難點2 浮力的計算（解析版）

1、難點2 浮力的計算【知識點1】通過產(chǎn)生原理計算產(chǎn)生原因：物體上下表面所受液體(或氣體)壓力不同。浮力的計算：F浮=F下-F上如圖所示：F下=PS=液gh下S F上=PS=液gh上S【知識點練習(xí)】【例1】如圖所示，一個邊長為10cm的正方體豎直懸浮在水中，上表面受到水的壓力F1為10N，下表面受到水的壓力F2為20N，兩側(cè)受到水的壓力相等。求：（1）正方體受到的浮力；（2）正方體下表面受到水的壓強。【答案】（1）10N；（2）2103pa【詳解】解：（1）由浮力產(chǎn)生的原因可知，正方體受到的浮力F浮=F2-F1=20N-10N=10N（2）正方體下表面離水面深度h=10cm+10cm=20cm=0

2、.2m正方體下表面受到的壓強p=gh=1.0103kg/m310N/kg0.2m=2103Pa答：（1）正方體受到的浮力為10N；（2）正方體下表面受到水的壓強2103Pa?！局R點2】通過稱重法測量如圖所示，當(dāng)物體在彈簧測力計下，保持在靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)時，物體受力平衡計算公式：F浮=G-F拉【注意】必須物體保持在平衡狀態(tài)時，才可以用此公式，如上圖，物體受到的浮力F浮=G-F拉=2.5N-1.5N=1N【知識點練習(xí)】【例2】計算下列物體在液體的浮力大小 A B C DA圖中8N為_；浮力為_。B圖中7N為_；浮力為_。C圖中6N為_；浮力為_。D圖中5.6N為_；浮力為_?！敬鸢浮緼

3、圖中8N為物體的重力；浮力為0N。B圖中7N為物體部分在水中時，彈簧測力計的示數(shù)；浮力為1N。C圖中6N為物體全部在水中時，彈簧測力計的示數(shù)；浮力為2N。D圖中5.6N為物體全部在鹽水中時，彈簧測力計的示數(shù)；浮力為2.4N?！窘馕觥緼圖中8N為物體的重力；浮力為0N。B圖中7N為物體部分在水中時，彈簧測力計的示數(shù)；浮力為F浮=G-F拉=1N。C圖中6N為物體全部在水中時，彈簧測力計的示數(shù)；浮力為F浮=G-F拉=2N。D圖中5.6N為物體全部在鹽水中時，彈簧測力計的示數(shù)；浮力為F浮=G-F拉=2.4N。【知識點3】阿基米德原理測量阿基米德原理：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排

4、開的液體受到的重力計算公式：F浮=G排=液gV排【知識點練習(xí)】【例3】有一個重890N的銅塊，把它用細(xì)繩吊起并浸沒在水中。求：（1）銅塊的體積；（2）銅塊受到的浮力；（3）細(xì)繩受到的拉力。（，g=10N/kg）【答案】（1）0.01m3；（2）100N；（3）790N【詳解】解：（1）由G=mg可知，銅塊的質(zhì)量由可知，銅塊的體積（2）因為銅塊浸沒在水中，所以銅塊排開水的體積V排=V=0.01m3則銅塊受到的浮力（3）銅塊浸沒在水中時受到豎直向下的重力、豎直向上的細(xì)繩對物體的拉力和豎直向上的浮力，由力的平衡條件可知，銅塊受到的拉力F=G-F浮=890N-100N=790N則細(xì)繩受到的拉力F=F=

5、790N【知識點4】通過二力平衡計算當(dāng)物體在水中，處于懸浮或漂浮時，物體正好處于二力平衡狀態(tài)，此時浮力等于重力計算公式：F浮=G物=物gV物=液gV排【知識點練習(xí)】【例4】如圖所示，水平桌面上放置的兩個相同的圓柱形容器中盛有甲和乙兩種不同液體，將一支密度計分別放入這兩種不同液體中，靜止后的情形如圖所示，兩液面相平，密度計在甲液體中受到的浮力_在乙液體中受到的浮力（選填“大于”、“等于”、“小于”）?！敬鸢浮?等于【詳解】同一支密度計放在甲、乙兩種液體中都漂浮，則兩個浮力的大小關(guān)系，即：密度計在甲、乙兩種液體中受到的浮力都等于密度計的重力 練習(xí)一：通過產(chǎn)生原理計算1將同一長方體分別水平與豎直放置

