人教版八年级下册物理浮力计算题专题训练

2020-2021人教版物理八年级下册第十章浮力计算题专题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、计算题
1．如图所示，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（其底面始终与水面平行），使其逐渐浸没入水中某一深度处，如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变化关系的数据图像（容器厚度不计，忽略液面变化，g=10N/kg），求：
（1）圆柱体浸没时受到的浮力？
（2）圆柱体的密度？
（3）圆柱体在刚浸没时下表面受到的水的压强？
（4）若盛水容器的底面积为100cm2，当圆柱体完全浸没时与圆柱体未浸入水前相比较，水对容器底产生的压强增加了多少？
2．如图甲所示，长方体金属块在细绳竖直拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动。

图乙是绳子拉力F随时间t变化的图像。

求：
(1)物体的质量是多大？
(2)浸没在水中的金属块受到的浮力大小是多大？
(3)该金属块的密度是多大？
3．如图甲所示，大水槽中盛有适量的水，正方体塑料块的棱长为 10cm，质量为 250g，将其放入水槽内的水中，静止时塑料块能漂浮在水面上。

如图乙，当用质量为 0.5kg 的大木板盖在水槽上方时，塑料块浸入水中的深度为5cm。

已知水的密度为 1.0×103kg/m3，g取10N/kg。

求
（1）图甲中塑料块浸入水中的深度；
（2）图乙中木板对塑料块的压强。

4．如图所示，用一根细线（质量和体积均不计）将A、B两个实心物体相连接并轻轻地放入水中，当两物体保持静止时，正方体A的上表面恰好与水面平齐。

已知正方体A的边长为10cm、重量为8N；球形物体B的重量为7N （已知ρ水=1.0×103kg/m3）。

求∶
(1)A物体下底面受到水的压力大小；
(2)细线对物体A的拉力；
(3)物体B的密度大小。

5．如图所示，圆柱形容器中盛有某种液体，有一个体积为103cm3、质量为500g的实心小球被细线系在容器底部，液体深为50cm，对容器底的压强为4.0×103Pa。

（g=10N/kg）求：
（1）容器中液体的密度。

（2）细线对小球的拉力。

（3）剪断细线后，小球最终露出液体表面的体积。

6．如图所示，在面积为0.5m2的方形水平桌面中央放有一只装满酒精的圆柱形容器(ρ酒精＝0.8×103kg/m3)，容器底面积为500cm2，现将一质量为0.9kg、密度为0.9×103kg/m3的实心小球放入容器中（小球不溶于酒精）．(g取10N/kg)
（1）试判断小球静止后是漂浮、悬浮还是沉在容器底部？
（2）此时小球所受的浮力是多少？
（3）小球放入容器前后，容器对水平桌面的压强变化了多少？
7．如图，边长为10cm的实心正方体木块，其质量为600g，现用一根细线使木块与长方体容器的底部相连，并使木块浸没在深度为25cm的水中保持静止状态，已知该容器底面积为200cm3，其质量为1kg。

求：
（1）绳子的拉力大小；
（2）此时容器对水平地面的压强大小；
（3）若剪断绳子，木块将上浮待其静止后，水对容器底部压强变化了多少帕斯卡？
8．如图甲所示，将底面积为200cm2，高为10cm的长方体木块放入水中，木块浸入水中的深度为5cm；如图乙所示，将一个边长为5cm的正方体金属块放在木块的上方，金属块和木块刚好浸没在水中（ 水取1×103kg/m3，g取10N/kg）。

求：
（1）图甲中木块下表面受到水的压强；
（2）图甲中水对木块底面的压力；
（3）图乙中金属块的质量。

参考答案
1．（1）8N；（2）1.5×103kg/m3；（3）400Pa；（4）800Pa
【详解】
解：（1）由图像可知，当
h=0cm
时，弹簧测力计示数为12N，此时圆柱体处于空气中，根据二力平衡条件可知，圆柱体重力
G=F拉=12N
图像中CD段是圆柱体完全浸入水中的情况，此时圆柱体受到的拉力
F=4N
圆柱体浸没时受到的浮力
F浮=G﹣F=12N﹣4N=8N
（2）由
F浮=ρ水gV排
得圆柱体完全浸入水中时排开水的体积
V排=
F
g
ρ
浮
水
=
33
8N
110kg/m10N/kg
⨯⨯
=8×10﹣4m3
圆柱体的质量
m=
12N
=
10N/kg
G
g
=1.2kg
圆柱体的密度
ρ=m
V
=
43
1.2kg
810m
-
⨯
=1.5×103kg/m3
（3）由图像可知，圆柱体在刚浸没时，物体又下降4cm，忽略液面变化，则下表面所处的深度为
h=4cm=0.04m
因此刚浸没时下表面受到的液体压强
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa
（4）物体完全浸没时排开水的体积
V排=8×10﹣4m3
水面升高的深度
△h=V
S
排=
43
42
810m
10010m
-
-
⨯
⨯
=0.08m
水对容器底压强的增加量
（2）圆柱体的密度为1.5×103kg/m 3
；
（3）圆柱体在刚浸没时下表面受到的水的压强为400Pa ；
（4）当圆柱体完全浸没时与圆柱体未浸入水前相比较，水对容器底产生的压强增加了800Pa 。

