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    2021年中考物理微专题复习 专题12 中考浮力计算问题(教师版含解析)
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    2021年中考物理微专题复习 专题12 中考浮力计算问题(教师版含解析)

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    这是一份2021年中考物理微专题复习 专题12 中考浮力计算问题(教师版含解析),共17页。

    专题12 浮力计算问题

    知识点1:理解阿基米德原理
    浸在液体中的物体受到向上的浮力、浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力,这就是阿基米德原理,其数学表达式是:F浮=G排液=ρ液gV排。
    (1)浮力的大小由液体密度ρ液和排开液体的体积V排两个因素决定。浮力大小与物体自身的重力、物体的体积、物体的密度及物体的形状无关。浸没在液体中的物体受到的浮力不随深度的变化而改变。
    (2)阿基米德原理对浸没或部分浸在液体中的物体都适用。
    (3)当物体浸没在液体中时,V排=V物,当物体部分浸在液体中时,V排 液体密度ρ液一定时,V排越大,浮力也越大。
    (4)阿基米德原理也适用于气体,其计算公式是:F浮=ρ气gV排。
    知识点2:理解物体漂浮条件
    漂浮问题是浮力问题的重要组成部分,解决浮力问题的关键是理解物体的漂浮条件F浮=G物。
    (1)因为F浮=ρ液gV排,G物=ρ物gV物,又因为F浮=G物(漂浮条件)所以,ρ液gV排=ρ物gV物,
    由物体漂浮时V排ρ物,
    即物体的密度小于液体密度时,物体将浮在液面上。此时,V物=V排+V露。
    (2)根据漂浮条件F浮=G物,得:ρ液gV排=ρ物gV物,V排=ρ物V物/ρ液
    同一物体在不同液体中漂浮时,ρ物、V物不变;物体排开液体的体积V排与液体的密度ρ液成反比。ρ液越大,V排反而越小。
    知识点3:判断物体的浮沉的方法
    (1)受力比较法:浸没在液体中的物体受到重力和浮力的作用。
    F浮>G物,物体上浮; 
    F浮 F浮=G物,物体悬浮。
    (2)密度比较法:浸没在液体中的物体,只要比较物体的密度ρ物和液体的密度ρ液的大小,就可以判断物体的浮沉。
    ρ液>ρ物,物体上浮; 
    ρ液<ρ物,物体下浮;
    ρ液=ρ物,物体悬浮。
    质量分布不均匀的物体,如空心球,求出物体的平均密度,也可以用比较密度的方法来判断物体的浮沉。
    知识点4:计算浮力的一般方法
    (1)压力差法:根据浮力产生的原因F浮=F向上-F向下,一般用于已知物体在液体中的深度,且形状规则的物体。
    (2)公式法:阿基米德原理数学表达式F浮=G排液=ρ液gV排,这公式对任何受到浮力的物体都适用。计算时已知ρ液和V排
    (3)称量法:根据力的平衡原理,将挂在弹簧秤下的物体浸在液体中,静止时,物体受到重力,浮力和竖直向上的拉力。这三个力平衡:即F浮=G物-F拉
    (4)平衡法:根据漂浮、悬浮条件F浮=G物,这个公式只适用于计算漂浮或悬浮物体的浮力。
    知识点5:计算浮力问题的基本思路
    (1)仔细审题,注意抓住隐含条件的关键词,如浸入、浸没、装满、未装满、溢出、未溢出、漂浮、悬浮、上浮、下沉等。
    (2)分析研究对象的受力情况,画出力的示意图,在图中标出已知力的符号、量值和未知力的符号。
    (3)在受力分析的基础上,列出关系式,比如物体在液体中漂浮或悬浮时F浮=G物;用线吊在液体中时:
    F浮=G-G示;被强制压(按)入液体中时,F浮=G+F(F为压力或拉力),若有几个物体连接在一起,可以将它们视为一个整体进行研究。
    (4)把阿基米德原理公式或密度、重力的计算公式代入关系式,代入已知量解出未知量,这种思维方式不仅对较难题适用,对解较容易的浮力题也适用。
    注意:在解决比较难的浮力问题时,经常用到二力平衡的思想。
    (1)物体漂浮或者悬浮时,物体处于平衡状态,这时浮力等于重力F浮=G
    (2)有一个重物压在物体上,物体静止在液体表面或者悬浮在液体中,这时物体的重力加上重物的压力等于物体在液体中受到的浮力,即F浮=G+N
    (3)物体挂在弹簧秤下,并且部分或全部浸在液体中,物体平衡时,物体重力等于弹簧秤读数加上物体受到的浮力,即F浮+F=G
    (4)物体在液体里,物体下端用绳拴住挂,并且部分或全部浸在液体中,物体平衡时,物体重力加上绳的拉力等于物体受到的浮力,F浮=G+F


    【例题1】(2019无锡)如图所示,放在水平面上装满水的一溢水杯,水深为20cm.弹簧测力计挂着重为10N的物块.现将物块侵没在装满水的溢水杯中,静止后溢出水的质量为0.4kg(g取10N/kg).求:
    (1)弹簧测力计的示数.
    (2)物体的密度.

