浙教版八上科学13浮力综合计算题有解析.docx
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浙教版八上科学13浮力综合计算题有解析
浮力计算专题训练(培优)
1.青少年科技创新大赛中,某同学的发明作品《浮力秤》参加了展评。
该作品可方便地称量物体的质量,
其构造如图所示。
已知小筒的底面积为10厘米一,总长为20厘米,盘中不放物体时,小筒浸入水中的长
度为8厘米。
问:
(1)小筒和秤盘的总重力是多少牛?
(2)该秤能称出物体的最大质量是多少千克?
(3)该同学把秤的读数均匀地刻在小筒上,为什么刻度是均匀的?
(g取=10牛/千克)
1
2.龙芳同学将一个重4.0N的金属筒容器开口向上放入水中,有•的体积露出水面。
如果在筒内装入
11
,g=10N/kg。
则金
』,其质量是
3—
100…的某种液体后,金属筒的一的体积没入到水中。
已知
属筒的容积是川(筒壁厚度不计),装入金属筒内液体的密度是
3.
60m深处时,充气的压强至少应为
海底沉船常用浮筒来打捞,充满海水的浮筒靠自重下沉,向浮筒内充气,将筒内海水排出,浮筒即产
生向上的举力。
浮筒是用钢制成的空心圆柱体,当浮筒沉人海水中
个标准大气压才能把筒内的气体排出。
如果浮筒的外部高度为12m质量为2X.1kg,要使它
能产生7.55xl"'n的向上的举力,其底面外半径为m(忽略充人气体的质量,海水的密度卩
'I3
=1.03xIkg/)。
4.某同学用圆柱形容器制作了一个测量物体质量的装置,它的底部较重,可以竖直漂浮在水面,总质量
为0.21kg、底面积为-'。
不放物体时,在与水面所对应位置处标为质量的“0”刻度线,如图甲
所示。
请解答下列问题:
(g取10N/kg)
(1)不放物体时,该装置所受的浮力是多大?
(2)如图乙所示,在该装置中放人一个体积为imU的物块A,它的底部在水面下的深度h=0.11m。
此时,该装置受到的浮力是多大?
与水面所对应位置处的刻度线应标为多少克?
(3)物块A的密度是多少?
5.如图所示,把甲铁块放在木块上,木块恰好浸没于水中,把乙铁块系在这个木块下面,木块也恰好浸
没于水中,已知铁的密度为7.9X103kg/m3。
求:
甲、乙铁块的质量比为
6.小明同学对一个金属块进行了两次测量:
第一次如图甲所示,用细线系住金属块挂在弹簧测力计上,
弹簧测力计的读数为2.7N。
第二次如图乙所示,让金属块浸没在盛水的杯子中,这时弹簧测力计的读数
为1.7N。
(g取10N/kg)
(1)金属块在水中受到的浮力是牛。
(2)金属块的体积为立方米。
(3)通过进一步计算,结合下表所列的“某些金属的密度”,说明金属块是何种金属。
*
铁
««X10Jkg/m,)
19.3
£9
7,9
2.7
金属块是
7.如图所示,某同学在薄壁平底试管中装入一些沙子,管口密封,制成一个“土密度计”。
试管的长度
为25cm当把它放入水中竖直漂浮时,试管露出水面的高度为5cm当把它放入某液体中竖直漂浮
时,试管露出液面的高度为7cm■若试管和沙子的总质量为30g,试管的横截面积为1.5cm2,水的密
度为1X103kg/m3。
求:
(1)在水中漂浮时,试管受到的浮力是N。
(2)该液体的密度是多少(取10N/kg,结果保留两位小数)
8.(杭州?