2．(1)5.4kg ；(2)20N ；(3)332.710kg/m ⨯
【详解】
(1)由乙图可知物体所受的重力是54N ，物体的质量为 54N 5.4kg 10N /kg
G m g =
== (2)浸没在水中的金属块受到的浮力大小为 -54N-34N 20N F G F ===浮
(3)该金属的体积为
-333320N 210m 110kg/m 10N /kg
F V V g ρ==
==⨯⨯⨯浮浸液 该金属块的密度为 33-335.4kg 2.710kg/m 210m
m V ρ=
==⨯⨯ 答：(1)物体的质量是5.4kg 。

(2)浸没在水中的金属块受到的浮力大小是20N
(3)该金属块的密度是332.710kg/m ⨯。

3．（1）2.5cm ；（2）250Pa
【详解】
解：（1）塑料块的重力
G =mg =250×10-3kg×10N/kg=2.5N
图甲中，塑料块漂浮，浮力等于重力，即
F 浮=
G =2.5N
根据F 浮=ρ液gV 排可知塑料块排开水的体积
V 排=332.5N 110kg/m 10N/kg
F g ρ=⨯⨯浮水=2.5×10-4m 3 已知正方体塑料块的棱长为
10cm=0.1m
h =43
2.510m 0.1m 0.1m
V S -⨯=⨯排=0.025m=2.5cm （2）图乙中，塑料块浸入水中的深度为
h ′=5cm=0.05m
因底面积相同，故排开水的体积
V 排′=0.1m×0.1m×0.05m=5×10-4m 3
塑料块受到的浮力
F 浮′=ρ水gV 排′=103kg/m 3×10N/kg×5×10-4m 3=5N
塑料块受到竖直向下的重力、木板对塑料块竖直向下的压力和竖直向上的浮力，故木板对塑料块的压力
F 压=F 浮′-
G =5N-2.5N=2.5N
木板对塑料块的压强
p = 2.5N 0.1m 0.1m
F S =⨯压=250Pa 答：（1）图甲中塑料块浸入水中的深度为2.5cm ；
（2）图乙中木板对塑料块的压强为250Pa 。

4．(1)10N ；(2)2N ；(3)1.4×103kg/m 3
【详解】
解：(1)正方体A 的边长为10cm ，故由题意可得A 物体下底面的深度为 h =10cm=0.1m
A 物体下底面的面积为
S =10cm ×10cm=100cm 2=0.01m 2
A 物体下底面受到水的压力为
3321.010kg/m 10N/kg 0.1m 0.01m 10N F pS ghS ρ===⨯⨯⨯⨯=水
(2)A 物体的重力为G A =8N ，受到水向上的压力为10N ，故A 受到的浮力为F 浮A =10N ，故细线对物体A 的拉力为
F 拉=F 浮A -
G A =10N-80N=2N
(3)B 物体的重力为G B =7N ，受到细线对物体B 的拉力为F 拉=2N ，故B 受到的浮力为
F 浮B =
G B -F 拉=7N-2N=5N
B 物体完全浸没在水中，故V B =V 排，由阿基米德原理可得
43B 335N =510m 110kg /m 10N /kg
F V V g ρ-=
==⨯⨯⨯浮排水 物体B 的密度为
33B B B 43B B 7N ====1.4kg /m 510m 110N /kg
0m G V V g ρ-⨯⨯⨯ 答：(1)A 物体下底面受到水的压力大小为10N ；
(2)细线对物体A 的拉力为2N ；
(3)物体B 的密度大小为1.4×103kg/m 3。

