浮力的计算方法.docx

1、浮力的计算方法浸入气体和液体中的物体会受到气体和液体对它竖直向上的浮力，那么，有哪些方法可以计算浮力的大小呢？下面介绍四种计算浮力的方法。一、压力差法浸入气体和液体中的物体，上下表面浸入气体和液体的深度不同，上表面浸入的深度小，受到的向下压力小，下表面浸入的深度大，受到的向上压力大，从而使物体受到向上的合力，就是浮力，这是浮力产生的原因。浮力的大小等于下表面受到的向上压力减去上表面受到的向下压力，这种计算浮力的方法称为压力差法。公式：FF向上F向下例1一个长方体的木块浸没在水中，上表面受到水向下的压力20N，下表面受到水向上的压力50 N，求该木块在水中受到的浮力是多大？解：由题意可得：FF向

2、上F向下50N20N=30 N答：该木块在水中受到的浮力是30N。二、称重法先用弹簧称称出物体在空气中的重量G，再用弹簧称称出物体浸入液体中时的重量F，两次的示数差，就是物体受到的浮力，这种计算浮力的方法称为称重法。公式为：F浮GF例2铝球挂在弹簧秤下，在空气中示数为4牛，将铝球浸没在水中示数为1.8牛，则铝球在水中受到的浮力是多大？解：由题意可得：F浮GF4 N1.8 N2.2 N 答：铝球在水中受到的浮力是2.2 N三、平衡法当物体在液体表面或液体中静止时，有两种特殊的状态悬浮和漂浮，此时，在竖直方向上，物体受到向下的重力和向上的浮力是对平衡力，重力的大小等于浮力的大小，这种方法称为平衡法

3、。公式：F浮G。例3“号”导弹驱逐舰在亚洲处于领先水平，参加了我国海军首批赴亚丁湾索马里海域的护航任务。“号”的排水量为7000t，是一种防空反潜反舰能力均衡的远洋驱逐舰。满载时，“号” 受到的浮力有多大？（g=10牛/千克）解：由题意可知，“号”漂浮在水面上，浮力等于重力，即F浮Gmg70001000Kg10N/ Kg70000000N答：该冰块在水中受到的浮力是70000000N。例4一艘重1000000 N的潜水艇，悬浮在水中，求该潜水艇在水中受到的浮力是多大？解：由题意可知，潜水艇悬浮在水中，浮力等于重力，即F浮G1000000N答：该物体在水中受到的浮力是1000000N四、公式法

4、阿基米德原理：浸在液体（或气体）里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于被该物体排开的液体的重力，这种方法称为公式法，其公式为F浮=G排=液gV排。例5一艘小船排开水的体积为10m3，求该小船受到的浮力多大？（g=10牛/千克）解：由公式可得：F浮=液gV排=1103/m310N/ Kg10m3= 100000N。答：小船受到的浮力100000N一、计算题1、如图甲所示.水平放置的平底柱形容器A的底面积为200cm2。不吸水的正方形木块B重为5N.边长为10cm。静止在容器底部。另一端固定在木块底面中央，且细线的长度L=5cm。已知水的密度是1.0x103 kg/m3,求:(1)甲图中，木块对容

5、器底部的压强是多大?(2)向容器A中缓慢加水，当细线受到的拉力为1N时.停止加水，如图乙所示.此时木块B受到的浮力是多大了？(3)将图乙中与B相连的细线剪断，当木块静止时，容器底部受到水的压强是多大？2、如图所示是某公共厕所的自动冲水装置。浮筒A是边长为20cm的正方体，盖片B的面积为80cm2（盖片B质量、厚度不计），连接AB的是长为30cm，体积和质量都不计的硬杆。当供水管流进水箱的水刚好浸没浮筒A时，盖片B被拉开，水通过排水管流出冲洗厕所。（1）浮筒A浸没时受到的浮力有多大？（2）当水箱的水刚好浸没浮筒A时，水对盖片B的压力是多少？（3）浮筒A的质量是多少？3、如图所示，装有少量细沙的长