    【答案】(1)6N.(2)2.5×103kg/m3.
    【解析】(1)物块受到浮力:F浮=G排=m排g=0.4kg×10N/kg=4N,
    弹簧测力计读数F=G﹣F浮=10N﹣4N=6N.
    (2)F浮=G排=ρ水gV排=ρ水gV物可得;物块的体积:V=V排=4×10﹣4m3,
    物块的质量:m=G/g =1kg,
    物块的密度:ρ=m/v=2.5×103kg/m3.
    【对点练习】一铁块挂在弹簧秤下,静止时,弹簧秤的示数为15.484N,当铁块全部浸没在水中静止后,弹簧秤的示数为13.524N,铁块在水中受到的浮力是____N,铁块的体积是____m3,铁块的密度是____kg/m3。若把该铁块全部浸没在煤油中,铁块受到的浮力是_____N。

    【答案】1.96,1.96×10-4,7.9×103,1.568.
    【解析】(1)把物体挂在弹簧测力计上,记下其在空气中弹簧测力计的示数F1=G=15.484N,
    再把物体浸入液体,记下弹簧测力计的示数F2=13.524N。
    则物体在液体水中受到的浮力F浮=F1-F2=G-F2;
    (2)根据阿基米德原理F浮=ρ液gv排
    求出的物体排开液体的体积v排=F浮/ρ液g就等于铁块的体积;
    (3)G=mg求出铁块质量m。根据密度公式ρ=m/v求出铁块密度;
    (4)铁块全部浸没在煤油中,铁块受到的浮力F浮=ρ油gv排,这里煤油的密度ρ油=0.8g/cm3
    v排等于铁块的体积,为已知条件,所以在煤油中受到浮力可求。
    【点拨】这是用称量法求解浮力问题的典型题。
    【例题2】(2020甘肃天水)如图甲所示,水平放置的方形容器里有一个重为8N、棱长为10cm的正方体物块M,M与容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器内注水,容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示(g=10N/kg),则:当t=140s时,物块M在水中处于   (选填“沉底”“悬浮”或“漂浮”)状态;当t=140s时,水对容器底部的压力大小是   ;图乙中a的值是   ;40~140s时段,浮力对物体做功是   。

    【答案】漂浮;15N;8cm;0.32J。
    【解析】(1)正方体物块M的体积:V=L3=(0.1m)3=0.001m3;
    物块M的质量:m===0.8kg;
    物块M的密度:ρM===0.8×103kg/m3<1.0×103kg/m3;
    即物块的密度小于水的密度,
    由图象可知:当t=140s时,水的深度为h=12cm,大于正方体物块M的棱长为10cm;
    则根据浮沉条件可知此时物块在水中处于漂浮状态;
    (2)当t=140s时,注入水的体积:V水=vt=5mL/s×140s=700mL=7×10﹣4m3,
    则注入水的重力:G水=ρ水gV水=1.0×103kg/m3×10N/kg×7×10﹣4m3=7N;
    因容器为方形容器,且此时物块处于漂浮状态,
    所以此时水对容器底部的压力:F=G水+GM=7N+8N=15N;
    (3)由图象分析可知,当t=40s时,物块M刚好处于漂浮状态,则F浮=GM=8N,
    根据F浮=ρ水gV排可得此时物块M排开水的体积:
    V排===8×10﹣4m3=800cm3,
    由V排=SMh浸可得,此时水的深度:
    a=h浸===8cm;
    (4)在40﹣140s时段,物块M上升的高度(等于水面上升的高度):h′=12cm﹣8cm=4cm=0.04m,
    则该过程中浮力对物体做功:W=F浮h′=8N×0.04m=0.32J。
    【点评】此题是一道力学综合题,熟练运用阿基米德原理、液体压强公式、密度公式,准确分析图象中的信息,方可解答此题。
    【对点练习】在如图所示的甲图中,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变化的图像。若不计水的摩擦力,则可算出该石料的密度为( )