5．（1）0.8×103kg / m 3
；（2）3N ；（3）3.75×10-4m 3 【解析】
【详解】
(1)已知h ＝50cm ＝0.5m,V ＝103cm 3＝1×10−3m 3，m ＝500g ＝0.5kg ，则由p ＝ρ液gh 得,ρ液＝p gh ＝4×103Pa 10N/kg×0.5m ＝0.8×103kg/m 3; (2)因为此时小球全部浸没在液体中,所以V 排＝V 物，F 浮＝ρ液gV 排＝
0.8×103kg/m 3×10N/kg×1×10−3m 3＝8N ，G ＝mg ＝0.5kg×10N/kg＝5N ，此时小球受力平衡，即F 浮＝G+F 拉，则F 拉＝F 浮−G ＝8N −5N ＝3N. (3) 剪断细线后,小球要上浮,最后漂浮在液面上,所以F 浮＝G ，即ρ液gV 排＝mg,即0.8×103kg/m 3×V 排＝0.5kg ，解得V 排＝0.625×10−3m 3，则小球最终露出液体表面的体积V 露＝V −V 排＝1×10−3m 3−0.625×10−3m 3＝0.375×10−3m 3.
【点睛】
（1）已知液体的深度，根据液体压强公式P ＝ρgh 变形即可求出容器中液体的密度．（2）分别求出小球所受重力和浮力，根据物体的浮沉条件可知小球上浮，然后由力的合成可知F 浮＝G+F 拉，问题可解．（3）当剪断细线后，小球要上浮，最后漂浮在液面上，再根据F 浮＝G ，即可求出V 排，再用总体积减去V 排即为露出液体表面的体积．
6．（1）沉在容器底部；（2）8N ；（3）20Pa
【详解】
（1）．已知小球的密度为0.9×103kg/m 3；酒精的密度为0.8×103kg/m 3；
小球的密度为
0.9×103kg/m 3
＞ρ酒精，
所以小球下沉；静止后沉在容器底部；
（2）．小球的体积 V 球=330.9kg 0.910kg/m
⨯=1×10-3m 3
； 小球完全浸没，排开酒精的体积等于自身的体积；
小球受到的浮力
33-33
m 排=ρ酒精V 排=0.8×103kg/m 3×10-3m 3=0.8kg ，
容器对水平面增加的压力
ΔG =Δmg =（m -m 排）g =（0.9kg-0.8kg ）×10N/kg=1N；
容器对水平桌面的压强增加量
Δp =21N 0.05m
F G S S ∆∆===20Pa ． 答：（1）．小球静止后沉在容器底部；
（2）．此时小球所受的浮力是8N ；
（3）．小球放入容器前后，容器对水平桌面的压强增加了20Pa ．
7．（1）4N ；（2）2800Pa ；（3）200Pa
【详解】
（1）．木块浸没在水中，V 排=V =（0.1m ）3=1×10-3m 3，
木块受到的浮力
F 浮=ρ水gV 排=103kg/m 3×10N/kg ×1×10-3m 3=10N ，
木块的重力
G =mg =0.6kg×10N/kg=6N，
绳子的拉力大小
F =F 浮-G=10N-6N=4N ；
（2）．容器中水的质量：
m 水=ρ水V 水=ρ水（V 总-V 木）=103kg/m 3×（200×10-4m 2×25×10-2m-10×10×10×10-6 m 3）=4kg ；
容器对水平地面的压强：
p =2
()(1kg+4kg+0.6kg)10N/kg 0.02m m m m g F S S ++⨯==水容木=2800Pa ； （3）．木块漂浮，
F 浮′=
G =6N ；
由F 浮=ρ液gV 排得到，木块漂浮时排开水的体积：
V 排′=336N 110kg/m 10N/kg
F g ρ'=⨯⨯浮水=6×10-4m 3； 液面下降的深度为：
Δh =33-43
-42110m -610m 20010m
V S -∆⨯⨯=⨯排=0.02m ； 则水对容器底部的压强变化量：
答：（1）．绳子的拉力为4N ；
（2）．此时容器对水平地面的压强为2800Pa ；
（3）．若剪断绳子，木块将上浮待其静止后，水对容器底部压强变化了200Pa 。

8．(1)500Pa ；(2)10N ；(3)1.125kg 。

【详解】
(1)木块下表面受到水的压强
33110kg /m 10N /kg 0.05m 500Pa p gh ρ==⨯⨯⨯=水；
(2)长方体木块受到的浮力
3342110kg /m 0.05m 20010m 10N /kg 10N F V g ρ-==⨯⨯⨯⨯⨯=浮水排；
根据浮力产生的原因，则水对木块底面的压力
10N F F ==浮；
(3)由(1)得
10N G F ==浮木，
将图乙中金属块和木块看作一个整体，对这个整体进行受力分析，共受到两个重力和两个浮力，这几个力平衡有：
F F
G G +=+木金木金
有
()G F F G V V g G ρ=+-=+-金木金木水木金木
()3342110kg /m 0.1m 20010m 0.05m 0.05m 0.05m 10N /kg 10N 11.25N -=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯-=,
金属块的质量
11.25N 1.125kg 10N /kg
G m g ===金金。

答：(1)图甲中木块下表面受到水的压强是500Pa ；
(2)图甲中水对木块底面的压力是10N ；
(3)图乙中金属块的质量是1.125kg 。