6、在水中，如圖所示，它所受到的（）A向上、向下壓強差不等，向上、向下壓力差不等B向上、向下壓強差不等，向上、向下壓力差相等C向上、向下壓強差相等，向上、向下壓力差不等D向上、向下壓強差相等，向上、向下壓力差相等【答案】B【詳解】長方體物塊懸浮在水中，說明受到水的浮力不變，而浮力等于物體上下表面受到水的壓力差，所以長方體物塊上下表面受到水的壓力差不變；而長方體物塊上下表面受到水的壓強差：，豎直放置比水平放置上下表面積小，所以長方體物塊上下表面受到水的壓強差不相等。綜合上述分析可知，B符合題意，ACD不符合題意。故選B。2如圖所示，當(dāng)向兩端開口的容器內(nèi)注水時，乒乓球_（填“會”或“不會”）浮起來，因

7、為球的上下表面_（填“受”或“不受”）到液體向上的壓力差?！敬鸢浮?不會 不受【詳解】12由于容器是兩端開口，下端的水對乒乓球沒有向上的壓力，水對乒乓有向下的壓力，故小球不會上浮。3浸沒在液體中的物體，受到液體對它向上、向下的壓力大小分別是15N和5N，該物體受到的浮力大小是（）A5NB10NC15ND20N【答案】B【詳解】物體受到的浮力為F浮=F向上-F向下=15N-5N=10N故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。4如圖所示，一體積為103cm3的實心正方體靜止在水中如圖所示的位置，已知h110cm，則以下說法正確的是（）A正方體受到的浮力8NB正方體的上表面受到的壓力為8NC正方體下

8、表面受到液體的壓強為2103PaD正方體下表面受到的壓力為16N【答案】C【詳解】該正方體上表面受到液體的壓強p上gh11103kg/m310N/kg0.1m1103Pa此正方體的邊長由可得，上表面受到液體的壓力F上p上S1103Pa(0.1m0.1m)10N下表面受到液體的壓強p下gh2g(h1+a)=1103kg/m310N/kg(0.1m+0.1m)2103Pa下表面受到液體的壓力F下p下S2103Pa(0.1m0.1m)20N根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因可知，物體受到的浮力F浮=F下-F上=20N-10N=10N故ABD錯誤，C正確。故選C。5如圖所示，一個邊長為10cm的正方體豎直懸浮在某液體

9、中，上表面受到液體的壓力F1為5N，下表面受到液體的壓力F2為13N，兩側(cè)受到液體的壓力相等。（g取10N/kg）。求：（1）正方體受到的浮力；（2）正方體上表面受到液體的壓強；【答案】（1）8N；（2）500Pa【詳解】解：（1）由浮力產(chǎn)生的原因知道，正方體受到的浮力F浮=F2-F1=13N-5N=8N（2）正方體上表面積S=L2=（10cm）2=100cm2=110-2m2正方體上表面受到液體的壓強答：（1）正方體受到的浮力8N；（2）正方體上表面受到液體的壓強500Pa。練習(xí)二：通過稱重法計算6在彈簧測力計的下面掛一物體，當(dāng)物體全部浸沒在某種液體中時，彈簧測力計的示數(shù)表示（）A物體所受的

10、重力 B物體所受到的浮力C物體在液體中失去的重力 D物體所受重力與浮力的差【答案】D【詳解】對物體進(jìn)行受力分析，沒有放入某液體中時，物體受到豎直向上的拉力和豎直向下的重力，它們是一對平衡力，大小相等；當(dāng)物體全部浸沒在液體中時，物體受到豎直向上的拉力和浮力，還有豎直向下的重力，三個力的關(guān)系是則彈簧測力計示數(shù)即彈簧測力計示數(shù)表示物體所受重力與浮力的差，故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。7彈簧測力計下懸掛一個重物，在空氣中稱量時測力計的示數(shù)如圖甲所示，把重物浸在水中時測力計的示數(shù)如圖乙所示，下列說法正確的是（）A物體浸在水中所受浮力為3.2NB物體浸在水中所受浮力為2.2NC物體浸在水中所受拉

