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四种计算浮力大小的方法,你知道吗?

2024-06-20 09:45:54教学视频148

1、物体浸入气体和液体中,都会受到气体和液体的垂直浮力。那么,计算浮力的大小有哪些方法呢?下面介绍四种计算浮力的方法。 1、压差法 物体浸入气体和液体中,其上下表面浸入气体和液体的深度不同,上表面浸入的深度较小,受到的向下的压强较小,下表面浸入的深度较大,受到的向上的压强较大,结果,物体受到向上的作用力,这就是浮力。 这就是浮力产生的原因。 浮力的大小等于下表面受到的向上的压强减去上表面受到的向下的压强。这种计算浮力的方法叫做压差法。 公式:F= 例1、一个长方体木块浸入水中。 上表面受到向下20N的压力,下表面受到向上50N的压力,木块在水中的浮力是多少?解答:根据题目vI5物理好资源网(原物理ok网)

2、可得: F=F向上-F向下=50N-20N=30N 答:木块在水中受到的浮力为30MlF诺尔詹书尔A*b; 2、称重法 先用弹簧秤称出物体在空中的重量G,再用弹簧秤称出物体浸入液体时的重量F,两次读数之差就是物体受到的浮力,这种计算浮力的方法叫称重法。其公式为:F浮力=GF 例2、一个铝球吊在弹簧秤下,在空中的读数为4牛顿,当铝球浸入水中时,读数为1.8牛顿,请问铝球在水中受到的浮力是多大? SvWr 解答:由题意可得:F浮力=GF=4N1.8N=2.2N 答:铝球在水中受到的浮力为2.2N 3.平衡法物体在液面或液体中静止不动时,有两种特殊状态:悬浮和上浮。此时,在垂直方向vI5物理好资源网(原物理ok网)

3、物体向下的重力和向上的浮力是平衡的力,重力的大小等于浮力的大小,这种方法叫平衡法。公式:F浮力=Go例3、“武汉”号导弹驱逐舰在亚洲处于领先水平,参加了中国海军首次赴亚丁湾、索马里海域护航任务。“武汉”号排水量7000t,是一艘防空、反潜、反舰能力均衡的远洋驱逐舰。满载时,“武汉”号受到的浮力是多少? (g=10牛顿/千克) 解答:由题意可知,“武汉”号浮在水面,所受浮力等于重力,即 = G = mgr 7000 x 10N/Kg = 答:冰块在水中受到的浮力为 例4.一艘重为N的潜艇悬在水中,求潜艇在水中受到的浮力。vI5物理好资源网(原物理ok网)

4.受到的浮力为多大? 解:由题知潜艇悬浮在水中,受到的浮力等于重力,即 F 浮 = G = 弟话 iWr彳 答:物体在水中受到的浮力为 4.公式法 阿基米德原理:物体浸入液体(或气体)中,受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体的重力。这种方法叫公式法,它的公式为 F 浮 = GS = 卩液 gV排。 3 例5.一艘小船排开水的体积是10m,请问小船受到的浮力为多大? (g = 10 牛顿/千克) 333 解答:由公式可得: F 浮 = p 液 gV排 = 1X 10 千克/米 X 10N/ 千克 X 10m= . 答:小船所受的浮力,计算问题 1.如图 A 所示,一个平底圆柱形容器 A 横放。vI5物理好资源网(原物理ok网)

5.底部面积为。不吸水的方形物块B重5N,边长为10cm,静止在容器底部,另一端固定在物块底部中央,细线长度L=5cm。已知水的密度为1.0x10 3 kg/m3。求:話iWr彳 (1)在图A中,物块对容器底部所受的压强为多大?向容器A中慢慢加水,当细线上的拉力为1N时,停止加水,如图B所示,物块B此时所受的浮力为多大? (3)将图B中连接B的细线剪断,当物块静止时,容器底部所受的压强为多大? 2.如图所示,这是公共卫生间的自动冲水装置。 浮子A为边长20cm的立方体,体积为80cm(不计算盖B的质量和厚度),连接AB的杆长30cm,既有体积又有质量,当从供水管流入水箱的水刚好浸透vI5物理好资源网(原物理ok网)