    A.石料的重为1400N B.石料的重为500N
    C.石料的密度为2.8×103kg/m3 D.石料的密度为3.2×103kg/m3
    【答案】AC
    【解析】本题需要用密度公示与阿基米德原理求解.当石块没有浸入水中时,拉力等于重力,即:F=G=1400N,故A正确;
    根据G=mg得到石料的质量:m=G/g=1400N/10N/Kg=140 Kg
    当石块全浸入后,拉力等于重力减去浮力,
    F浮=G- F1=1400N-900N=500N
    根据阿基米德原理,F浮=ρ水gV排得
    V排=F浮/ρ水g= 500N/1.0×103kg/m3×10N/Kg=5×10-2m3
    因为石料完全浸没,V石=V排=5×10-2m3
    据ρ=m/v可知,石料的密度据ρ=140 Kg/5×10-2m3=2.8×103kg/m3,故C正确.
    【点拨】这是用阿基米德原理方法即公式法求解浮力问题的典型题。
    【例题3】(2019齐齐哈尔)如图甲所示的平底薄壁玻璃杯的底面积为30cm2,装满水后水深0.lm,如图乙所示现将个体积为50cm3的木块缓慢放入水中,静止后有的体积露出水面。则水对杯子底部的压强是   Pa,木块的密度是   g/cm3。

    【答案】1×103;0.6。
    【解析】(1)水对杯子底部的压强:
    p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa;
    (2)木块漂浮,受到的浮力等于其重力,F浮=G,
    ρ水gV排=ρ木gV,即ρ水gV=ρ木gV,
    所以木块的密度:ρ木=ρ水=×1g/cm3=0.6g/cm3。
    【对点练习】将质量为3kg的木块放在盛有水的容器中,木块漂浮时有2/5的体积露出水面,则木块的密度为  g/cm3,木块的体积为   cm3.
    【答案】0.6;5000。
    【解析】物体的浮沉条件及其应用。已知水的密度和木块浸入水中、露出液面体积占总体的比例,根据漂浮时,浮力等于重力求出木块的密度,而后据木块的质量和木块密度,计算出木块的体积.
    (1)因为木块漂浮,F浮=G,
    因为F浮=ρ液gV排,G=mg=ρgV,
    所以ρ水g3V/5=ρ木gV,
    ρ木=3ρ水/5=0.6×103kg/m3=0.6g/cm3;
    (2)据ρ=可知,木块的体积是:
    v=m/ρ=3000 g /0.6g/cm3=5000cm3
    【点拨】这是用物体浮沉条件方法,平衡法求解浮力问题的典型题。
    【例题4】(2020山东聊城)潜水艇为增强国防力量,维护祖国安定发挥了重要作用。潜水艇截面如图所示,通过向水舱中充水或从水舱向外排水来改变潜水艇的自重,从面使其下沉或上浮。我国某型号潜水艇的总体积为2×103m3,水舱未充海水时潜水艇总重为1.26×107N,最大下潜深度可达400m。海水密度取1.03×103kg/m3。g取10N/kg。求:(1)最大下潜深度处的海水压强;
    (2)潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力;
    (3)潜水艇悬浮在海水中时,水舱中充入海水的质量。

    【答案】(1)4.12×106Pa;(2)2.06×107N;(3)8×105kg
    【解析】(1)最大下潜深度处的海水压强

    (2)潜水艇完全潜入海水中时,排开海水的体积

    潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力

    (3)潜水艇悬浮在海水中时,受力平衡,浮力等于重力,即


    则水舱中充入海水的质量

    【对点练习】将U型管压强计的金属盒放在盛有某和液体的玻璃杯中。将相关信息如图所示。(g取10N/kg)求:(1)液体的密度。
    (2)体枳为60cm3的小球浸没在液体中受到的浮力。

    【答案】(1)液体的密度为0.8×103kg/m3。
    (2)小球浸没在液体中受到的浮力为4.8N。
    【解析】(1)金属盒受到液体压强与U形管中两边水的压强差相等,
    即:p金属盒=p压强计,
    由p=ρgh可得:
    ρ液gh液=ρ水gh水,
    所以液体密度:
    ρ液=ρ水h水/h液=10cm×1×103kg/m3/12.5cm=0.8×103kg/m3;
    (2)小球浸没在液体中V排=V球=60cm3,
    由阿基米德原理可得小球受到的浮力:
    F浮=ρ液gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×60×10﹣6m3=4.8N。

