專題訓(xùn)練4浮力計(jì)算

【解題技巧】

方法公式適用條件補(bǔ)充說明

適用于知若物體上表面露

壓力F*=F向上—

道壓力的出液面，F(xiàn)向下=

差法F向下

題目。，貝”尸浮=尸向上

根據(jù)重力G可以

求質(zhì)量:加物=￡；

適用于知g

道物重和根據(jù)浮力可以求

稱彈簧測力體積：％；=v排=

重尸浮=。一F計(jì)的示數(shù)

法時(shí).探究P液g'

實(shí)驗(yàn)中用根據(jù)密度公式

得較多

p=g■可計(jì)算物

體密度

漂浮和懸浮

時(shí),G=〃2g=

F浮=〃2排g，

可得m=適用于知道排開

F浮=6排=

m?即漂浮液體重力或質(zhì)量

〃晞g

時(shí)物體的質(zhì)時(shí)

公量等于它排

式開液體的質(zhì)

法量

當(dāng)物體部分

浸入液體時(shí).

適用于知道液體

V排＜V物；當(dāng)F浮=p液

密度和能知道排

物體浸沒在武

開液體的體積時(shí)

液體中時(shí).

%=匕%

物體漂浮在水面

時(shí)，G=F浮，即

p物Vg=。水且1^排，

平適用于漂則p物=詈p水?

v物

衡%=3浮和懸浮

推論：物體漂浮

法的物體

在水面，V排是

V物的幾分之幾，

。物就是0水的幾

分之幾

針對(duì)訓(xùn)練

類型■一壓力差法

1.一個(gè)正方體鐵塊在水下某深度時(shí)，上底面受到15N的壓力，下底面受到20N

的壓力，則此時(shí)鐵塊受到的浮力是N；當(dāng)鐵塊下沉到某位置時(shí)，上底

面受到的壓力增大至20N時(shí)，下底面受到的壓力是N.

2.木樁打到水里的泥中時(shí)，受到水的浮力是N.

類型■二稱重法

3.重為8N的物體掛在彈簧測力計(jì)下面，浸沒到如圖所示圓柱形容器的水中，

此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為6N,已知容器底面積為100cm)(p水=1.0X103

kg/m3,g取10N/kg)求:

⑴物體受到的浮力；

(2)物體的密度；

(3)物體浸沒在水中后，容器對(duì)水平桌面增大的壓強(qiáng).

第3題圖

類型■三公式法

4.小金把家里景觀水池底部的鵝卵石取出清洗.他先將一個(gè)重為10N的空桶

漂浮在水面上，然后將池底的鵝卵石撈出放置在桶內(nèi)，桶仍漂浮在水面.(不考

慮撈出過程中帶出的水，P水=1.OXIO，kg/W)

⑴空桶漂浮在水面時(shí)所受浮力大?。?/p>

⑵鵝卵石撈出放置在桶內(nèi)時(shí)，水池水面高度與鵝卵石未撈出時(shí)相比會(huì)

(填“上升”“下降”或“不變”).若此時(shí)桶排開水的體積為6.OXI。-'n?,求

桶內(nèi)鵝卵石的質(zhì)量.

第4題圖

類型■四平衡法

5.如圖甲所示，一長方體木塊質(zhì)量為0.12kg,高為4.0cm；將木塊平穩(wěn)地放

在水面上，靜止時(shí)木塊露出水面的高度為2.0cm,如圖乙所示，利用金屬塊和

細(xì)線，使木塊浸沒水中且保持靜止?fàn)顟B(tài).已知水的密度P水=1.0X103kg/n?,g

取10N/kg,求：

⑴木塊的密度P木;

(2)細(xì)線對(duì)木塊的拉力F.

第5題圖

類型■五判斷浮沉情況后，根據(jù)漂浮或懸浮F浮=G,下沉物體據(jù)阿基米德公式

法：F-G排=P液gV排求浮力

6.[2024?重慶]如圖所示是某型號(hào)水下機(jī)器人.該機(jī)器人可以通過三種方式控

制浮沉，第一種是機(jī)器人內(nèi)部水艙充放水，水艙的容積為4X10—3nf；第二種是

利用推進(jìn)器提供豎直向上的推力F推，F(xiàn)推可以在0?30N之間調(diào)節(jié)；第三種是在

機(jī)器人外部加裝不同數(shù)量的浮塊，每個(gè)浮塊質(zhì)量均為0.4kg,體積均為1X1CT

3m3.已知該機(jī)器人水艙未充水時(shí)的質(zhì)量為9.5kg,未裝浮塊時(shí)，機(jī)器人的總體

積為L2X10Tm3（體積不變，含機(jī)械臂）.

