10.浮力计算阶梯训练(教师用讲稿)1(8页).doc

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1、-10.浮力计算阶梯训练(教师用讲稿)1-第 8 页浮力计算阶梯训练学习目标：1.学会用不同的方法求浮力 2.在解题中养成受力分析的习惯 3.学会从不同的角度分析问题，采取多种方法解决问题 4.学会与他人交流与协作浮力阶梯训练一、浮力的计算方法温馨提示：浮力计算方法有多种（1）压力差法:F浮=F下-F上（2）阿基米德原理法：F浮=G排=m排g=液gV排，（3）二力平衡法：对于漂浮或悬浮的物体:；（4）称量法：1如图所示，用细绳将一物体系在容器底部，若物体所受浮力为10N，上表面受到水向下的压力为4N，则物体下表面受到水向上的压力为（C）A4NB6NC14ND7N2. “辽宁舰”航母已正式列入中

2、国人民解放军海军系列，其满载时排水量（满载时排开水的质量）为6.75万吨，则满载时其受到的浮力为（A）A6.75108 NB6.75107 NC6.75104 ND6.75103 N3某同学将一质量为300g的金属块轻轻放入盛满水的容器中，溢出了80ml的水，则金属块受到的水的浮力是（g取10N/kg）（A）A0.8N B3.5N C2.2N D3N4如图是某同学自制的水上自行车她在普通自行车上安装8个密闭的空水桶并在车后轮装上若干塑料片已知自行车、人、空水桶及其附属结构总重为800N，该同学在水面上骑自行车匀速前进时，自行车受到的浮力为 800 N5. 一金属吊在弹簧秤下端，在空气中弹簧秤读

3、数是27.5N，现将金属块浸入水中后，弹簧秤读数是21.5N，则金属块受到的浮力是（A）A6NB27.5NC21.5ND49N浮力阶梯训练二：浮力与密度、压强的综合计算温馨提示：对液体中的物体进行受力分析是解决此类问题的关键；物体的体积往往要通过阿基米德原理求出。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）（l）求金属块在水中受到的浮力（2）求金属块的体积；（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

4、属块是何种金属金属金铜铁铝密度（103kg/m3）19.38.97.92.7(1)金属块受到的浮力(2)金属块的体积（3）金属块的重力金属块的质量金属块的密度7如图所示，一杯水静止在水平台秤上，杯子与水的总质量为0.6kg用手将一个系着细线、质量为1.78kg的铜球，缓慢浸没在水中，使其在水中静止，且不与杯子接触此时，台秤的示数为0.8kg（铜=8.9103kg/m3）（g取10N/kg）解法一：（m3）物体受到的浮力N 对物体进行受力分析：N对容器、水和物体这个整体进行受力分析：N kg 解法二：（m3）物体受到的浮力N 对物体进行受力分析：N对容器、水这个整体进行受力分析：N kg 浮力阶

5、梯训练三：图表类浮力计算问题温馨提示：解图表题时数形结合很重要，从图表中搜寻数据，分析物体所处的状态及受力情况，找到各物理量及各种状态的联结点，从而可以顺利地解出物理量。8.如图所示：一个边长为10cm的正方体漂浮在水面上，它浸入水中的深度为2cm，求：（1）物体受到的浮力； （2）物体的重力； （3）物体的密度； （4）最少要用多大的力才能把物体完全压入水中？解：（1） 物体的质量 物体的密度当物体完全浸入水中时，它受到的浮力9.如图甲所示，把一个漂浮在液面上的正方体工件用竖直向下的力F压入液面下，F与h（工件下表面到液面之间的距离）的大小关系如图乙所示（g=10N/kg），求：（1）工件的

6、密度； （2）液体的密度； （3）在B点时，工件受到的浮力。解：方法一：对物体进行受力分析：可得从图表可得： 解得:kg/m3，N 物体的密度在B点时，工件受到的浮力方法二：把BA线反向延长，交横坐标于-2N位置，这一点的物理意义是把物向上提起到刚离开水面的拉力，它与重力是一对平衡力，故物体的重力为2N，从图中可知物体的边长为0.1m3，N 所以物体的质量 物体的密度 物体在A的时候漂浮在水中，此时的浮力等于重力， 解得:kg/m3，在B点时，工件受到的浮力家庭作业： A级1.（2015德州一模）在图甲中，石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降，直至全部没入水中图乙是钢绳拉力随时间t

