初中物理专题浮力的计算
浮力：
一、 浮力的有关计算——细绳拴着物体模型
1、如图所示，容器中装有水，水中有一个木块被细线系着，已知水重200N，水深为0.5m，木块的体积为4dm3，
木块的密度为0.6×103kg/m3，g=10N/kg , 试求： （1）水对容器底面的压强是多少？ （2）木块受到的浮力是多大？
（3）此时细绳对木块的拉力是多大？
（4）若绳子断了，最终木块漂浮在水面上时，所受的浮力为多大？
4.如图所示，体积为500 cm３
的长方体木块浸没在装有水的柱形容器中， 细线对木块的拉力为2 N，此时水的深度为20 cm.（g取10 N/kg），求：
（1）水对容器底的压强； （2）木块受到水的浮力； （3）木块的密度；
（4）若剪断细线待木块静止后，将木块露出水面的部分切去，要使剩余木块刚好浸没在水中，在木块上应加多大的力？
6．（压强与浮力）如图18甲所示，水平放置的平底柱形容器A的底面积为200 cm2。不吸水的正方体木块B重为5 N，边长为10 cm，静止在容器底部。质量体积忽略的细线一端固定在容器底部，另一端固定在木块底面中央，且细线的长度L=5 cm。已知水的密度是1．0×103kg/m3，求：
(1)甲图中，木块对容器底部的压强多大?
(2)向容器A中缓慢加水，当细线受到的拉力为1 N时，停止加水，如图18乙所示，此时木块B受到的浮力是多大?
(3)将图18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?
1、如图所示的木块浸没在水中，细线对木块的拉力是2N．剪断细线，待木块静止后，将木块露出水面的部分切去，再在剩余的木块上加
1N向下的压力时，木块有20cm3
的体积露出水面．求木块的密度．（g取10N/kg）
2．如图是一厕所自动冲水装置，圆柱体浮筒A与阀门C通过杆B连接，浮筒A的质量为
1 kg，高为0.22m，B杆长为0.2m，阀门C的上表面积为25cm2
，B和C的质量、厚度、体积及摩擦均忽略不计，当A露出0.02m时，C恰好被A拉开，实现了自动冲水(g取10N/kg)。求：
(1) 刚拉开阀门C时，C受到水的压强和压力。 (2)此时浮筒A受到的浮力。 (3)浮筒A的密度。
3．如图所示为自动冲水装置。装置中的柱形供水箱的截面积为2000cm2
，箱内有一个底面积
为200cm2
的
圆柱形浮筒P，出水管口有一厚度不计、质量为0.5kg、面积为50cm2
的该片Q盖住出水口，P（质量不计）和Q用细线相连。在图中所示位置时，连线恰好被拉直，箱中水面到供水箱
底部的距离是20cm。若进水管每分钟进入9dm3
的水，问：经过多长时间出水管被打开放水？
先把所有的参数都用符号表示以方便运算。
出水口盖片Q面积S1=50平方厘米=5*10^-3平方米；
圆柱形浮筒P底面积S2=200平方厘米=2*10^-2 平方米; 供水箱的截面积S3=2000平方厘米=2*10^-1 平方米;
当P稍露出水面时，连线恰好被拉直，箱中水面到供水箱底部的距离为L=20厘米=0.2米。 水的密度为ρ，出水口盖片Q质量为m; 假设当水位在加高h时，出水管刚好开始放水，此时的总水位高度为：H=L+h=0.2+h。 然后开始正式分析如下，
当出水管刚好开始放水时，盖片Q所受的拉力T应该等于盖片本身的重量加上水对盖片的压力，所以： T=mg+ρg(L+h)*S1;
这个拉力完全是因为浮筒的浮力产生的，而浮力的大小等于没过浮筒的高度的水的重量，所以：
T=F=ρgh*S2；所以：
mg+ρg(L+h)*S1 = ρgh*S2，可以解出来：
h=(m/ρ+LS1)/(S2-S1)，把那些数据代进去就能算出来h=0.1米。 接下来就很容易了，再加高0.1米的水需要的时间： t=h*S3/v=0.1*2*10^-1/(9*10^-3)=2.2分钟。
二、浮力的有关计算——弹簧拴着物体模型
4. 如图所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上方连有长方体木块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15cm时，木块A有3 /4 的体积浸没在水中，此时弹簧恰好处于自然状态，没有发生形变．（已知水的密度为1.0×103kg/m3，不计弹簧受到的浮力）
（1）求此时容器底部受到的水的压强． （2）求木块A的密度．
（3）线向容器内缓慢加水，直至木块A刚好完全浸没在水中，此时弹簧对木块的作用力为F1，再打开阀门B缓慢防水，直至木块A完全离开水面时．再关闭阀门B，此时弹簧对木块A的作用力为F2，求F1与F2之比．
1.如图甲所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上端连有一边长为0.1m的正方体物块A，当容器中水的深度为20cm时，物块A有2/5的体积露出水面，此时弹簧恰好处于自然伸长状态（ρ水=1.0×103 kg/m3
，g取10N/kg）．求：（1）物块A受到的浮力； （2）物块A的密度；
（3）往容器缓慢加水（水未溢出）至物块A恰好浸没时，求水对容器底部压强的增加量△p（整个过程中弹簧受到的拉力跟弹簧的伸长量关系如图乙所示）．
2.如图所示，两根完全相同的轻细弹簧，原长均为L0＝20cm，甲图中长方体木块被弹簧拉着浸没在水中，乙图中长方体石块被弹簧拉着浸没在水中。木块和石块体积相同，木块和石块静止时两弹簧长度均为L＝30cm。已知，木块重力G木＝10N，水和木块密度关系ρ水＝2ρ木，
33
ρ水＝1×10kg/m(忽略弹簧所受浮力)。 (1)求甲图中木块所受浮力。
(2)若弹簧的弹力满足规律：F＝k(L－L0)，求k值(包括数值和单位)。 (3)求石块的密度。
二、 浮力的有关计算——漂浮物体上放重物悬浮模型
作业 1.
2．底面积为100cm2的柱形容器中装有适量的水。当物体A如图7甲所示，浸没在水中静止时，弹簧测力计的示数为F1＝0.8N，水对杯底的压强为p1；向上提物体A，当A如图5乙所示，总体积的1/4露出水面静止时，容器中的水面降低了
甲 图7 乙