    一、选择题
    1.(2020湖北武汉)一个质量分布均匀的正方体物块,边长是10cm,密度是0.8×103kg/m3,漂浮在液面上露出液面的体积占物块体积的。用手缓慢下压物块,如图所示,当物块上表面与液面刚好相平时,下列说法错误的是( )

    A. 液体的密度是1.2×103kg/m3
    B. 手对物块上表面的压力大小是2N
    C. 液体对物块下表面的压力大小是12N
    D. 物块下表面受到液体的压强是1.2×103Pa
    【答案】B
    【解析】当物块漂浮时,物块所受的浮力等于其所受的重力,即

    则有
    因有露出水面,故


    故A正确,不符合题意;
    B.由题意知,手对物块的压力,等于物块浸没液体中所受的浮力,即

    故B错误,符合题意;
    CD.物块下表面受到的压强为

    下表面受到的压力为

    故CD正确,不符合题意。
    2.(2020江苏连云港)下列关于浮力的说法正确的是(  )
    A. 质量大的物体在液体中所受浮力一定大
    B. 码头上正在卸货的轮船所受的浮力逐渐减小
    C. 物体密度小于液体密度时物体在液体中处于悬浮状态
    D. 潜水艇在水面下从大海潜行进入长江,所受浮力不变
    【答案】B
    【解析】A.液体密度不变时,物体所受的浮力大小与其排开的液体的体积有关,与物体的质量大小无关,故A错误;
    B.当停在码头上的轮船正在卸货时,质量减少,船的重力减小,船漂浮在水面上时,船的浮力等于物体重力,所以船所受到的浮力也减小,故B正确;
    C.物体密度等于液体密度时物体在液体中处于悬浮状态,故C错误;
    D.海水的密度大于江水的密度,潜水艇在水面下,排开液体的体积不变,从大海潜行进入长江,由F浮=ρ液gV排可知浮力变小,故D错误。
    3.(2020江苏南京模拟)A、B是两个不溶于水的物块,用一根细线连接在一起,先后以两种不同方式放入同一个装有水的烧杯中,处于如图甲、乙所示的静止状态。试判断两种情况下,烧杯中水面的高度h甲、h乙的大小关系为(  )

    A.h甲<h乙 B.h甲>h乙 C.h甲=h乙 D.无法判断
    【答案】C
    【解析】把AB当做一个物体进行受力分析:
    因为漂浮,所以,甲图物体受到的浮力:F甲=GA+GB;
    因为漂浮,所以,乙图物体受到的浮力:F乙=GA+GB;
    故两种情况下,F甲=F乙;根据F浮=ρ水V排g可知,排开液体的体积也相同,
    h=,所以h甲=h乙
    4.(2020宁波模拟)如图甲所示的圆柱形容器中装有适量的某种液体,现将密度为0.6×103kg/m3的正方体木块A放人容器中,木块静止时露出液面的体积与浸人液体的体积之比为1:3;在木块上表面轻放一个物块B(VA=2VB),A的上表面刚好与液面相平,如图乙所示。若将物块B单独放人此液体中,它静止时将(  )

    A.悬浮 B.漂浮 C.沉底 D.无法判断
    【答案】B
    【解析】甲图中,木块A在液体中漂浮,木块静止时露出液面的体积与浸入液体的体积之比为1:3,则V排=VA,
    漂浮时浮力等于重力,所以ρ液gV排=ρ木gVA,
    即:ρ液g×VA=ρ木gVA,
    则液体的密度:ρ液=ρ木=×0.6×103kg/m3=0.8×103kg/m3;
    在木块上表面轻放一个物块B(VA=2VB,则VB=VA),A的上表面刚好与液面相平,如图乙所示,因为整体漂浮,所以浮力等于总重力,
    即:ρ液gVA=ρ木gVA+ρBgVB,
    ρ液gVA=ρ木gVA+ρBg×VA,
    化简可得:ρ液=ρ木+ρB,
    B的密度:ρB=2(ρ液﹣ρ木)=2(0.8×103kg/m3﹣0.6×103kg/m3)=0.4×103kg/m3<ρ液,
    故若将物块B单独放入此液体中,它静止时将漂浮。
    二、填空题
    5.(2020苏州)如图所示,重为12N、边长0.1m的正方体物块静置于粗糙的水平桌面上,物块对桌面的压强为   Pa.向右推动物块,在运动过程中,它受到   (向左/向右)的摩擦力。物块掉入水槽中(水足够深),其静止后所受浮力为   N.(g取10N/kg)

