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八年級上冊科學期末復習專題二《浮力有關的計算》
編者：溫中實驗學校
丁裕忠
【知識要點】
1.阿基米德原理：浸在液體中的物體受到豎直向上的浮力，浮力大小等于物體排開液體所受的重力。
F浮=G排液=ρ液V排g
G排液=m排液g
2.物體的浮沉條件：F浮>G物（上浮）；F浮3.物體的浮沉與密度的關系：ρ物>ρ液（下沉）；ρ物<ρ液（上浮，最后會漂浮）；ρ物=ρ液（懸浮）
【典型例題】
【例1】2019年春節前后，我們就有可能坐上大型豪華游船，泛舟錢塘江上，假設滿載時船及船上的人總重為5000噸，江水的密度為1.0×103kg/m3，g=10N/kg，求：
（1）滿載時輪船受到的浮力；
（2）此時船體浸在水面下的體積。
【例2】小樂想制作一個浮力秤，他找來一個瓶身為圓柱體的空飲料瓶（圖中零刻度線以上部分為圓柱體），剪掉瓶底，旋緊瓶蓋，在瓶蓋上系一塊質量適當的石塊，然后將其倒置在水桶里，即制成浮力秤。使用時，只要把被測物體投入瓶中，從水面所對的刻度就可以直接讀出被測物體的質量。（g
取
10N/千克）
（l）石塊的作用是
。
（2）如圖所示，秤上不放其他物體時，瓶身與水面齊平位置即為浮力秤的0
刻度。若浮力秤圓柱狀部分的橫截面積為
50
厘米2，請計算圖中刻度
4
右邊對應的質量應標上多少？
（3）在浮力秤中放入不同質量的物體時，浮力秤浸入水中深度也不同。若放入物體的質量為m，水面到浮力秤
0
刻度線之間的距離為
h，則下列四個選項中，能正確表示兩者關系的是
。
【例3】小明學了浮力的知識后，想制造一臺浮力秤，他將一段密度為0.5×103
kg/m3、橫截面積為0.01
m2、長度為50
cm的粗細均勻的木料進行不吸水處理后，上部裝上輕質秤盤，再將其豎立水中，如圖所示．(ρ水＝1.0×103
kg/m3，g取10
N/kg)
(1)空載時浮力秤所受的浮力是多少牛？
(2)浮力秤的0刻度線的位置距木料下表面多少厘米？
(3)將物體A放在秤盤上，液面穩定后距離木料下表面30
cm，A的質量為多少克？
(4)此浮力秤的最大測量值是多少？為了使其量程更大，可以將此浮力秤放入密度_____(選填“更大”或“更小”)的液體中.
【例4】下表為硫酸密度與硫酸溶液中的溶質的質量分數對照表（20℃）
有一物塊A,其體積為500cm3，密度為1.30g/cm3。一只容器中盛有某硫酸溶液5千克,將物塊A放入該溶液中靜止后如圖所示，此時物塊A有2/15的體積露出液面。
（1）求物塊A靜止時受到的浮力大小?
???
（2）求這種硫酸溶液的溶質質量分數是多少?
???