拱墅区期末统考题)某同学利用如图甲所示的实验,探究影响浮力大小的因素。
(1)根据图甲中的A、BC三图,得到的探究结论是:
浮力的大小跟有关。
(2)根据将浸没在水中的圆柱体以1厘米/秒的速度匀速向上提出水面过程中的弹簧测力计的示数,作
出了弹簧测力计示数F与运动时间t的关系图如图乙所示,则该物体浸没在水中时受到的浮力为
牛,物体的重力是牛。
(3)该圆柱体的体积为打/,密度为Kg/"‘。
(4)若将该圆柱体放在水平面上,则对水平面的压强为帕。
(上述计算过程中g取10牛/千克)
9.(杭州,西湖区中考模拟题)一艘潜水艇的体积为100立方米,质量为I'千克。
如果使它悬浮
3
在海中某处,它的上表面距海面30米,已知海水的密度为丨」7I-1千克/立方米,河水的密度为
I■■1I-1千克/立方米。
(1)求:
此时水舱中充人海水的质量。
(列式计算)
(2)若潜水艇保持深度不变,从海里潜行到河里,则该潜水艇受到的。
A.重力不变,浮力不变
B.重力增加,浮力减小
C.重力增加,浮力增加
D.重力减小,浮力减小
(3)若潜水艇保持深度不变,从海里潜行到河里,应(选填“充人”或“排出”)水,其质量是多少千克?
(列式计算)
10.一个质量为0.6kg,边长为0.1m的正方体物块,求:
(1)物块的密度;
(2)若将物块浸没在水中后松手,通过计算判断该物块的浮沉情况;
(3)物体松手后,在水中所受到的浮力。
11.有质量为24kg、体积为1m3的物体不慎掉入湖里,一名潜水员下水去打捞它。
(取g=10N/kg)求:
(1)物体的重力;
(2)判断物体的浮沉;
(3)潜水员潜到水下提起该物体至少用多大的力。
12.体积是5分米、密度是0.6x.1千克/米的木块,用绳子将它拴在水池底部,如图所示。
如绳子断了,木块就上浮到水面。
问:
13.科学家们去南极考察时,在极圈附近常常会碰到许多漂浮着的冰山。
其中有一块冰山科学家们测出水
面上的体积为300米,请你帮他们算一下此冰山的质量多少吨。
(冰的密度为0.9X10■千克/米,海
水的密度为1.03X10千克/米)
14.如图甲所示,石料在钢绳拉力的作用下从水面下方以恒定的速度上升,直到全部露出水面。
图乙所示
是钢绳拉力F随时间t变化的图象,若不计水的阻力,求:
(g取10牛/千克)该石料的密度是多少。
叩°C『
15、有一个足够大的水池,在其水平池底中竖直放置一段圆木。
圆木可近似看作一个
233
圆柱体,底面积0.8m,高5m,密度0.7X10kg/m。
(g=10N/kg)
(1)未向池内注水时,圆木对池底的压力和压强分别为多大?
(2)向池内缓慢注水,在水位到达1m时圆木受到水的浮力和圆木对池底的压力分别为多大?
(3)当向水池内注水深度达到4m时,圆木受到的浮力又为多大?
16、一石块在空气中用弹簧秤称得示数为G,浸没在水中(p1)时示数为G,浸没在密度为p2的液体中示
数为Ga,则p2的值为多少?
17、如图1—27所示,一根弹簧原长15厘米,其下端固定在容器底部,上端连接一个边长为4厘米的正
方体实心木块,向容器里注水,当水深达到18厘米时,木块一半浸入水中;当水深达到22厘米时,木
块上表面正好与水面相平,求木块的密度。
解析
1、参考答案:
(1)0.8N;
(2)0.12kg;
(3)「一」丁」一」,浮力与h成正比,小筒是规则的圆柱体,而V=Sh,所以刻度是均匀的
题目难度:
95(困难)
题目解析:
(1)由于小桶始终篇幅,所以浮力等于重力,根据阿基米德原理得:
F干=pys\T«=1.0><10N.kg^l><10^m?
^0.08m=0,8N,G=0.8N
(2)当小桶刚好完全浸没时,所能承载的重物的重力即为最大重力,此时质量为最大质量,据阿基米德
原理得:
F晋=口岛gV戸!
3103炖廊坯101^农驴!
KlZmdOPmWN,由F*=(j-G需,
⑶:
d-小一、—「•心、,浮力与h成正比,小筒是规则的圆柱体,而v=Sh所以刻度是均匀的。
点评:
本题的关键在于得出物体所受浮力与物体和小筒、秤盘总重之间的关系,并依托此关系展开公式。
【2】"门【3】150
2、考点阿基米德原理的应用;物体沉浮条件的应用
参考答案:
【1】I1
题目难度:
95(困难)
题目解析:
v萨亘4N
得,•—一’―I…,故可得
在桶内装入II■■的某种液体后,排开水的体积
*二善苟
^x6xlO-W=5.5X10
-43
川F浮水需二1310抵酉廿口0^炮乂3.亦10-蚯4=录:
5*
p液二峯=」=1.5xlOWm3
Gjg=5.5N*4T0N=l.5N◎10mX1ON.kg
?