6、直平底玻璃管漂浮于水面玻璃管的底面积为，浸入水中的深度是0.2m，g取10 Nkg则(1) 玻璃管和细沙总重是多少?(2) 当向水中撒入一些食盐并搅拌均匀后，玻璃管向上浮起0.02m，此时食盐水的密度多大?4、如图所示，将质量为0.6kg，边长为0.1m的正方体木块放在水平桌面上，其底面积为200cm2，有25cm高的水的圆柱形容器中。（g=10N/kg，水=1103kg/m3）求：（1）木块的密度是多少？（2）未放木块时，水对容器底的压强是多大？（3）容器对桌面的压强放木块后增加了多少？（4）要使木块刚好浸没在水中，至少要在木块上放多少千克的钩码？5、水平桌面上放置有底面积为80 cm2，质

7、量为400 g的柱形圆筒容器，筒装有16 cm深的某种液体，弹簧测力计下悬挂着底面积为40 cm2、高为8 cm的圆柱体，从圆柱体逐渐浸入直到浸没，弹簧测力计示数F与圆柱体浸入液体深度h的关系如图20所示（圆筒厚度忽略不计，液体不溢出）求：(1)圆筒液体的密度是多少? (2)圆柱体浸没在这种液体中时，液体对容器底增加的压强是多少？(3)当圆柱体的一半浸入液体中时，圆筒容器对桌面的压强是多少？ 6、如图23所示，弹簧上端与物块相连接，下端固定在容器底部。当物块浸没在水中静止时与浸没在酒精中静止时，弹簧的弹力大小相等。物块的体积为100 cm3，酒精的密度为0.8103/m3，g取10N/kg。求

8、：（1）物块浸没在水中时受到的浮力F浮 （2）物块的质量M7、如图是可供游客在海上游玩时的一种旅游观光艇，此观光艇的质量为900kg，在海上航行的最大速度为36km/h，最多可载的游客数量为20人，如果海水的密度取1.0103kg/m3，g=10N/kg，求：（1）观光艇以最大航速行驶2小时的路程是多少米？（2）该观光艇在水面下50cm深处有一个面积为20cm2的小零件，求小零件受到的海水的压力是多少？（3）假设每位乘客的平均质量为60kg，观光艇满载乘客时，此时浸入水中的体积多大？8、如图14所示，弹簧测力计下面挂一实心圆柱体，将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降（其底面始终与

9、水面平行），使其逐渐浸没入水中某一深度处.右图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像.已知水1.0103kg/m3，g取10N/kg.求：（1）圆柱体的重力；（2）圆柱体浸没时受到的浮力；（3）圆柱体的密度.9、如图所示，在容器底部固定一只轻质弹簧，弹簧上方连有一物块A，容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口。当容器中水深为0.3m时，物块A有的体积浸在水中，此时弹簧恰好处于自然状态，即没有发生形变(已知水的密度为1.0103/m3，不计弹簧所受的浮力，g取10N/kg)。求：(1)此时容器底部受到水的压强； (2)物块A的密度；(3)先向容器缓慢加水，直至A刚好被完

10、全浸没在水中，此时弹簧对A的作用力为F1，再打开阀门B缓慢放水，直至A完全离开水面时，再关闭阀门B，此时弹簧对A的作用力为F2，求F1与F2之比。 10、小强同学有一金属块，他想知道它的重力和密度.他手中只有一只量程较小的弹簧测力计，当他用弹簧测力计测量此金属块的重量时，发现已超过弹簧测力计的最大量程.于是他设计了如图16所示的装置去测量.图中OAOB=13，用细线把金属块悬挂于A点，用弹簧测力计在B点施加一个竖直向上的力，当OB杠杆水平静止时，弹簧测力计的读数为1.8N，当向容器中加水，金属块浸没于水中后，弹簧测力计的读数为1.2N求：（1）金属块的重力为多少？（2）金属块浸没于水中后所受的

11、浮力为多大？（3）金属块密度是多大？11、如图所示，A、B是两个完全相同的薄壁柱形金属容器，质量为0.5千克，底面积为0.01米2，容器高50厘米，分别装有2.0103米3的水和3.0103米3的酒精，置于水平桌面上（ 酒精=0.8103千克/米3，g=10牛/千克）。求： 水的质量。 A容器对水平桌面的压强。 请判断：当两个容器中的液体在增一深度h后，容器中的液体对底部的压强能否达到p水p酒精？请通过计算说明理由。12、图是某车站厕所的自动冲水装置，圆柱体浮筒A的底面积为400cm2，高为0.2m，盖片B的面积为60cm2（盖片B的质量，厚度不计）。连接AB是长为0.3m，体积和质量都不计的