（3）要使物塊A全部浸入溶液中，至少需要往容器中加水多少千克？(容器足夠大，加水后溶液不溢出。)
【例5】如圖甲所示，水平放置的方形容器里有一個重為6N、邊長為10cm的立方體物塊M?(開始時容器內無水)。已知容器高20cm，物塊M與容器底部不密合，且M底部與容器底部之間用一段5cm長的細線相連，假設細線足夠牢固。現以5mL/s的恒定水流向容器內注水，當注水時間t＝130s時，可畫出容器中水的深度h隨注水時間t的變化關系如圖乙所示。請解答下列問題：
(1)當t＝130s時，物塊在水中的狀態？(選“浸沒”或“部分浸入”，寫出計算過程)
(2)圖乙中a的值是多少？(要求寫出計算過程)
(3)上述過程中容器內的深度h與注水時間t的關系最符合下列哪個選線(假設物塊始終保持水平)？答：_________
(選填字母代號)。
【例6】在2019國慶閱兵中，HSU001型大型無人潛航器首次公開亮相（如圖甲）。圖乙是該潛航器從剛好浸沒時開始下潛再到返回，顯示器上分別顯示的深度和速率圖像。若該潛航器總體積為6×103米3，海水密度取1×103千克/米3。
（1）在第2和第3分鐘，潛航器受到的浮力_____重力（選填“大于”、“等于”或“小于”）。
（2）在第4分鐘，潛航器處于______（選填“上浮”、“下沉”或“懸浮”）過程中。
（3）在第5分鐘時，潛航器受到的浮力多大？
【針對性練習】
1.如圖所示為一個氦氣球升空裝置，氣球材料與附屬裝置(空載時)自身總重力為200N，體積為20m3,設空氣密度為1.3kg/m3，g取10Nkg，試求：
(1)氦氣球在空氣中受到的浮力是多大？(不計附屬裝置的體積)
(2)要使該氦氣球懸浮在空氣中，該氣球最大(裝)
載重量為多少千克？
2.我國在南極考察的“雪龍”號破冰船成功營救了俄羅斯科考船被困乘客。如圖所示，破冰船針對不同的冰層有不同的破冰方法。其中一種破冰方法是：接觸冰面前，船全速航行，船體大部分沖上冰面，就可以把冰壓碎。（ρ海水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）
（1）當破冰船航行于海面時，它排水體積約為2700m3，求船自身的重力。
（2）在一次破冰行動中，當船沖到冰面上時，船的排水體積變為原來海水中的三分之一，此時破冰船對冰層的壓力是多少？
3.人們常用“冰山一角”來形容事物顯露出來的僅僅是其很小的一部分，更多的還隱藏在表面現象之下。事實上，冰山浮在海水中的確只露“一角”(如圖所示)。若現有一座冰山，它露出海面的體積是2000m3，(已知：海水的密度取ρ海水＝1×103kg/m3，冰的密度ρ冰＝0.9×103kg/m3)。則：
(1)假如此冰山完全熔化，則液面將________(填“不變”、“降低”或“上升”)；
(2)這座冰山的總體積為多少？
4.在青少年科技創新大賽中，某同學發明作品《浮力秤》參加展評，作品可方便稱量物體的質量，其構造如圖所示。已知小筒底面積為10cm2，總長為20cm，盤中不放物體時小筒浸入水中長度為8cm，問：（g=10N/kg）
（1）小筒和秤盤的總重力是多少N？
（2）該秤能稱出物體的最大質量是多少kg？
5.如圖是一種簡易的溫度計，當外界溫度升高時，液體體積膨脹，引起液體密度變化，導致小球受到的浮力變化而運動。小球運動會引起懸掛于下端的鏈條長度發生變化，最終使小球重新懸浮在液體的某一深度，指針指示溫度值（小球體積變化可忽略）。
（1）該溫度計的刻度值自下而上__________（選填
“變小、變大”）。
（2）若該溫度計中小球的體積為3×10-5米3，20℃時容器內液體密度為0.8×103千克/米3，則此時懸浮在液體中的小球受到的浮力為多少牛？
（3）為了使該溫度計更精確，請提出一條改進建議：____________。
（3）若小球與金屬鏈條完全分離，則小球靜止時受到的浮力大小為多少？
6.今年12月15日，中國一艘救撈船在南海打撈了一艘無人潛航器。請回答：
（1）在打撈潛航器時，潛水員需下水操作，已知潛水員和他的潛水設備的總體積為6.8×10?2米3。請問，當潛水員在水下作業時，受到的浮力為多少？
（2）從潛水設備中冒出的氣泡在海水中上升時，會逐漸變大。請分析：在這個過程中，氣泡受到的浮力大小的變化情況及變化的原因。
（3）某深海探測器的兩側配備多塊相同的壓載鐵，當其下潛到達設定深度時，拋卸壓載鐵，使其懸浮、上浮等。在一次海底科考活動中，該探測器在理想狀態下觀察窗所受海水壓強隨時間變化的p-t圖像如圖所示。請判斷：探測器在AB、BC、CD三個階段，所受重力的大小關系。
7.如圖1所示，一個邊長為10cm的立方體木塊，下面用一段細線與木塊相連，細線另一端固定在容器底（容器足夠高）。現向容器中慢慢加水，如圖2所示。若細線中的拉力用F表示，容器中水的深度用h表示，則圖3表示拉力F隨深度h變化的關系圖象，求：
（1）圖象中的A點對應木塊在水中的位置是處于什么狀態________？
???
（2）該木塊浸沒在水中所受的浮力為多少牛？
???
（3）該木塊的密度為多少？
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g0
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