    【答案】1200;向左;10。
    【解析】正方体物块对水平桌面的压力F=G=12N,受力面积S=0.1m×0.1m=0.01m2,
    物块对桌面的压强:p===1200Pa;
    向右推动物块,在运动过程中,摩擦力的方向与物体运动方向相反,即它受到向左的摩擦力;
    正方体物块的体积:V=0.1m×0.1m×0.1m=0.001m3,
    物块全部浸没在水中时受到的浮力:F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.001m3=10N,
    因为F浮<G,所以物块掉入水槽中(水足够深)沉底,其静止后所受浮力F浮=10N。
    6.(2020苏州模拟)一均匀的长方体浸没在液体中,如图所示.已知它的底面积为S,上表面所处深度为h1,下表面所处深度为h2,则长方体下表面所受到液体的压力表达式为 、浮力表达式为 .(液体密度ρ液和g为已知量)

    【答案】ρ液gh2S;ρ液g(h2﹣h1)S.
    【解析】由液体压强公式p=ρgh及压强公式的变形公式F=pS得:
    F1=p1S=ρ液gh1S;
    F2=p2S=ρ液gh2S,
    F浮=F2﹣F1=ρ液gh2S﹣ρ液gh1S=ρ液g(h2﹣h1)S.
    【点拨】这是用浮力产生原因即压力差法求解浮力问题的典型题。
    7.(2020大连模拟)如图所示,乒乓球从水里上浮直至漂浮在水面上,乒乓球在A位置时受到的浮力为FA,水对杯底压强为pA;在B位置时受到的浮力为FB,水对杯底压强为pB,则它们的大小关系是FA FB,pA pB,已知乒乓球的质量为2.7g,当它漂浮在水面时,排开水的体积为 cm3.



    【答案】>;>;2.7.
    【解析】(1)由图可知:乒乓球在A位置时是浸没,V排A=V球,在B位置时是漂浮,V排B<V球,
    ∴V排A>V排B,
    由F浮=ρgV排可知:FA>FB.
    (2)由于乒乓球从水里上浮直至漂浮在水面上,排开水的体积减小,水面下降,则hA>hB,
    根据p=ρgh可知:pA>pB.
    (3)∵乒乓球漂浮在水面上,
    ∴F浮=G球=m球g,
    由F浮=ρ水gV排知:
    ρ水gV排=m球g,
    ∴排= G球=/ρ水=2.7cm3.
    8.(2020长春模拟)将质量为3kg的木块放在盛有水的容器中,木块漂浮时有的体积露出水面,则木块的密度为  g/cm3,木块的体积为  cm3.
    【答案】0.6;5000
    【解析】已知水的密度和木块浸入水中、露出液面体积占总体的比例,根据漂浮时,浮力等于重力求出木块的密度,而后据木块的质量和木块密度,计算出木块的体积.
    (1)因为木块漂浮,F浮=G,
    因为F浮=ρ液gV排,G=mg=ρgV,
    所以ρ水gV=ρ木gV,
    ρ木=ρ水=0.6×103kg/m3=0.6g/cm3;
    (2)据ρ=可知,
    木块的体积是:v===5000cm3
    三、综合计算题
    9.(2020安徽)某同学想测量一种液体的密度。他将适量的待测液体加人到圆柱形平底玻璃容器里,然后一起缓慢放人盛有水的水槽中。当容器下表面所处的深度h1= 10cm时,容器处于直立漂浮状态,如图a所示。(已知容器的底面积S=25cm2 ,ρ水=1.0×103kg/m2,g取10N/kg)

    (1)求水对容器下表面的压强;
    (2)求容器受到的浮力;
    (3)从容器中取出100cm3的液体后,当容器下表面所处的深度h2=6.8cm时,容器又处于直立漂浮状态,如图b所示。求液体的密度。
    【答案】(1)1000Pa;(2)2.5N;(3)0.8×103kg/m³
    【解析】(1)水对容器下表面的压强
    p1=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
    (2)容器受到的浮力
    F浮=p1S=1000Pa×25×10-4m2=2.5N
    (3)图a中容器漂浮,所以容器和容器中液体总重力等于此时所受的浮力,即
    G液+G容=F浮
    此为①式,
    图b中,水对容器下表面的压强
    p2=ρ水gh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.068m=680Pa
    此时,容器受到的浮力
    F浮'=p2S=680Pa×25×10-4m2=1.7N
    容器和容器中液体总重力也等于此时所受的浮力,即
    G液'+G容=F浮'
    此为②式,
    由①②两式得,取出液体的重力
    ∆G液=F浮-F浮'=2.5N-1.7N=0.8N
    取出液体的质量

