專項突破18計算浮力的方法類型1

壓力差法1.(2025上海靜安期中)豎直浸沒在水中的長方體金屬塊,上、

下表面受到水的壓力分別為7N、10N,該金屬塊受到的浮力

為_________N。已知酒精的密度小于水的密度,現(xiàn)將該金屬塊浸沒在酒精中,則跟其浸沒在水中相比,受到的浮力_______,其

受到重力和浮力的合力_______(后兩空均選填“變大”“不變”或“變小”)。變大

變小

3

解析由浮力產(chǎn)生的原因可知,長方體金屬塊受到的浮力F浮=

F下表面-F上表面=10N-7N=3N;由題意知ρ酒精<ρ水,將該金屬塊分別

浸沒在水、酒精中,由F浮=ρ液V排g可知,金屬塊受到的浮力F浮酒精

<F浮水,則跟其浸沒在水中相比,該金屬塊浸沒在酒精中時受到

的浮力變小,因重力不變、浮力變小,所以金屬塊受到重力和

浮力的合力F合=G-F浮變大。類型2

稱重法2.(2024山東青島城陽期末)一彈簧測力計下掛一質(zhì)地均勻的

實心圓柱體,將圓柱體從某一高度處勻速下降,然后將其逐漸

浸入水中,整個過程中彈簧測力計的示數(shù)F與圓柱體下降高度

h變化的關(guān)系圖像如圖所示。不考慮液面高度的變化,下列說

法正確的是(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)

()

C

A.圓柱體的體積為8cm3B.圓柱體所受的最大浮力為12NC.圓柱體的密度為1.5×103kg/m3D.圓柱體剛浸沒時下表面受到水的壓強為700Pa解析由圖像可知,當(dāng)h為0~3cm時,圓柱體未浸入水中,彈簧

測力計的示數(shù)為12N,則G=F拉=12N;當(dāng)h為7~9cm時,圓柱體

浸沒在水中,此時受到的浮力最大,受到的最大浮力為F浮=G-F

拉'=12N-4N=8N,圓柱體的體積為V物=V排=

=

=8×10-4m3=800cm3,故A、B錯誤;圓柱體的質(zhì)量m=

=

=1.2kg,則圓柱體的密度ρ=

=

=1.5×103kg/m3,故C正確;圓柱體剛浸沒時下表面所處的深度為4cm,受到水的壓強p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/

kg×0.04m=400Pa,故D錯誤。類型3

阿基米德原理法3.【跨數(shù)學(xué)·圖像分析】(2024廣西平南期末)將一個底面積為

300cm2的柱形溢水杯置于水平桌面上,水未裝滿,將一質(zhì)地均

勻的實心圓柱體從如圖甲所示的位置緩慢放入水中直至浸沒

最后沉入杯底,此過程中溢水杯溢出的水全部流入一旁電子

秤上的玻璃杯中,電子秤的示數(shù)隨圓柱體下降高度的變化關(guān)

系如圖乙所示,則圓柱體浸沒時溢出水的體積為_________cm3,受到的浮力為__________N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)

10

400

解析由圖乙可知,圓柱體浸沒時溢出水的質(zhì)量m=0.6kg-0.2

kg=0.4kg,溢出水的體積V=

=

=0.4×10-3m3=400cm3;圓柱體的底面積S圓柱體=

=

=100cm2;物體下降4cm后,水從溢水杯中流出,說明下降4cm時水剛好裝滿溢

水杯,設(shè)此時水面升高Δh',則SΔh'=S圓柱體(h下降+Δh'),解得Δh'=2

cm;圓柱體浸沒時排開水的體積V排=SΔh'+V=300cm2×2cm+400cm3=1000cm3=10-3m3,物體受到的浮力F浮=ρ水gV排=1×103

kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N。類型4

平衡法4.(2024山東淄博中考)如圖甲所示,水平放置的長方體容器中

水深16cm,用細(xì)線將沉在容器底的圓柱體物塊豎直向上勻速

提升。從物塊剛剛離開容器底到拉出水面的過程中,拉力F與

物塊下表面到容器底的距離h的關(guān)系如圖乙所示(細(xì)線的質(zhì)

量、體積及物塊帶走的水均忽略不計,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。求:

(1)物塊浸沒在水中時受到的浮力;(2)物塊取出后,水對容器底的壓強;(3)容器中水的質(zhì)量。解析

(1)由圖乙知,當(dāng)h>15cm時,物塊完全離開水面,物塊的

重力G=F'=13N;當(dāng)h<9cm時,物塊浸沒在水中,此時拉力F=8

N,物塊浸沒在水中受到的浮力F浮=G-F=13N-8N=5N。(2)由圖乙知,當(dāng)h=15cm時,物塊下表面剛好離開水面,則物塊

取出后,容器中水的深度h水'=15cm=0.15m,水對容器底的壓

強p=ρ水gh水'=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa。(3)據(jù)F浮=ρ水gV排得,物塊浸沒在水中時排開水的體積V排=

=

=5×10-4m3,物塊浸沒時與物塊取出后相比,水面下降的高度Δh=h水-h水'=0.16m-0.15m=0.01m,容器的

底面積S=

=

=0.05m2,容