安徽省2020年中考物理總復(fù)習(xí) 模塊四 力學(xué) 微專題一 計算浮力的方法

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1、 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(chǎn)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

2、 ) 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=ρ液V排g( 已知m排或ρ液、V排求浮力 ); 3.由F浮也可求m排、ρ液、V排、V物、ρ物等 浮體法 以浮體為載體演變的試題: 1.根據(jù)物體所處的狀態(tài),比較ρ物與ρ液的大小; 2.根據(jù)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(xùn)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

3、液面,則木塊的密度為　0.6×103　kg/m3,木塊在水中受到的浮力為　6000　N( 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F1∶F2=　10∶79　( 已知ρ水=1.0×103 kg/m3,ρ鐵=7.9×103 kg/m3,ρ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

4、是( g取10 N/kg ( B ) A.2×10-4 m3 B.2.5×10-4 m3 C.6×10-4 m3 D.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ρ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,

5、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(guān)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 N B.圓柱體受到的最大浮力是6 N C.當圓柱體剛好全部浸沒時,下表面受到水的壓強為800 Pa D.圓柱體的密度是1.5×103 kg/m3 5.一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/m

6、3 B.漂浮,0.85×103 kg/m3 C.懸浮,1.0×103 kg/m3 D.漂浮,0.90×103 kg/m3 6.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(zhì)量m=ρV=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

7、 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=ρgV排可得,湖水的密度ρ湖水=F浮gV排=6N10N/kg×5×10-4m3=1.2×103 kg/m3 7.( 2019·四川自貢 )如圖所示,在容器底部固定一輕質(zhì)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ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg )。求: ( 1 )物塊A受到的浮

8、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 m3 V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=ρ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ρ水gV排=ρ物gV ρ物=V排Vρ水=25×1.0×103 kg/m3=0.4×1

9、03 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=ρ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 N 8.( 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(zhì)量為132 g、體積為120 cm3的小球,如圖甲所示( ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg )。 ( 1 )向容器中注入質(zhì)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; (

10、 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ρ1; ( 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ρ2=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=ρ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 ρ1=ρ球=mV=132g120cm3=1.1 g/cm3 ( 3 )由于ρ2>ρ球,則小球在密度為ρ2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(jù)F浮=ρ液gV排可得,小球浸入鹽水的體積 V浸=V排=F浮ρ2g=1.32N1.2×103kg/m3×10N/kg=1.1×10-4 m3=110 cm3 5