12、硬杆。当流进水箱的水刚好浸没浮筒A时，盖片B被撇开，水通过排水管流出冲洗厕所。（已知水的密度为1103kg/m3,g=10N/kg）。请解答下列问题：（1）当水箱的水刚好浸没浮筒A时，水对盖片B的压力是多少？（2）浮筒A的重力是多少？（3）水箱中水多深时盖片B又自动关上？13、日照是个美丽的海滨城市，这里有“、碧海、金沙滩”；每年夏天有很多的中外游客慕名前来观光游玩，如图是可供游客在海上游玩时的一种旅游观光艇，此观光艇的质量为900kg，在海上航行的最大速度为36km/h，最多可载的游客数量为20人，如果海水的密度取1.0103kg/m3，g=10N/kg，求（1）观光艇以最大航速行驶2小时的

13、路程是多少米？（2）该观光艇在水面下50cm深处有一个面积为20cm2的小零件，求小零件受到的海水的压力是多少？（3）假设每位乘客的平均质量为60kg，观光艇满载乘客时，此时浸入水中的体积多大？14、图5-3是一个自动储水箱的示意图。结构为圆柱形金属水桶、一个压力传感开关和一个长方体组成，其中长方体通过细杆与压力传感开关相连。压力传感开关的作用是：当它受到细杆竖直向下的拉力达到10N时闭合，控制水泵从进水口开始向桶注水，此时，水面刚好与长方体的下表面相平，水桶储水高度为h1=8cm；当它受到细杆竖直向下的拉力等于6N时断开，水泵停止向桶注水，此时，水刚好浸没长方体的上表面，水桶储水高度为h2=

14、40cm。已知水桶的底面积为0.5m2。求：（1）水泵开始注水时，水对水桶底部的压强是多少？ （2）水泵停止向桶注水时，长方体受到的浮力是多少？ （3）长方体的密度是多少？15、如图11是一圆柱形容器放在水平地面上，其底面积为200cm2（容器的厚度忽略不计），有25cm高的水。求：（g=10N/kg）（1）水对容器底的压强是多大？（2）若在水中放入一边长为0.1m的正方形物块，使得容器对水平桌面的压强增加了300Pa，则该物块的质量为多大？（3）该物块的密度是多少？16、科技小组的同学用长方形泡沫塑料、三脚架和灯泡等制作了一个航标灯模型（如下图），当航标灯静止时泡沫塑料浸入水中的深度始终为5

15、cm，排开水的质量为500g，（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦）（1）泡沫塑料底部受到水的压强是多大？（2）航标灯静止受到的浮力是多大？17、如图所示是小明为防止家中停水而设计的贮水箱。当水箱中水深达到1.2m时，浮子A恰好堵住进水管向箱放水，此时浮子A有1/3体积露出水面（浮子A只能沿图示位置的竖直方向移动）。若进水管口水的压强为，管口横截面积为，浮子A重10N。求：（取10N/kg）（1）水达到最深时对贮水箱底部的压强；（2）出水管口的水对浮子A的压力；（3）浮子A的体积。参考答案一、计算题1、（1）500Pa (2)6N (3)1050Pa 2、（1）78.4N （2）39.2N （3）4K

16、g 3、如图所示，装有少量细沙的长直平底玻璃管漂浮于水面玻璃管的底面积为，浸入水中的深度是0.2m，g取10 Nkg则(1) F浮=G F浮= 水V排g=1N(2) F浮=GF浮= 盐水V排g 盐水= F浮/V排g=1/（0.2-0.02）510-4101.1103Kg/m34、（1）木=m木/V木=0.6kg/0.001m3=0.6103kg/m3（2）P=水gh=1.0103kg/m310N/kg0.25m=2500pa（3）P=F/S容=G/S容=m木g/S容=（0.6kg10N/kg）/0.02m2=300pa（4）F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg0.001m3=10

17、NG码=F浮-G木=10N-0.6kg10N/kg=4Nm码=G码/g=4N/10N/kg=0.4kg 5、(1) 完全浸没时，(2) (3) 6、（1）1N （2）0.09kg7、解：（1） 观光艇运动的路程为s=vt=36km/h 2h=72km=7.2104m；(1分) （2）小零件受到海水的压强为 p=gh=1.0103kg/m310N/kg0.5m=5103Pa 零件受到的海水的压力 F=pS=5103Pa2010-4m2=10N-(3分)（3）观光艇满载时的总重力为G总=m总g=（6020+900）kg10N/kg=2.1104N； 观光艇满载时受到的浮力为F浮=G总=2.1104

