专题14 有关浮力动态变化问题-2020年八年级物理暑假攻略之34个核心素养特色专题

专题十四 浮力动态变化问题

【考点梳理】

有关浮力的动态变化问题中，主要分为漂浮体模型（含外施力模型或外绳拉物模型）；内绳拉物模型。如图所示：

图1 漂浮体模型 图2 外施力模型

图3 外绳拉物模型 图4 内绳拉物模型

题型一 漂浮体模型

（1）物体所受浮力变化量与增减的物体重力之间的关系

对物体A ：

增加物体B 后，对物体A ：浮力变化量：结论：物体所受浮力变化量等于增减的物体重力大小。

G

F =浮G

G F ∆+='浮G

F ∆=∆浮

注意：外施力模型，外绳子拉物模型分析方式相似。

例1.如图1所示，重力为12N，体积为2×10−3m3的木块A漂浮在水面上，如图甲所示；现将一合金块B放在木块A的上方，木块A恰好有4/5的体积浸入水中，如图乙所示。则合金块B 的质量为kg。

答案：0.4

图1 图2

变式训练1：将一个质量为79g的铁块放在木块上面，木块恰好全部浸没在水中，如图2所示，若将铁块拿掉，则木块露出水面的体积为（）

A.10cm3

B.13cm3

C.79cm3

D.40cm3

答案：C

变式训练2：如图甲所示，水平面上有一个薄壁圆柱形容器，容器中装有适量的水，现将一质量3kg的物块放入容器中，物块漂浮在水面上，物块的体积为5×10-3m3，如图乙用力缓慢向下压物块，直至使物块恰好浸没在水中的过程中，压力F的大小为N。

答案：20

（2）增减物重与液体对容器底压力变化量之间关系

将液体和物体A 视为整体，受力分析所受支持力：水对容器底压力：若增加△G 后

水对容器底的压力：

水对容器底压力变化量：

物水支G G F +=物

水水压G G F +=G G G F ∆++=物水水压'G F ∆=∆水压

结论：增减物重等于液体对容器底压力变化量。 注意：外施力模型，外绳子拉物模型分析方式相似。 （3）增减物重与容器对桌面的压力变化量之间关系

将液体、物体A 、容器视为整体，受力分析所受支持力：容器对桌面压力：若增加△G 后

容器对桌面压力： 容器对桌面压力变化量： 物水容支G G G F ++=物

水容容压G G G F ++=G

F ∆=∆容压

G G G G F ∆+++=物水容容压'

结论：增减物重等于容器对桌面的压力变化量。 注意：外施力模型，外绳子拉物模型分析方式相似。

总结：漂浮体模型

（1）物体所受浮力变化量等于增减的物体重力大小，或等于外力大小变化量，即：

或（2）液体对容器底压力变化量或容器对桌面压力变化量等于增减的物体重力大小，或等于外力大小变化量，即：

在漂浮体模型中： 或：

G F ∆=∆浮F F =∆浮G F ∆=∆水压G

F ∆=∆容压F

F =∆水压F

F =∆容压容压水压浮F F F

G ∆=∆=∆=∆容压

水压浮F F F F ∆=∆=∆=

例3.如图所示，底面积为100cm 2薄壁圆柱形容器盛有适量的水，

重力为10N ，体积为2×10−3m 3的木块A 漂浮在水面上，如图甲所示；现将一合金块B 放在木块A 的上方，木块A 恰好有3/4的体积浸入水中，如图乙。液体对容器底压力变化量为 N

，对容器底压强变化量为 pa 。

答案：5 500

变式训练：如上图所示，在例1的基础上，容器对桌面压力变化量为 N ，对桌面的压强变化量为 pa 。 答案：5 500 题型二 内绳拉物模型

（4）物体所受浮力变化量与绳子拉力变化量之间的关系。

剪断细线前：对物体：剪断细线后：对物体：

浮力变化量：

结论：物体所受浮力变化量等于绳子拉力变化量。

拉

物浮F G F +=拉浮F F =∆物

浮G F ='

（5）绳子拉力变化量与水对容器底压力的变化量的关系。

对物体和水作为整体：水对容器底的压力：剪断细线后水对容器底的压力：

水对容器底压力变化量：结论：绳子拉力变化量等于液体对容器底的压力变化量。

拉水物支F G G F ++=拉

水物水压F G G F ++=水物水压G G F +='拉

水压F F =∆剪断细线前

（6）绳子拉力变化量与容器底对桌面的压力变化量的关系。

结论：绳子剪断前后，容器底对桌面的压力变化量为0。

总结：内绳拉物模型

物体所受浮力变化量等于绳拉力的大小，等于液体对容器底压力的变化量。

综述：在漂浮体模型中，设液面高度变化为h ∆，容器的底面积为S ，则有：

增减物体模型：容压水压水水F F hS g V g G ∆=∆=∆=∆=∆ρρ

外施力、外绳拉物模型：容压水压水水F F hS g V g F ∆=∆=∆=∆=∆ρρ

在内绳拉物模型中：

水压水水F hS g V g F ∆=∆=∆=∆ρρ

例4.小英同学得到一边长为10 cm ，密度为0.7 g/cm3的正方体木

块，她将木块用细线系于圆柱形容器内的水中，如图所示，请你帮她分析以下几个问题：(圆柱形容器静止在水平桌面上) （1）木块所受的浮力大小？ （2）细线的拉力大小？

（3）剪断细线，当木块静止时，容器底部受到液体的压力与细线未断时变化了多

少？

答案：（1）10 （2）3 （3）3

变式训练：如图甲所示，水平桌面上有一底面积为5.0×10-3m 2的圆柱形容器，容器中装有一定量的水，现将一个体积为5.0×10-5m 3的物块(不吸水)放入容器中，物块漂浮在水面上，浸入水中的体积为4.0×10-5m 3.求： （1）物块受到的浮力； （2）物块的质量；

（3）如图乙所示，用力F 缓慢向下压物块，使其恰好完全浸没在

水中(水未溢出)，此时水对容器底的压强比物块被下压前增加了多少？