11、力為2.2ND物體浸在水中所受拉力為1.0N【答案】C【詳解】CD由圖可知，彈簧測力計的分度值為0.1N，當(dāng)重物浸在水中時，由圖乙可知， 彈簧測力計的示數(shù)F示=2.2N，即物體浸在水中所受拉力為2.2N，故C正確，D錯誤；AB由圖甲可知，當(dāng)重物在空中時彈簧測力計的示數(shù)為3.2N，即物體重G=3.2N，則根據(jù)稱重法可知重物受到的浮力F浮=G-F示=3.2N-2.2N=1N故AB錯誤。故選C。8如圖所示，重為12牛的長方體A靜止在水中，若彈簧測力計的示數(shù)為5牛，則A受到的浮力為_牛。若長方體A下表面受到的液體壓力為9牛，則其上表面受到的液體壓力為_牛?！敬鸢浮?7 2 【詳解】1稱重法測浮力知2浮

12、力產(chǎn)生原因所以上表面受到的液體壓力為9如圖所示是小明在某次測量小石塊密度的實驗操作過程，繩子的重力不計，已知燒杯中原有水深8cm，浸入石塊后水面上升2cm（g取10N/kg）求：（1）浸入石塊后，燒杯底受到的液體壓強？ （2）石塊浸沒在水中時浮力大小？【答案】（1）1103 Pa；（2）1N；【詳解】解：（1）由題意可知，浸入石塊后水的深度h=8cm+2cm=10cm=0.1m則浸入石塊后，燒杯底受到的液體壓強p=gh=1.0103kg/m310N/kg0.1m=1.0103Pa（2）由圖中數(shù)據(jù)可知，石塊的重力G=3N，石塊進(jìn)入水中后彈簧測力計的示數(shù)F=2N。則石塊受到的浮力F浮=G-F=3N

13、-2N=1N練習(xí)三：通過阿基米德原理計算10如圖所示，是小明同學(xué)做驗證“阿基米德原理”的實驗操作。請你完成下列問題：（1）實驗的正確步驟是：_；（填寫字母順序）（2）根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)分析可得：物體浸沒在溢水杯的水中時，所受到的浮力大小為_N；（3）本實驗可以得出的初步結(jié)論是：_?！敬鸢浮?C、B、A、D 1 【詳解】1 為了減小誤差，在小桶接水前，應(yīng)先測出石塊和小桶的重力，再用彈簧測力計掛著石塊，讓石塊完全浸沒在溢水杯中，讀出彈簧測力計的示數(shù)，最后用彈簧測力計測出小桶和排開水的重力，所以合理的順序應(yīng)該是C、B、A、D。2 圖B測出了物體的重力G，圖A測量的是石塊浸沒在水中時彈簧測力計的拉力F拉，

14、由稱重法可測出石塊受到的浮力為3圖C測出了空桶的重力G桶=0.5N，圖D測出了桶和水的總重力G總=1.5N，則石塊排開水的重力為本實驗可以得出的初步結(jié)論是11一個邊長為l的實心正方體鐵塊掛在彈簧測力計下端，在空氣中稱量時，彈簧測力計示數(shù)為G，浸沒在水中測量時，彈簧測力計示數(shù)為F，此時鐵塊上表面距離液面的深度為h，則下列說法錯誤的是（）A該鐵塊所受的浮力為B該鐵塊所受浮力3C該鐵塊上下表面所受的壓力差為D隨著浸沒深度h的增加，鐵塊上下表面所受水的壓力差增大【答案】D【詳解】由稱重法測浮力，物體受到的浮力故A正確，不符合題意；B由阿基米德原理可知，該鐵塊所受浮力因為正方體邊長為l，則體積為l3，故

15、該鐵塊所受浮力故B正確，不符合題意；C浮力產(chǎn)生的原因為物體上下表面受到的壓力差，結(jié)合選項A，該鐵塊所受浮力故C正確，不符合題意；D設(shè)鐵塊下表面距水面的深度為h，上下表面所受水的壓力差由可知，鐵塊上下表面所受水的壓力差與浸沒深度無關(guān)，故D錯誤，符合題意。故選。12在研究液體內(nèi)部的壓強跟液體的深度、液體的密度之間的定量關(guān)系時，通過建立一個底面積為S，高為h的液柱模型，對該液柱模型進(jìn)行推導(dǎo)，得到液體壓強大小計算式，對該液柱進(jìn)行受力分析，還可以推導(dǎo)出阿基米德原理。有下列關(guān)系式：液柱下底面受到的壓力F向上=pS=液ghS液柱受到的重力G液=mg=液gV液=液ghS液柱受到的浮力F浮=F向上F向下=液gh