点评:
本题考查了学生对密度公式、重力公式、阿基米德原理、漂浮条件的掌握和运用,涉及到两种计算浮力的方法(漂浮条件、阿基米德原理),关键在于排开水的体积的确定。
3、考点阿基米德原理的应用;压强
参考答案:
【1】七或7【2】5
题目难度:
95(困难)
题目解析:
给浮筒充气的气体压强至少要达到水下60米深处海水的压强才能把筒内的气体排出,每个浮筒能够产生
的上举力等于受到的浮力与其重力之差,即上举力。
60米深处海水压强:
•「'-'1:
~6个标准大
气压
又因为大气压对海水有压力,海水不可压缩,可以传递压力,所以当浮筒沉入60米深处时,充气的压强
要加上一个大气压,即7个大气压;
已知浮筒重力为,浮筒产生的向上的举力少二二皿I.,则
G二2xlO^ffx9^N/kff二1.%x10gA有浮力
厂二二二】「二!
!
」「1广丫;
根据浮力公式,又浮筒完全浸没,则浮筒的排水量等于浮筒的体积,所以浮筒体积为
“Fl9,51x10gjV
1/■
网9・8N/kgxl,03x10:
%〃川=954川
根据圆柱的体积公式,则外半径为〔二;」」」":
点评:
此题不仅考到液体压强的计算,而且考到了物体浮力的计算,是对学生所学知识的综合运用。
对学生来
说,解答起来较难,需要注意的是分析时要仔细。
需要灵活应用压强公式、浮力公式。
4、考点阿基米德原理的应用;悬吊与叠放问题
参考答案:
【1】2.1N或2.1牛【2】3.3牛或3.3N【3】120g或120克【4】
沙严或「丨1;
题目难度:
95(困难)
题目解析:
(1)该装置的重力:
1=mg=0.21kgx10N/kg=2.1N,由于装置漂浮,根据二力平衡条件可知〜=2.1N;
(2)放入A后,该装置排开水的体积:
丨73|1'.:
I-:
.;I:
i…,
所受浮力:
_£-•计:
•…诽=111■■■■■-■'I
由于该装置仍漂浮,根据二力平衡条件可知'-=3.3N,所以物块A的重力:
'■-'
=3.3N-2.1N=1.2N,
为120g;
mA0A2kg
n<—―’
(3)物块A的密度:
X
点评:
本题考查了学生对密度公式、重力公式、阿基米德原理、物体的漂浮条件的掌握和运用,知识点多、综合性强。
5、考点根据浮沉状态判断浮力或重力的大小;悬吊与叠放问题
69:
79
参考答案题目难度:
95(困难)
题目解析:
左边的木块:
木块受到向下重力和压力(其中压力大小等于甲铁块的重力),向上的浮力作用,由于木
块静止在水中,三力平衡,即「小核
(1);右边的木块:
木块受到向下重力和拉力(其中拉力大小等于乙的重力减浮力),向上的浮力作用,由于
木块静止在水中,三力平衡,即」谕也口「咯Ha:
汾
(2);对于乙铁块来说,受到向上的浮力和拉力(木块对乙铁块),向下的重力,由于乙铁块静止在水中,力平衡:
二匕二,辽口応心,带入
(2)式得:
”存屮八“治(3);
由
(1)-(3)得―从*,即理扩乜出汀二-皿汀*,代入数据得:
P钱沖水_了.9刈03賄.存-1.0xl05kg.m3_69
\—,p*?
9X10~ksnv79
--',甲乙的密度相同,故质量比也为69:
79。
点评:
这是一道力的平衡的综合计算题目,考查了阿基米德原理的应用,关键在于根据物体的沉浮条件得出乙铁块的体积表达式。
6、考点阿基米德原理的应用;浮力的存在和测量
参考答案:
【1】1【2】•1或.1或0.0001【3】铝
题目难度:
95(困难)
题目解析:
(1)第一次测量,用细线系住金属块挂在弹簧测力计上,此时金属块在弹簧测力计的拉力和自身重力的作用下平衡,故二P二?