6、当浮子A浸没在水中时,拉开盖子B,水从排水管流出,忽略盖子B的表面,水流出冲马桶。 (1)浮子A浸没在水中时受到的浮力为多大? (2)当水箱中的水刚好淹没浮子A时,水对盖子B的压强是多少,浸入水中的深度是多少? (3)浮子A的质量是多少? 3、如图所示,一根长直平底玻璃管,里面装有少量细砂,浮在水面上,玻璃管底部面积为0.2m2。 厂八S子,g 取 io n/kg 则 (1)玻璃管和细砂的总重量是多少? (2)在水中撒些盐,搅拌均匀后,玻璃管上浮0.02m,此时盐水的密度是多少? 4、如图所示,一个质量为0.6kg,边长为0.1m的立方体木块放在水平桌面上,其底部面积为,内有25cm的水。vI5物理好资源网(原物理ok网)

7、在一圆柱形容器中。(g=10N/kg,=1 x 10*g/m3)求:(1)木块的密度是多少?(2)不放木块时,容器底部的水的压强是多少?(3)放上木块后,桌上容器的压强会增加多少?(4)要使木块刚好浸没在水中,木块上要挂多少公斤的钩重? 5、一个底部面积为80cm2,质量为400g的圆柱形容器放在水平桌面上。筒内装有深16cm的某种液体。将一个底部面积为40cm2,高为8cm的圆柱体悬挂在弹簧测力计下方。从筒内逐渐浸入,直至浸没。 弹簧测力计读数F与圆柱体浸入液体的深度h的关系如图20所示(圆柱体厚度可忽略不计,液体不溢出)。求:圆柱体中液体的密度是多少?(2)将圆柱体浸入vI5物理好资源网(原物理ok网)

8、当浸入此液体时,液体对容器底部所施加的压强为多大? (3)当圆柱体的一半浸入液体中时,圆柱容器对桌子所施加的压强为多大? 6、如图23所示,弹簧的上端与块体相连,下端固定在容器底部。当块体浸入水中,静止时,弹簧的弹力与浸入酒精中时相等。块体的体积为,酒精的密度为0.8×103kg/m3,g为10N/kg。 求: (1)块体浸入水中时所受的浮力F (2)块体的质量M 7、如图所示,这是一艘旅游观光船,可供游客在海上游玩。 该观光船质量为900kg,海上最大航速为36km/h,最多可载游客20人。设海水密度为1.0×103kg/m3,g=10N/kg,求:vI5物理好资源网(原物理ok网)

9、(1)观光船以最大速度行驶2小时,可行驶多少米?(2)观光船水面以下有一个面积为20厘米×50厘米的小部分,海水对这个小部分所受的压强是多少?(3)假定每个乘客的平均质量为60公斤,则观光船满载乘客时,浸入水中的体积是多少?如图14所示,在弹簧测力计下方悬挂一个实心圆柱体。将圆柱体从盛有水的容器水面以上一定高度缓慢下放(其底部始终与水面平行),使其逐渐浸入水中一定深度。右图是弹簧测力计的读数F与圆柱体高度h变化量的关系图。给定=1.0×10 kg/m,g为10N/kg。求:(1)圆柱体的重量; (2)圆柱体浸入水中时所受的浮力;(3)vI5物理好资源网(原物理ok网)

浮力计算公式vI5物理好资源网(原物理ok网)

10、某圆柱体的密度为.84a9A/cm9。如图所示,在容器底部固定一根轻弹簧,弹簧上方接一个块体A,容器侧面底部有一个由阀门B控制的出水口,当容器内水深为0.3m时,块体A有一部分体积浸入水中,此时弹簧刚好处于自然状态,即没有发生任何变形(g取10N/kg)。 求:变化(已知水的密度为1.0×103 kg/m3,忽略弹簧的浮力,卜华iWr彳(3)先向容器中慢慢加水,直到A刚好完全浸入水中,此时弹簧对A施加的力为Fi,然后打开阀门B慢慢放水,直到A完全离开水面,再关闭阀门B,此时弹簧对A施加的力为F2。求Fi和F2的比值。 10、小强有一块金属块,他想知道它的重力和密度。他手里拿着一块金属块。vI5物理好资源网(原物理ok网)