16、S阿基米德原理F浮=G排液柱排開液體受到的重力G排=液gV排=液ghS液柱懸浮F浮=G液其中不能正確推導(dǎo)的順序是（）A B CD【答案】D【詳解】根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因分析，由圖可知，液柱下底面的深度為h，則液柱下底面受到的壓強p=液gh，根據(jù)可得，液柱下底面受到的壓力F向上=pS=液ghS由于液柱的上表面與水面相平，則F向下=0，根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因可知，液柱受到的浮力F浮=F向上-F向下=液ghS-0=液ghS液柱排開液體受到的重力G排=m排g=液gV排=液ghS所以F浮=G排，故可得出阿基米德原理，則正確的推導(dǎo)順序為或，根據(jù)力的平衡條件進(jìn)行分析，液柱的體積V液=Sh，則液柱受到的重力G液=m液

17、g=液gV液=液ghS-由于液柱浸沒在液體中，則V排=Sh，則液柱排開液體受到的重力G排=液gV排=液ghS-由圖知液柱處于懸浮狀態(tài)，則F浮=G液-所以由、可得F浮=G排，故可得出阿基米德原理，則正確的推導(dǎo)順序為；若順序為，即液柱排開液體受到的重力G排=液gV排=液ghS液柱受到的浮力F浮=F向上-F向下=液ghS液柱受到的重力G液=mg=液gV液=液ghS阿基米德原理F浮=G排，由于步驟中液柱受到的浮力需要先求出液柱的上下表面的壓強，然后得出上下表面的壓力；所以順序不能正確推導(dǎo)阿基米德原理，故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。13誕生于無錫的“奮斗者號”是我國自主研制的具有世界領(lǐng)先水平的

18、深潛器，當(dāng)“奮斗者號”完全潛入水中時，排開水的體積為50m3，它所受浮力為_N，在水面以下下潛的過程中，它受到的浮力_（選填“變大”，“變小”或“不變”），當(dāng)下潛至一定水深時，海水對水平觀察窗的壓力為3106N，若觀察窗面積為0.03m2，它受到的海水壓強為_Pa。(海水=1103kg/m3，g=10N/kg)【答案】 5105 不變 1108【詳解】1潛水器完全潛入水中時所受的浮力F浮=海水gV排=1.0103kg/m310N/kg50m3=5105N2在水面以下下潛的過程中，潛水器排開海水的體積不變，由F浮=液gV排可知，潛水器受到的浮力不變。3它受到的海水壓強為14將體積V=0.2103

19、m3的物塊A豎直掛在彈簧測力計下，在空氣中靜止時彈簧測力計的示數(shù)F1=2.6N。將物塊A浸沒在水中，靜止時彈簧測力計的示數(shù)為F2，如圖所示（圖中彈簧測力計指針未畫出）。已知水的密度水=1.0103kg/m3， g取10N/kg。求：（本題要求寫出計算過程）（1）物塊A浸沒在水中受到的浮力F浮；（2）彈簧測力計的示數(shù)為F2。【答案】（1） 2N；（2） 0.6N【詳解】解：（1）根據(jù)阿基米德原理，物塊A浸沒在水中受到的浮力（2）彈簧測力計的示數(shù)練習(xí)四：通過二力平衡計算15把一個質(zhì)量為1.2kg，邊長為0.1m的正方體物體投入足量的水中。當(dāng)物體靜止時，下列說法中正確的是（）A物體沉底，所受浮力為1

20、0NB物體漂浮，所受浮力為10NC物體懸浮，所受浮力為12ND物體漂浮，所受浮力為12N【答案】A【詳解】正方體物體的體積為正方體物體的密度為由此可知，正方體的密度大于水的密度，由物體的浮沉條件可知，正方體沉底，不會懸浮和漂?。挥捎诔恋?，那么正方體排開水的體積等于自身的體積，由可得，正方體受到的浮力為故A正確，BCD錯誤。故選A。16游泳時佩戴游泳圈是防止溺水的有效方法。質(zhì)量為50kg的小蓉佩戴游泳圈后，能靜靜地漂浮在水面上，g取10N/kg，忽略游泳圈的質(zhì)量。小蓉受到的浮力大小為（）A500NB50NC500kgD50kg【答案】A【詳解】小蓉的重力為 漂浮時浮力等于重力，即小蓉受到的浮力大小為故A符合題意，BCD不符合題意。故選A。17如圖所示，重力為5N的木塊，在水中處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時繩子的拉力為3N，木塊所受浮力的大小和方向是（）A8N，豎直向上B5N，豎直向下C3N，豎直向下D2N，豎直向上【答案】A【