⑴求150m深處水的壓強(qiáng)；

⑵求當(dāng)機(jī)器人未加浮塊、水艙充滿水浸沒在水中懸停時(shí)，F(xiàn)推的大?。?/p>

⑶深處水底有一物體（未與水底緊密接觸），其密度均勻且為2.5X103kg/m3,

體積為4X1（）TnA需機(jī)器人潛入水中用機(jī)械臂抓住物體打撈上來，為確保打撈

順利進(jìn)行，機(jī)器人下水前需制定好能讓機(jī)器人抓住物體上浮的方案，在F推調(diào)到

30N的情況下，還需如何利用另外兩種方式實(shí)現(xiàn)上浮，請(qǐng)通過計(jì)算給出一種合

理方案.

第6題圖

答案

【解題技巧】

方法公式適用條件補(bǔ)充說明

適用于知若物體上表面露

壓力F;=F向上一

道壓力的出液面，F(xiàn)向下=

差法F向下

題目0,則尸浮=尸向上

根據(jù)重力G可以

求質(zhì)量:〃?物——;

適用于知g

道物重和根據(jù)浮力可以求

稱彈簧測力體積：V物=匕事=

重C=G—F計(jì)的示數(shù)F浮，

法時(shí).探究p液

實(shí)驗(yàn)中用根據(jù)密度公式

得較多p=g"可計(jì)算物

體密度

漂浮和懸浮

時(shí)，G=,〃g=

F*=)n?g，

可得m=適用于知道排開

F浮=G排=

〃稀.即漂浮液體重力或質(zhì)量

"稀g

時(shí)物體的質(zhì)時(shí)

公量等于它排

式開液體的質(zhì)

法量

當(dāng)物體部分

浸入液體時(shí)，

適用于知道液體

V#〈口；當(dāng)F浮=p液

密度和能知道排

物體浸沒在,'V

開液體的體積時(shí)

液體中時(shí)，

V#=vft

物體漂浮在水面

時(shí)，G=F浮，即

p物匕4=p水gV排,

則P物=江。水?

平適用于漂

y物

衡F浮=G物體浮和懸浮

推論：物體漂浮

法的物體

在水面，V排是

V物的幾分之幾，

P物就是P水的幾

分之幾

針對(duì)訓(xùn)練

類型■一壓力差法

1.一個(gè)正方體鐵塊在水下某深度時(shí)，上底面受到15N的壓力，下底面受到20N

的壓力，則此時(shí)鐵塊受到的浮力是3N；當(dāng)鐵塊下沉到某位置時(shí)，上底面受到的

壓力增大至20N時(shí)，下底面受到的壓力是25N.

2.木樁打到水里的泥中時(shí)，受到水的浮力是QN.

類型■二稱重法

3.重為8N的物體掛在彈簧測力計(jì)下面，浸沒到如圖所示圓柱形容器的水中，

此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為6N,已知容器底面積為100cm)(p水=1.0X103

kg/m3,g取10N/kg)求:

⑴物體受到的浮力；

(2)物體的密度；

(3)物體浸沒在水中后，容器對(duì)水平桌面增大的壓強(qiáng).

第3題圖

解：(1)由圖知，物體浸沒在水中時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)F示=6N,

物體受到的浮力：

F浮=G—F示=8N-6N=2N；

(2)物體的質(zhì)量：=03kg,

g10N/kg

由F浮=P*V#g得排開水的體積：

F浮2N_

=43

V排=一??3―■3―3?—.T2X10m，

P水g1.0X10kg/m'XION/kg

因?yàn)槲矬w浸沒在水中，所以物體的體積：V=V排=2X10-4

S33

物體密度：P=^=9y^3=4X10kg/m；

V2X10m

⑶物體浸沒在水中后（未沉底），則容器對(duì)水平桌面增大的壓力等于物體重力減

去彈簧測力計(jì)的拉力，即AF=G—F示=8N-6N=2N,

AF2N

容器對(duì)水平桌面增大的壓強(qiáng)：Ap=^=.,=200Pa.