11、目前只有一种弹簧测力计,其量程很小,当他用弹簧测力计测量金属块的重量时,发现超过了弹簧测力计的最大量程。于是,他设计了一个如图16所示的装置,用来测量OA:OE=1:3。用细导线将金属块悬挂在A点,用弹簧测力计在B点施加垂直向上的力,当0B杠杆水平静止时,弹簧测力计的读数为1.8N。当在容器中加入水,将金属块浸入水中时,弹簧测力计的读数为1.2N。求:(1)金属块的重量是多少?(2)金属块浸入水中后,其受的浮力是多少?(3)金属块的密度是多少? (3 R-222 图1611.如图所示,A、B为两个相同的薄壁圆柱形金属容器,其质量均为0.5千克,底部面积均为0.01平方米,容器高度均为50厘米。vI5物理好资源网(原物理ok网)

12、一容器中装有2.0×103m3水和3.0×103m3酒精,放在水平桌面上(酒精=0.8×103kg/m3,g=10N/kg)。求:水的质量。水平桌面上容器A的压强。请判断:当两容器内液体增至同一深度厶h时,底部容器内液体的压强能否达到p水≥?请通过计算,说明原因。12、图中所示为某站厕所自动冲水装置。圆柱形浮子A的底部面积为,高为0.2m,盖板B的面积为60cm2(盖板B的质量和厚度未算)。连接AB的为一根长0.3m的硬杆,未算体积和质量。 当流入水箱的水刚好淹没浮子A时,盖B便被掀开,水经排水管流出浮力计算公式,冲马桶。(已知水的密度为1vI5物理好资源网(原物理ok网)

13、日照是一座美丽的海滨城市,这里有蔚蓝的天空、碧海和金色的沙滩,每年夏季都有许多中外游客来这里游览。图中显示的是一艘可供游客在海上嬉戏的观光船,这艘观光船的质量是900kg,海上最大航速为36km/h,最多可载游客20人。若海水的密度为1.0×103kg/m3,g=10N/kg,求(1)这艘观光船以最大航速2小时可以行驶多少米? 2(2)观光船在水下深度50cm。vI5物理好资源网(原物理ok网)

14、有一个小部件,面积为20cm,海水对这个小部件所受的压力为多大?(3)假设每个乘客的平均质量为60kg,观光船满载乘客时,浸入水中的体积为多大? 14、图5-3为自动储水箱示意图。结构由圆柱形金属桶、压力传感开关和矩形块组成,其中矩形块通过细杆与压力传感开关相连。压力传感开关的作用是:当受到10N的直线向下拉力时,关闭,控制水泵开始从进水口往桶里注水,进水口刚好与矩形块下表面齐平。桶内储水高度为h1=8cm。当受到细杆6N的拉力时,打开,水泵停止往桶里注水。 此时细杆垂直时水刚好没过矩形块2E5-3至下体上表面,桶内储水高度为h2=40cm,已知水桶vI5物理好资源网(原物理ok网)

15.桶底面积为0.5m。求:話iWr 彳(1)当水泵开始抽水时,桶底的水受到的压强为多大?(2)当水泵停止向桶中抽水时,长方体受到的浮力为多大?(3)长方体的密度为多大?15.如图11所示,一个圆柱形容器放在水平地面上,它的底部面积为(容器厚度可忽略),内有25cm的水。求:(g=10N/kg)(1)容器底部的水受到的压强为多大?(2)如果在水中放入一个边长为0.1m的正方形块,使容器在水平桌上的压强增加300Pa,则该块的质量为多大?(3)该块的密度为多大? 16.科技组同学们用长方形泡沫塑料、三脚架和灯泡制作了一个灯塔模型(如下图所示)。当灯塔静止不动时,泡沫塑料浸入水中的深度开始vI5物理好资源网(原物理ok网)