7、变化的图象，若不计水的摩擦力（g取10N/kg），则可算出石料的密度为（C）A1.6103kg/m3B2.3103kg/m3C2.8103kg/m3D3.2103kg/m32.用弹簧测力计竖直挂一铁球，当铁球露出水面体积时，弹簧测力计示数为4N；当铁球浸入水中体积时，弹簧测力计示数为1N，取下该铁球放入水中，铁球静止时受到的浮力是（D）A18N B14N C8N D10N解：设物体完全浸没在水中时受到的浮力为F浮，依题意有：解得 ，所以物体放入水中时会上漂浮，故浮力为10N. B 级3.如图是常见的厕所自动冲水装置原理图，水箱内有质量m1=0.4kg，体积V=310-3m3的浮筒P，另有一厚度

8、不计，质量m2=0.2kg，面积S=810-3m2的盖板Q盖在水箱底部的排水管上用细线将P、Q连接，当供水管流进水箱的水使浮筒刚好完全浸没时，盖板Q恰好被拉开，水通过排水管流出冲洗厕所当盖板Q恰好被拉开的瞬间，求（g=10N/kg）（1）浮筒受到的浮力大小；（2）细线对浮筒P的拉力大小；（3）水箱中水的深度答案(1)30N；（2）26N （3）30cm4.在一个足够长的轻质柱形容器内装有深为10cm的水，将一个高10cm，底面积50cm2的圆柱形实心塑料块挂于弹簧测力计上，塑料块底面刚好接触水面。往容器内缓慢加水，弹簧测力计的拉力F与所加水的体积V的关系如图乙所示已知弹簧的伸长量与受到的拉力成

9、正比，弹簧受到1N的拉力时伸长1cm求：（1）塑料块的密度（2） 加水1400cm3时，水对容器底部的压强（3）加水700cm3时，塑料块受到的浮力解：（1）V=0时，(2) 加水1400cm3时，拉力为0，此时浮力等于物体的重力4N， 物体浸在水中的深度 此时弹簧测力计缩短了4cm，此时水的深度为4cm+8cm+10cm=22cm，水对容器底的压强Pa(3)设容器的底面积为S， 当加水700cm3时，设弹簧缩短了Lcm，弹簧测力计的拉力为L，浮力为4-L（cm）解得L=2cm 所以拉力为2cm,所以浮力为2N5上右图是利用滑轮组匀速提升水中圆柱体M的示意图，滑轮组固定在钢架上，滑轮组中的两个

10、滑轮质量相等，绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为900N，连接圆柱体M与动滑轮挂钩的绳子能承受的最大拉力为3000N。圆柱体M高为3m，底面积为0.02m2，密度为4.5103kg/m3。在绳端拉力F作用下，圆柱体M从其下表面距水面15m处匀速上升到其上表面与水面相平的过程中用了3min，在这个过程中，拉力F的功率为160W，滑轮组的机械效率为，钢架对定滑轮的拉力为T。在圆柱体M被缓慢拉出水的过程中，圆柱体M的下表面受到水的压强为P。不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力，g取10N/kg。下列选项中正确的是（A）A压强p的最小值为15000PaB拉力T的大小为2700NC拉力F的大小为640N

11、D滑轮组的机械效率为90%6.如图所示，在弹簧测力计下的悬挂一个高为12cm的圆柱体，当该圆柱体浸在水中的深度为4cm时，弹簧测力计的示数为5.0N，此时该圆柱体下表面受到水的压强为 Pa；该圆柱体浸在水中的深度为6cm时，弹簧测力计的示数为3.5N, 此时该圆柱体所受的浮力 4.5 N；现从弹簧测力计上取下该圆柱体将其缓慢的放入水中（容器足够大，水足够多），则该圆柱体静止时受到的浮力为 8 N 。（水1103kg/m3 , g=10N/kg ）7. 如图小明看到一位工人在洋湖湿地打捞水草，为了检测一块石头的密度，他请工人师傅驾船至湖中，用拉力器提着体积为0.02m3的石头浸没在水中央，小船排

12、开水的体积相对于空载时变化了0.08m3，当石块触及湖底拉力为0时，小船排开水的体积相对于空载时变化了0.06m3，则石块的密度为 kg/m3。已知小船满载时排开水的体积相对于空载时变化了0.3m3，这位工人划着这艘小船最多能装载 kg的水草。解：当石块触及湖底拉力为0时，小船排开水的体积相对于空载时变化了0.06m3，由此可求人的重力：他驾船至湖中，用拉力器提着一块体积为0.08m3的石头浸没在水央中，8.如图甲所示是某实验小组设计的电子秤装置，其中R0为定值电阻，Rx是力敏电阻，其阻值随压力变化的图像如图乙所示； 在电子秤托盘内放一容器（托盘和容器的质量忽略不计），容器中装有体积为800c