S100X104m

類型■三公式法

4.小金把家里景觀水池底部的鵝卵石取出清洗.他先將一個(gè)重為10N的空桶

漂浮在水面上，然后將池底的鵝卵石撈出放置在桶內(nèi)，桶仍漂浮在水面.（不考

慮撈出過程中帶出的水，P水=1.OXIO，kg/W）

⑴空桶漂浮在水面時(shí)所受浮力大??；

⑵鵝卵石撈出放置在桶內(nèi)時(shí)，水池水面高度與鵝卵石未撈出時(shí)相比會(huì)

（填“上升”“下降”或“不變”）.若此時(shí)桶排開水的體積為6.0X107nA求

桶內(nèi)鵝卵石的質(zhì)量.

第4題圖

解：（1）空桶漂浮在水面上，所以浮力等于重力，即F浮=6桶=102

⑵鵝卵石撈出前沉底，浮力小于重力，即F浮1<G,將鵝卵石撈出放置在桶內(nèi)時(shí)，

鵝卵石與小桶都處于漂浮狀態(tài)，此時(shí)鵝卵石的浮力等于重力，即F浮2=G,所以

F浮1<F浮2,即鵝卵石撈出放置在桶內(nèi)時(shí)鵝卵石的浮力變大，根據(jù)F浮=「液目丫排

知排開水的體積變大，水池水面高度與鵝卵石未撈出時(shí)相比會(huì)上升；鵝卵石撈

出放置在桶內(nèi)時(shí)的浮力為：F浮'=「水8丫排'=1.0X103kg/m3X10N/kgX6.0

3

X10Tm=60N,

桶內(nèi)鵝卵石的重力為G；H=F浮'一G桶=60N-10N=50N,

鵝卵石的質(zhì)量為m有=*=]0=5kg.

g10N/kg

類型■四平衡法

5.如圖甲所示，一長方體木塊質(zhì)量為0.12kg,高為4.0cm；將木塊平穩(wěn)地放

在水面上，靜止時(shí)木塊露出水面的高度為2.0cm,如圖乙所示，利用金屬塊和

細(xì)線，使木塊浸沒水中且保持靜止?fàn)顟B(tài).已知水的密度P水=1.0X103kg/m：g

取10N/kg,求：

(1)木塊的密度P木;

(2)細(xì)線對(duì)木塊的拉力F.

第5題圖

解：(1)因木塊漂浮，所以，受到的浮力和自身的重力相等，即F浮=G木,

由F浮二P水且丫排和F浮=6木=111木g=P木V木g可得：P水gV排=「木丫木g，

由題意可知，木塊排開水的體積丫排=權(quán)木，

則木塊的密度：

V排P水P水LOXlO-kg/n?3,/3

P木一v—o—o—0.5X10kg/m；

V木ZZ

(2)由F浮=P水gV排可得，木塊完全浸沒時(shí)受到的浮力F浮'=2F浮=2G木，因物

體在水中靜止時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到豎直向上的浮力、豎直向下的拉力和木塊

的重力，由力的平衡條件可得F浮'=G木+F,

則細(xì)線對(duì)木塊的拉力：

F=F浮'—G木=2m木g—m木g=m木g=0.12kgX10N/kg=l.2N.

類型■五判斷浮沉情況后，根據(jù)漂浮或懸浮F浮=G,下沉物體據(jù)阿基米德公式

法：F—G排=P液gV排求浮力

6.[2024?重慶]如圖所示是某型號(hào)水下機(jī)器人.該機(jī)器人可以通過三種方式控

制浮沉，第一種是機(jī)器人內(nèi)部水艙充放水，水艙的容積為4X1CTnf；第二種是

利用推進(jìn)器提供豎直向上的推力F推，F(xiàn)推可以在0?30N之間調(diào)節(jié)；第三種是在

機(jī)器人外部加裝不同數(shù)量的浮塊，每個(gè)浮塊質(zhì)量均為0.4kg,體積均為1X1(F

3m3.已知該機(jī)器人水艙未充水時(shí)的質(zhì)量為9.5kg,未裝浮塊時(shí)，機(jī)器人的總體

積為L2X10Tm3(體積不變，含機(jī)械臂).

⑴求150m深處水的壓強(qiáng)；

⑵求當(dāng)機(jī)器人未加浮塊、水艙充滿水浸沒在水中懸停時(shí)，F(xiàn)推的大?。?/p>

(3)深處水底有一物體(未與水底緊