16、滑轮排开水的质量是500g(忽略绳索的重量以及绳索与滑轮的摩擦力)。(1)水对泡沫塑料底部的压力为多大?(2)灯塔静止时受到的浮力为多大?17、如图所示,这是小明为了防止家里停水而设计的水箱。当水箱内的水深达到1.2m时,浮子A刚好堵住进水管,向水箱内放水,此时浮子A有1/3的体积露出水面(浮子A只能沿图示位置的垂直方向运动)。设进水管处水压为1--,管道截面积为-,则浮子A的重量为ion。 求:(空气取10N/kg) (1)水箱底部水到最深处时的压力; (2)浮子A出水管处水的压力; (3)浮子A的体积。 卜怀文题参考答案一、计算题 1. (1)500Pa (2)6N 1050vI5物理好资源网(原物理ok网)

17.Pa2。(1)78.4N(2)39.2N(3)4Kg。箭头所指在水中的深度为=盐水。(1)完全浸没时,=GF=iriM-2N=3N3。如图所示,一根长直平底玻璃管,内装有少量细砂,浮在水面上。玻璃管底部面积为0.2m2。取10N/kg。 然后 (1) = = 水 g = = Gsalt 水 = / g = 1/ (0.2-0.02 )X 5X 10-4X 101.1 X 1033 (4) = p 水 = 1.0 X 10 kg/m X 10N/kg X 0.001m = 10NG 代码 = -G 木材 = 10N-0.6kg X 10N/kg=4Nm 代码=vI5物理好资源网(原物理ok网)

18. 6码/g=4N/10N/kg=0.4kgKg/,(1)p木=口木/V木=0.6kg/0.001m=0.6 X 10 kg/m(2)p=p水gh=1.0 X 103kg/m3 X 10N/kg X 0.25m=(3)p=F/S体积=G/S体积练木g/S体积=(0.6kg X 10N/kg)/0.02m=SO=pg减10J kg/m3 1 ONZkg x0.04m=1,(1)1N(2)0.09kg义二沙船厂称7,解:(1)观光船行驶的距离s=vt=36km/h4x2h=72km=7.vI5物理好资源网(原物理ok网)

浮力计算公式vI5物理好资源网(原物理ok网)

19. 2 x 10 m; (1 分) _F _G致+獰十片4N+32N十4N 朝_ 一 (2)小部件所受海水压强为333p= p gh=1.0 x 10 kg/mx 10N/kg x 0.5m=5x 10 Pa该部件所受海水压强为34 2F=pS=5X 10 Pax 20 x 10- m=10N- (3 分) (3 分) & (1)12N (2 分) (2)8N (2 分) 33 (3)1.5 x 10 kg/m (2 分) (3)观光船满载时的总重量为=mm g= (60x 20+900) kg x 10N/kg=2.1 x 10 N; 观光船满载时的浮力为4F浮==2.1 x 10N;满载时下沉的体积为vI5物理好资源网(原物理ok网)

20. 4333V排=F浮/P g=2.1 x 10 N/1.0 x 10 kg/mx 10N/kg=2.1m(2分) 9. 解答:(1) - - =1.0 x 103kg/m3x 10N/kg x 0.3m=3x 103Pa (2)当容器内的水深为0.3m时,A有体积匸入水中,此时弹簧刚好处于自然状态,即物体漂浮。(1分) 1分)(1分) 解答 = 0.9 x 103kg/m3話iWr彳 (3)先向容器中慢慢加水,浮力增大,弹簧伸长产生向下的拉力,直到A刚好完全浸入水中,就有。即:一; 十一” (1分)再打开阀门B,慢慢放水,直到A完全离开水面,物体不受浮力作用,弹簧被压缩,产生向上的支撑力:,有1vI5物理好资源网(原物理ok网)