18、N；满载时浸入的体积为V排= F浮 /g=2.1104N/1.0103kg/m310N/kg=2.1m3(3分)8、（1）12N（2分） （2）8N （2分） （3）1.5103kg/m3 （2分）9、解：（1）=1.0103kg/m310N/kg0.3m=3103Pa（2分）（2）当容器中水深为0.3m时，A有的体积浸在水中，此时弹簧恰好处于自然状态，即物块漂浮，（1分）（1分）解得=0.9103kg/m3（1分）（3）先向容器缓慢加水，浮力增大，弹簧伸长产生向下的拉力，直至A刚好完全浸没水中，有即： （1分）再打开阀门B缓慢放水，直至A完全离开水面时,物块不受浮力，弹簧被压缩产生向上的支持

19、力， 有 即： （1分）（1分）答：（1）此时容器底部受到水的压强为3000Pa；（2）A的密度为900kg/m3；（3）F1与F2之比为19。 10、解：（1）根据杠杆平衡条件：FOBGOA1分得G FOBOA1.8N35.4N1分（2）当金属块完全浸没在水中时A点所受的拉力为G， 根据杠杆平衡条件：FOBGOA1分得G FOBOA1.2N33.6N 1分故金属块完全浸没在水中后所受的浮力：F浮G G1分5.4N3.6N1.8N1分（3）根据F浮水gV排可得1分V排F浮水g1.8N1.0103kg/m310N/kg1.810-4m31分因为金属块是浸没在水中，故金属块的体积V就等于V排；mV

20、1分GgV5.4N10N/kg1.810-4m33.0103 kgm31分 11、 m =V=1.0103千克/米3 2.0103米32千克 2分F=G总= mg =2.5千克10牛/千克25牛 1分pF/ S =25牛/0.01米2= 2500帕2分如果p水p酒精水g (h+0.2米)酒精g (h+0.3米)1.0103千克/米3(h+0.2米)0.8103千克/米3(h+0.3米)h0.2米，此时B容器中已经盛满酒精所以不可能p水p酒精2分 12、答案：（1）Pgh=1103kg/m310N/kg0.5m=5000Pa FPs=5000Ps6010-4m2=30N （2）F全浮水V全排g=

21、1103kg/m340010-4m20.2m10N/kg=80N GAF全浮F80N30N50N（3）设圆柱体浮筒A浸在水中的深度为h1时，盖片B又自动关上则F浮GA水V排g=GA=1103kg/m340010-4m2h110N/kg=50N h1=0.125m 水箱中水的深度h2=0.125m+0.3m=0.425m13、（1） 观光艇运动的路程为s=vt=36km/h 2h=72km=7.2104m；(1分)(2)小零件受到海水的压强为 p=gh=1.0103kg/m310N/kg0.5m=5103Pa；(1分) 零件受到的海水的压力 F=pS=5103Pa2010-4m2=10N(1分)

22、（3）观光艇满载时的总重力为G总=m总g=（6020+900）kg10N/kg=2.1104N；(1分)观光艇满载时受到的浮力为F浮=G总=2.1104N；(1分)满载时浸入的体积为V排= F浮 /g=2.1104N；/1.0103kg/m310N/kg=2.1m3(1分)14、（1）根据公式P=gh=1.0103kg/m310N/kg0.08m=800Pa 1分 根据公式=m/V得， m=V=1103kg/m30.5m20.08m=40kg 1分（2）根据题意，开始注水时，长方体对细杆竖直向下的拉力等于它在空气中的重力10N，停止注水时，长方体对细杆竖直向下的拉力等于侵没在水中所受到的重力6N，因此，水泵停止向桶注水时，长方体受到的浮力是：10 N -6 N =4N 2分（3） 1分 1分长方体的质量和体积分别为 1分 长方体的密度 1分 1分15、（1）对容器底的压强是 （2）由P=F/S可知，增加的压强是由物块重力产生的，即p=mg/s 则有m=ps/g=30020010-4/10 kg =0.6kg （3）该物块的密度 （其他方确也可得分）16、（1）500Pa (2)5N 17、解：（1）（）（3分）（2）（N）（1分）（3）（1分）（2分） 二、填空题18、1500Pa 不变 19、2.4103 20、 3