    液体密度

    10.(2020贵州黔西南)如图甲所示,有一体积、质量忽略不计的弹簧,其两端分别固定在容器底部和正方体形状的物体上。已知物体的边长为10cm,弹簧没有发生形变时的长度为10cm,弹簧受到拉力作用后,伸长的长度与拉力F的关系如图乙所示。向容器中加水,直到物体上表面与液面相平,此时水深24cm。(g=10N/kg)求:

    (1)物体受到水的浮力;
    (2)打开出水口,缓慢放水,当弹簧处于没有发生形变的状态时,关闭出水口。求放水前后水对容器底部压强的变化量。
    【答案】(1)10N;(2)800Pa
    【解析】(1)物块刚好完全浸没在水中,则

    物体所受的浮力

    (2)由图甲可知,当物体上表面上液面齐平时,物体上表面距容器底的距离为
    h=24cm
    弹簧伸长的长度

    由图乙可知,此时弹簧对物体的拉力为F拉=4N
    木块的重力
    当弹簧处于没有发生形变的自然状态时L弹簧=10cm
    此时物体受的浮力:

    可得

    此时水的深度

    放水前后水对容器底部压强的变化量

    11.(2020四川成都)如图所示,实心均匀圆柱体A、薄壁圆柱形容器B和C,三者高度均为H=10cm,都放置在水平桌面上。容器B内装有油,容器C内装有水,相关数据如下表所示。忽略圆柱体A吸附液体等次要因素,常数g取10N/kg。
    (1)求A的底面积;
    (2)若将A竖直缓慢放入B内,释放后静止时,求油对容器底部的压强;
    (3)若将A竖直缓慢放人C内,释放并稳定后,再将A竖直向上缓慢提升0.5cm,求静止时水对容器底部的压力。


    圆柱体A


    质量/g
    90
    54
    120
    密度/(g/cm3)
    0.6
    0.9
    1
    深度/cm

    2
    6
    【答案】(1)15cm2;(2)360Pa;(3)1.7N
    【解析】(1)由密度公式可知
    则A的底面积为
    (2)由密度公式可知
    则B的底面积为
    由于A的密度小于油,假设将A竖直缓慢放入B内释放后静止时沉底,则液面上升后的高度为

    故A所受的浮力为

    而A的重力为
    故A沉底的条件成立,此时油对容器底部的压强为

    (3)由密度公式可知
    则C的底面积为
    由于A的密度小于水,假设将A竖直缓慢放入C内释放后静止时沉底,则液面上升后的高度为

    故A所受的浮力为

    而A重力为
    故A沉底的条件不成立,应漂浮,此时
    则静止时A浸入的深度为

    此时
    物体A距容器底的高度为

    由于C的高度为H=10cm,则水溢出体积为

    C中剩余水的体积为

    再将A竖直向上缓慢提升0.5cm后


    即静止时水的深度为

    则水对容器底部的压力为

    12.(2020牡丹江模拟)如图所示,已知重为10N的长方体木块静止在水面上,浸入在水中的体积占木块总体积的(g取10N/kg)。
    (1)求木块所受到的浮力大小;
    (2)若木块下表面所处的深度为0.2米,求木块下表面受到水的压强;
    (3)若要将木块全部浸没水中,求至少需要施加多大的压力。

    【答案】(1)木块所受到的浮力为10N;
    (2)木块下表面受到水的压强为2000Pa;
    (3)要将木块全部浸没水中,需要施加的压力为2.5N。
    【解析】(1)因为木块漂浮在水面上,
    所以木块受到的浮力:F浮=G木=10N;
    (2)木块下表面所处的深度为0.2米,
    则木块下表面受到水的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa。
    (3)根据F浮=ρ水gV排可得,排开液体的体积:
    V排===1×10﹣3m3;
    因为V排=V木;所以V木=V排=×1×10﹣3m3=1.25×10﹣3m3;
    木块全部浸没时受到水的浮力:
    F′浮=ρ水gV木=1×103kg/m3×10N/kg×1.25×10﹣3m3=12.5N;
    木块浸没时,根据力的平衡条件有:F浮′=G木+F,
    则压力F=F浮′﹣G木=12.5N﹣10N=2.5N。
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