第二次测量,让金属块浸没在盛水的杯子中,此时金属块受到向上
的测力计拉力和浮力以及向下的自身重力,金属块在这三个力的作用下平衡,故可得
F^=G-F=2.7N-L7N=1N
(2)金属块浸没在水中时有:
;诒二睜呂9徳,可得排开液体的体积为:
LV_
1000A^/d?
.3xlON/kff~
因为金属块完全浸没,故金属块体积等于排开液体的体积,那么其体积为:
(3)金属块的重力:
1■"'''',故可得金属块的密度为:
铝。
点评:
m
P-—
本题考查对于密度计算公式•、阿基米德原理的应用,利用称重法求出浮力是本题的关键。
7.考点阿基米德原理的应用;根据浮沉状态判断浮力或重力的大小
3
参考答案:
【1】0.3【2】丨•I'1或1110
题目难度:
95(困难)
题目解析:
(〔)川_力心_-'7-「丿匸仃
故试管和沙子的总重:
G=mg=30x10和gx10N/kg=0.3A;
由于试管漂浮在水面,
所以-二—二—;1二二’
(2)当把它放入某液体中时,仍然为漂浮,
换算。
所以二;.-
0.3-V
所以有:
.-1"■''J.II'.
点评:
此题考查学生物体的浮沉条件、阿基米德原理的使用,本题的关键是求得浸入深度,进而求排开液体的体积。
本题难度不大,注意单位的
&考点浮力大小的相关因素;浮力的计算;压强的计算
参考答案:
(1)排开的液体的密度
(2)1.5;4.5
(3)•';门
(4)'
题目难度:
95(困难)
题目解析:
(1)由A图可得出物体的重力,结合AB两图可得出物体在水中受到的浮力,结合B、C两图可得出物
体在酒精中受到的浮力,B、C两图其他物理量相同,只有液体种类(即排开的液体的密度)不同,故根
据图甲中的A、B、C三图,得到的探究结论是:
浮力的大小跟排开的液体的密度有关。
(2)根据图乙,0-2s,圆柱体完全浸没在水中,竖直方向受到向下的重力、向上的浮力与向上的弹簧测力计的拉力的共同作用,弹簧测力计示数即为弹簧测力计拉力的大小,浮力大小保持不变,此时:
^上—恥。
2-i0s,圆柱体逐渐提出水面,部分浸没,排开液体的体积逐渐减小,浮力减小,则弹簧测
力计的拉力增大,示数增大;10s以后,圆柱体完全提出水面,此时圆柱体不再受到浮力作用,在竖直方
向受到向下的重力和向上的弹簧测力计的拉力,且受力平衡。
则有:
卞—。
根据以上两式可解得
一-■…。
(3)圆柱体完全浸入水中时根据一—「V:
:
得,
%=嘶=儲~=1X1阳/仏1朋7切=由
-4半船=3X10•瀚M
则圆柱体密度I。
(4)由图乙可知,圆柱体在t=2s时,其上表面刚好接触水面,当t=10s时,其下表面刚好接触水面,
又圆柱体以1厘米/秒的速度匀速向上提出水面,故圆柱体的高度为
'I.-J'■.■「I、.•;
点评:
本题考查了求重力、浮力、物体密度、压强等问题,分析清楚图示图象,应用浮力公式、密度公式、压强公式即可正确解题。
9.考点浮力的存在和测量
参考答案:
(2)D
(3)排出;3000
题目难度:
95(困难)题目解析:
(1)由题可知,潜水艇的重力为''■'-'■'',假设所充入的海
水的重力为-;假设物体所受的浮力为
根据浮力公式’,潜水艇完全浸入海水中,则排水量等于其体积100立方米,
则所受浮力为'1T:
〔门-I:
-
(2)由于潜水艇体积不变,即其排水量保持不变,根据’川'亡怕,液体的密度减小,则所受的浮力减小,又潜水艇所受的浮力和它的总重力保持平衡,则需要减少潜水艇的总重力,因此潜水艇的总重力
减少,故选D;
(3)由
(2)可知,潜水艇的浮力减小,但其所受的重力保持不变,因此所吸入的河水的质量要减小,
根据F浮伽吕V排,则此时所受的浮力卩二1皿10讪加"1恥7切Xim亦=叭;
则此时需要吸入的河水的重力为
则减少的质量为雹二;门中丿门;川匕:
‘二览;门.站点评:
本题考察浮力相关的计算,注意在计算过程中的单位统
10、考点物体沉浮条件的应用;物体浮沉状态的判断参考答案:
(1)◎迟x:
m\寸
(2)漂浮
(3)5.88N
题目难度:
95(困难)
题目解析:
度:
当物块完全浸没在水中时,受到的浮
=1.0Xl{)%g/m‘xx1xluFJ=9.8n
,所以将物块浸没在水中后松手,物块上浮,最终静止在水面上;
(3)因为物块漂浮,所以物块受到的浮力等于重力为5.88N。
点评:
本题考查了密度公式和重力公式、阿基米德原理、物体漂浮条件的应用等,关键是知道物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等。
11、考点物体浮沉状态的判断;阿基米德原理的应用
参考答案:
(1)240N
(2)下沉
(3)180N
题目难度:
95(困难)
题目解析:
(1)物体的重力:
G=mg=24kg<10N/kg=240N
(2)因物体浸没在水中,所以,物体受到的浮力:
F二xxxflxlfl":
infL60N?