13、m3的水，如图所示，在弹簧测力计下悬挂一个高为10cm的圆柱体，当该圆柱体浸在水中的深度为2cm时，弹簧测力计的示数为6N，电压表的示数为15V；该圆柱体浸在水中的深度为4cm时，弹簧测力计的示数为4N，电压表的示数为12V ； 水1103kg/m3， g=10N/kg ）求：（1）水的重力； （2）把圆柱体体从弹簧秤上取下放入水中，物体静止时所受到的浮力；（3）电源电压和定值电阻的阻值。解：（1）水的重力 N （2）设物体的重力为G物，物体完全浸入水时受到的浮力为F浮，依题意得： 解得G物=8N，F浮=10N，把物体从弹簧秤上取下放入水中，物体静止时处于漂浮状态，此时浮力等于物体的重力8N；

14、（3）当该圆柱体浸在水中的深度为2cm时，弹簧测力计的示数为6N，电压表的示数为15V；对容器、水和物体这个整体进行受力分析，可得查表得此时，此时电路中的电流为0.15A，设电源电压为U，根据欧姆定律可得： 当该圆柱体浸在水中的深度为4cm时，弹簧测力计的示数为4N，电压表的示数为12V；对容器、水和物体这个整体进行受力分析，可得查表得此时，此时电路中的电流为0.1A，设电源电压为U，根据欧姆定律可得： 解得U=18N R0=609（2013海淀区一模）宋朝的怀丙用如图所示的方法打捞落入水底的铁牛：把一根圆木绑在两只装着沙土的打捞船上，请人潜到水底，用绳索捆牢铁牛，将绳刚好拉直，并将绳索的另一

15、端捆在两船间的圆木上然后，把船上的沙土卸走，铁牛就被拉起假设铁牛由某种密度为=8103kg/m3的铁合金制成，质量为4.8t，沉入湖水静止的湖底，铁牛的底部与湖底不密合每只打捞船的质量为1.15t，每只船上各站着2名质量为50kg的工人，船内装有等质量的沙土，圆木的质量为100kg两只船浸入水中的深度相同，每只船浸入水中的深度与船排开水的体积关系如下表所示忽略绳索质量，湖的面积很大如果将船中沙土全部卸光后，能使铁牛的底部提升至距离湖底20cm的高度，最初船离岸时每只船内应装沙土的质量为4.3103kg（g取10N/kg） 船浸入水中的深度h/m0.10.20.30.40.50.6排水体积V/m

16、30.71.52.43.44.55.6【解答】解：已知铁牛密度为铁=8103kg/m3的铁合金制成，质量m铁=4.8t=4800kg，则铁牛的体积为V铁=0.6m3，铁牛受到的浮力为：F浮铁=水gV铁=1103kg/m310N/kg0.6m3=6103N，铁牛露出淤泥时，两只船和铁牛受到的浮力等于两只船、人和圆木的重力与铁牛的重力之和，即：F浮+F浮铁=G船+G人+G木+G铁未打捞铁牛时，两只船受到的浮力等于两只船、圆木、人和沙子（到铁牛与地面没有压力时船上应装的沙子）的总重力；即：F浮=G船+G人+G木+G沙子这时，为打捞铁牛而使两船应受到的浮力为：F浮=G船+G人+G木+G沙子=21.15

17、103kg10N/kg+2250kg10N/kg+100kg10N/kg+4.2104N=6.8104N，则两船排开的水的体积为：V排=6.8m3所以每只船排开水的体积为：V排=6.8m3=3.4m3，根据每只船浸入水中的深度与船排开水的体积的关系表可知：每只船浸入水中的深度为0.4m；由题干知：再使铁牛的底部提升至距离湖底20cm的高度，则每只船在未打捞铁牛时浸入水中的深度需要再增加20cm，所以根据每只船浸入水中的深度与船排开水的体积的关系表可知：每只船排开水的体积为：V排=5.6m3，则两船应受到的浮力为：F浮=2水gV排=21103kg/m310N/kg5.6m3=1.12105N，F

18、浮=G船+G人+G木+G沙子，G沙子=F浮G船G人G木=1.12105N21.15103kg10N/kg2250kg10N/kg100kg10N/kg=8.6104N，所以m沙=8.6103kg，则每只船内应装沙土的质量为m沙=8.6103kg=4.3103kg故答案为：4.310310. 如图为儿童练习游泳时穿的一种救生衣背漂，穿上这种背漂，泡沫塑料位于人的背部，为确保人的安全，必须使人的头部露出水面，人的密度约为1.06103kg/m3，人的头部体积约占人体总体积的十分之一。洋洋想知道儿童安全使用这种背漂所允许的最大体重是多少，于是进行了下列测量，他先用台秤测出了背漂的质量为0.5kg，将背漂放在装有水的水桶里放在台秤上称量，台秤示数为2.5kg，再用手将背漂压入水中使背漂刚好完全浸没时台秤示数为7kg，此时背漂所受的浮力为 50 N。为保证安全，穿着此背漂的儿童的体重不能超过 29.8 kg。（计算结果保留1位小数）