安徽省2020年中考物理總復習 模塊四 力學 微專題一 計算浮力的方法

微專題一計算浮力的方法近些年我省中考考查浮力的題計算量不大,研究考試說明及中考真題會發(fā)現(xiàn)歷年考試均重視對物體進行受力分析,重視從源頭上解釋浮力產生的原因及阿基米德原理的探究過程( 包括理論探究和實驗探究 )。浮力計算常用到的方法( 或物理原理 )有稱重法( 三力平衡 )、壓力差法、阿基米德原理、浮體法等,實際解題時可能會將幾種方法交叉運用,并涉及密度、壓強等知識。方法公式及圖示變式與發(fā)散稱重法已知浮力、拉力求物重,或已知浮力、物重求拉力,解題思路均是同一直線上的三力平衡壓力差法一、已知形狀規(guī)則的物體( 以下兩條滿足一條即可 )1.上下表面壓強及面積;2.上下表面深度和面積、液體密度。二、對形狀不規(guī)則的物體壓力差法也是正確的阿基米德原理由阿基米德原理演變的常見題:1.由F浮求G排;2.F浮=m排g=液V排g( 已知m排或液、V排求浮力 );3.由F浮也可求m排、液、V排、V物、物等浮體法以浮體為載體演變的試題:1.根據物體所處的狀態(tài),比較物與液的大小;2.根據同一物體在不同液體中所處的狀態(tài),比較( 或計算 )物體在不同液體中受到的浮力大小、不同液體的密度大小針對訓練1.把邊長為1 m的正方體木塊放在水中,有25的體積露出液面,則木塊的密度為0.6×103kg/m3,木塊在水中受到的浮力為6000N( g取10 N/kg )。 2.( 2019·淮北濉溪二模 )一個實心鐵球,放在水中靜止時所受浮力為F1,放在水銀中靜止時所受浮力為F2,則F1F2=1079( 已知水=1.0×103 kg/m3,鐵=7.9×103 kg/m3,水銀=13.6×103 kg/m3 )。 3.( 2019·山東泰安 )在彈簧測力計下懸掛一個金屬零件,示數(shù)是7.5 N。把零件浸入密度為0.8×103 kg/m3的液體中,當零件14的體積露出液面時,彈簧測力計的示數(shù)是6 N,則金屬零件的體積是( g取10 N/kg ( B )A.2×10-4 m3B.2.5×10-4 m3C.6×10-4 m3D.7.5×10-4 m3【解析】金屬零件所受的浮力F浮=G-F=7.5 N-6 N=1.5 N,金屬零件排開液體的體積V排=F浮液g=1.5N0.8×103kg/m3×10N/kg=1.875×10-4 m3。由題意可知,零件14的體積露出液面,則V排=1-14V=34V,所以金屬零件的體積V=43V排=43×1.875×10-4 m3=2.5×10-4 m3。4.如圖甲為盛水的燒杯,上方有彈簧測力計懸掛的圓柱體,將圓柱體緩慢下降,直至將圓柱體全部浸入水中,整個過程中彈簧測力計示數(shù)F與圓柱體下降高度h變化關系的圖像如圖乙所示,下列說法不正確的是( g取10 N/kg )( C )A.圓柱體受到的重力是9 NB.圓柱體受到的最大浮力是6 NC.當圓柱體剛好全部浸沒時,下表面受到水的壓強為800 PaD.圓柱體的密度是1.5×103 kg/m35.一物塊輕輕放入盛滿煤油的大燒杯中,靜止后有160 g煤油溢出;將此物塊輕輕放入盛滿水的大燒杯中,靜止后有180 g水溢出,已知煤油的密度是0.8×103 kg/m3,g取10 N/kg,則物塊在水中靜止時的狀態(tài)及物塊的密度分別是( D )A.下沉,1.1×103 kg/m3B.漂浮,0.85×103 kg/m3C.懸浮,1.0×103 kg/m3D.漂浮,0.90×103 kg/m36.在合肥巢湖水面上的游艇中,有一位游客想粗測湖水的密度,他便將自己手中裝有600 mL純凈水的輕薄透明的飲料瓶放入湖水中,當瓶靜止時看到露出湖面的純凈水的體積約有100 mL( g取10 N/kg )。求:( 1 )此時瓶受到的浮力約為多少?( 2 )巢湖水的密度大約是多少?解:( 1 )純凈水的質量m=V=1.0×103 kg/m3×600×10-6 m3=0.6 kg純凈水的重力G=mg=0.6 kg×10 N/kg=6 N由于飲料瓶漂浮在湖面,則飲料瓶受到的浮力F浮=G=6 N( 2 )飲料瓶排開水的體積V排=600 mL-100 mL=500 mL=5×10-4 m3由F浮=gV排可得,湖水的密度湖水=F浮gV排=6N10N/kg×5×10-4m3=1.2×103 kg/m37.( 2019·四川自貢 )如圖所示,在容器底部固定一輕質彈簧,彈簧上端連有一邊長為0.1 m的正方體物塊A,當容器中水的深度為30 cm時,物塊A有35的體積露出水面,此時彈簧恰好處于自然伸長狀態(tài)( 已知水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg )。求:( 1 )物塊A受到的浮力;( 2 )物塊A的密度;( 3 )往容器緩慢加水,至物塊A剛好浸沒水中,立即停止加水,彈簧伸長了3 cm,此時彈簧對木塊A的作用力F。解:( 1 )物塊A的體積V=( 0.1 m )3=0.001 m3V排=V-V露=V-35V=25V=25×0.001 m3=4×10-4 m3物塊A受到的浮力F浮=水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4×10-4 m3=4 N( 2 )彈簧恰好處于自然狀態(tài)時不發(fā)生形變,浮力等于重力,即F浮=G,可得水gV排=物gV物=V排V水=25×1.0×103 kg/m3=0.4×103 kg/m3( 3 )物塊A剛好完全浸沒水中,受到的浮力等于其重力和彈簧測力計的拉力之和。物塊A受到的浮力F'浮=水gV=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.001 m3=10 N彈簧的拉力F=F'浮-G=10 N-4 N=6 N8.( 2019·湖北孝感 )水平桌面上有一容器,底面積為100 cm2,容器底有一個質量為132 g、體積為120 cm3的小球,如圖甲所示( 水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg )。( 1 )向容器中注入質量為1.6 kg的水時,水深13 cm,如圖乙所示,求水對容器底的壓強;( 2 )再向容器中慢慢加入適量鹽并攪拌,直到小球懸浮為止,如圖丙所示,求此時鹽水的密度1;( 3 )繼續(xù)向容器中加鹽并攪拌,某時刻小球靜止,將密度計放入鹽水中,測得鹽水的密度為2=1.2×103 kg/m3,求小球浸入鹽水的體積。解:( 1 )水對容器底的壓強p=水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.13 m=1300 Pa( 2 )由題圖丙可知,小球懸浮,則此時鹽水的密度1=球=mV=132g120cm3=1.1 g/cm3( 3 )由于2>球,則小球在密度為2的鹽水中處于漂浮狀態(tài)F浮=G=mg=0.132 kg×10 N/kg=1.32 N根據F浮=液gV排可得,小球浸入鹽水的體積V浸=V排=F浮2g=1.32N1.2×103kg/m3×10N/kg=1.1×10-4 m3=110 cm35