21.二,即:二(1分) - 1-(1分) 解答:(1)此时容器底部的水压为; (2)A的密度为900kg/m3; (3)F1与F2的比例为1:9。 10. 解答: (1) 根据杠杆平衡条件: Fx OB = Gx OA 1 点 G = Fx OB/OA = 1.8N x 3 = 5.4N 1 点 (2) 当金属块完全浸入水中时,A 点所受的拉力为 G。 根据杠杆平衡条件: F x OB = G x OA 1 点 G = Fx OB/OA = 1.2N x 3 = 3.6N 1 点 所以,金属块完全浸入水中后所受的浮力为: F 浮 = GG 1 点 話 iWr彳 (3) 根据 F 浮 = p 水 g V排 可得 1 点 V排 = F 浮vI5物理好资源网(原物理ok网)

22./=1.8N/1.0×10kg/m×10N/kg=1.8×10-m 1分 因为金属块浸入水中,所以金属块的体积V等于Vrow; p = n / V 1 点 = G / gV = 5.4N / 10N / kg x 1.8 x 10-4卅3/3八 = 3.0 x 10 kg / m 1 点 33_ 3311. m = p V = 1.0 x 10 kg / mx 2.0 x 10_ m = 2 kg F = G 总计 = mg = 2.5 kg x 10N / kg = 25N 1 点 2p = F / S = 25N / 0.01 m = 2500 Pa 2 点 若 p水 = 醇 p水 g (h + 0.2m) = 醇 g ( h+0.3m)1.0vI5物理好资源网(原物理ok网)

23. x 103-4 2(2)F满浮子=p水V满排g=1x10千克/米米x0.2米x10N/千克=80NG=F满浮子F=80N-30N=50N(3)设圆柱浮子A浸入水中的深度为h1,盖B自动关闭,则F浮子=G33-4 2p水V排g=G=1x10千克/米米/千克=50N千克/米3x(h+0.2米)=0.8x103千克/米3x(h+0.3米)h=0.2米,此时容器B中已充满酒精,因此不可能再p水p酒精2分3312.答案:(1)P = p gh = 1 x 1vI5物理好资源网(原物理ok网)

24. 0 kg/m×10N/kg×0.5m=-42F=Ps=60×10m=30Nh1=0.125m水槽水深h2=0.125m+0.3m=0.425m話iWr彳13. (1) 观光船行驶的距离为s=vt=36km/h×2h=72km=7.2×104m;(1分) (2) 海水对小部件的压力为p=pgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa; (1分)海水对零件的压力为342F=pS=5X 10 Pax 20x 10- m=10N(1分) (3)观光船满载时的总重量为=mm g=(60x 2vI5物理好资源网(原物理ok网)

25.0+900) kg x 10N/kg=2.1 x 10 N;(1分) 观光船满载时的浮力为Fbuoy=G=2.1 x 104N;(1分) 满载时下沉的体积为4333,Vrow=Fbuoy/Pg=2.1 x 10 N; /1.0 x 10 kg/mx 10N/kg=2.1m(1分) 14.(1)根据公式P=pgh=1.0/m3x 10N/kgx 0.08m=800P1分.332根据公式p=m/V,m=pV=1x 10 kg/mx0.5m x 0.08m=40kg1分 (2)根据题目,刚倒入水时,长方体对细杆的垂直向下拉力等于细杆在空气中的重力,为10N。当水停止流动时,vI5物理好资源网(原物理ok网)

26、长方体垂直向下拉细杆时,等于它浸入水中受到的重力6N。所以,当水泵停止向桶内抽水时,长方体所受的浮力为:10 N -6 N = 4N4。长方体的质量和体积分别为10 AT。长方体的密度为1 点15。(1)容器底部的压强为P = = 1 25 2 5xl03 (2)由P = F/S可知浮力计算公式,增大的压强是由长方体重力引起的,即p = mg/s。 然后我们有 m/ps/g = 300 x 200 x 10-4/10 kg = 0.6kg (3)木块的密度为 _.:;- 1 J 1 (其他正确方法也可以获得积分) 16. (1)500Pa (2)5N 17. 解答:(1)-:-(F)(3 分) (2)1 2 1 1(N)(1 分) 18、2.4 x 103 不变 (3)】工厂(1 分),3(颜色+镇)(2 分) 二、填空 20、3 轻 wvI5物理好资源网(原物理ok网)