因FvG,
所以,物体下沉;
(3)物体匀速上升时潜水员施加的拉力最小,此时物体处于平衡状态,受到竖直向上的拉力和浮力等于自身向下的重力,则最小拉力:
F拉=G-F=240N-60N=180N
点评:
本题考查了重力公式和阿基米德原理、物体浮沉条件的应用等,关键是知道物体匀速上升时潜水员施加的拉力最小。
12、2000319540
考点阿基米德原理的应用;悬吊与叠放问题
参考答案:
【1】19.6【2】丨丨或0.002
题目难度:
95(困难)
题目解析:
(1)木块浸入水中,木块排开水的体积即为物体的体积:
I1'1-:
:
r,对木块受力分析:
重
力G向下的拉力…,向上的浮力-,受力平衡得:
比D哑塗,,
F淫=G捉;豐V排二10诃畑IU-X9.SN.1O*W=49N,F^=F浮-G占;
g=pxg0.6x105kgm5^9.8Nkgx510^m3=29.4N
V排'二=sr—-=3x10'3ni
(2)木块漂浮在水面,匚JR—],',?
'''■-■-'■-
Va=V^Vst-5x10-5m3-3xl0'3m3=2x10"W。
点评:
本题木块有两种状态,关键是对其受力分析,找到等量关系,根据阿基米德原理计算出浮力是重点。
13、考点物体沉浮条件的应用;阿基米德原理的应用
参考答案:
7.1:
注!
试1【;广或2138.4
题目难度:
95(困难)
题目解析:
冰山漂浮,浮力等于重力,而冰和水的密度均已得知,冰的总体积和排开水的体积二者相差300立方米,
因此设冰的总体积为未知数,以浮力等于重力这一点联立方程,即可解出冰山的总体积,再利用密度的公式可计算出冰山的质量。
具体计算过程如下:
G=F=pg\T
由漂浮可知,冰山的重力■J-■
即「一-
即’-T
带入数值有
故冰山的质量—1'11:
.I'
点评:
求出整个冰山的体积是解决本题的突破口,这里利用了漂浮时浮力与重力相等这一点。
14、考点浮力综合计算
参考答案:
【1】400【2】0.04【3】飞工:
1:
丁
题目难度:
95(困难)
题目解析:
由图可知,物体浸没在水中时F浮=G-Fti=G-500N,物体完全露出水面时,FE=g=900N故F浮
=900N-500N=400N;
400iV
由浮力公式可得,排水体积等于石料体积即
pglOOOA^/w3xlQN/kg=
90kg
0.04ni3
2=黑g
石料的质量为-,故密度为
点评:
本题关键在于读图获取石料的重力和浮力,然后再根据浮力公式就可以计算体积等参数了。
17、解此题关键是:
①分析弹簧伸长的长度;②弹簧伸长的长度和所受拉力成正比;③受力分析。
当木块刚好全浸没时,F2=p水gV—p木
1
木块有一半浸没时:
F1=p水gV—p木gV△l1=1厘米
2
gv△12=3厘米
F_5g舟v-'木gv1'水一'木尸月
F2