使用一块泡沫浮板,用双臂把浮板压入水中,借助浮板所受的浮力来辅助游泳。已知泡沫浮板的密度是0.1×103 kg/m3,体积为3 000 cm3。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)当浮板自由漂浮在水面上时,浮板受到的浮力大小。
解:V=3 000 cm3=3×10-3 m3,
浮板的质量m=ρV=0.1×103 kg/m3×3×10-3m3=0.3 kg,
G=mg=0.3 kg×10 N/kg=3 N,
因为浮板漂浮,所以F浮=G=3 N。
(2)当浮板被压没水中静止时,浮板受到双臂压力的大小。
解:使浮板浸没,V排=V,
F浮′=G排=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3×
10-3 m3=30 N,
F压=F浮′-G=30 N-3 N=27 N。
5.【中考?广州】某比赛,两选手分别用六根完全相同的长方体木条搭建了甲、乙两木筏,如图a所示,两木筏静止在水面。
(1)以点代替木筏,在方框内(图b)画出甲木筏的受力示意图。
解:如图所示。
(2)甲木筏的质量为100 kg,底面积为2 m2,求甲木筏浸入水中的深度。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(3)甲木筏所受浮力________(填“>”“=”或“<”)乙木筏所受浮力。写出你的分析过程。
=
解:分析过程:甲、乙都处于漂浮状态,所以F浮甲=G甲,F浮乙=G乙,
又因为G甲=G乙,所以F浮甲=F浮乙。
6.【中考?潍坊】如图所示,用细线将正方体A和物体B相连放入水中,两物体静止后恰好悬浮,此时A上表面到水面的高度差为0.12 m。已知A的体积
为1.0×10-3 m3,所受重力为8 N;B的体
积为0.5×10-3 m3,水的密度ρ水=1.0×
103 kg/m3,g取10 N/kg,求:
(1)A上表面所受水的压强。
解:A上表面所受水的压强p=ρ水gh=1.0×
103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m=1.2×103 Pa。
(2)B所受重力大小。
解:A和B受到的总浮力F浮总=ρ水g(VA+VB)=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(1.0×10-3 m3+0.5×
10-3 m3)=15 N,
根据F浮总=GA+GB得,B受到的重力GB=F浮总-
GA=15 N-8 N=7 N。
(3)细线对B的拉力大小。
解:B受到的浮力F浮B=ρ水gVB=1.0×103 kg/m3×
10 N/kg×0.5×10-3 m3=5 N,
细线对B的拉力F=GB-F浮B=7 N-5 N=2 N。