专题训练：浮力的四种计算方法
专题训练(四)浮力计算的四种方法
?类型一压力差法
F浮＝F向上－F向下(F向上＝p向上S＝ρ液gh1S , F向下＝p向下S＝ρ液gh2S )
1．如图1所示，用细绳将一物体系在容器底部，若上表面
受到水向下的压力为4 N，物体下表面受到水向上的压力为14
N，则物体所受浮力为()
图1 A．4 N B．6 N C．10 N D．7 N
2．如图2所示，弹簧测力计下吊着重为15 N的长方体金属块，
当它浸没在水中时，弹簧测力计的示数为8 N，则金属块受到的浮
力为_______N．若金属块上表面受到水的压力为10 N，则金属块
下表面受到的压力为_______N.
图2 3．有一边长为10 cm的正方体物块浸没在水中，上表面距水面为15 cm，
如图 3 所示，则物体上表面所受水的压强是________Pa，压力
是________N，下表面受到水的压强是________Pa，压力是
________N，物体受到的浮力是________N．(g取10 N/kg)
图3
4．现有一边长为10 cm的正方体物块漂浮在水中，如图4所示，其上表面距水面为2.5 cm，它的下表面受到水的压力是多大？它受到的浮力是多大？木块
的密度是多少？(g取10 N/kg)
图4
?类型二称重法
F浮＝G－F(G：物体自身的重力；F：物体浸在液体中时弹簧测力计的示数) 5．一个铁球在空气中称时，重为4.5 N，浸没在水中称时，弹簧测力计的示数为3.5 N，则()
A．铁球受到的浮力是3.5 N
B．铁球受到的浮力是1 N
C．铁球受到的浮力是4.5 N
D．铁球受到水的压力的合力为0 N
6．如图5所示，小宇用弹簧测力计吊着金属块逐渐浸入水中，坐标图反映了这一过程中弹簧测力计的示数变化情况．求：(g取10 N/kg)
(1)金属块的质量．
(2)金属块浸没在水中时所受的浮力．
(3)金属块受到水的最大压强．
图5
?类型三原理法
F浮＝G排＝m排g＝ρ液gV排(注意：G排为物体排开液体所受到的重力；m排为
物体排开液体的质量；ρ
液为物体排开液体的密度；V
排
为物体排开液体的体积)
7．把一个铜块缓慢地放入盛满水的溢水杯中，待它静止后，从杯中共溢出了0.3 kg的水，求：(g取10 N/kg)
(1)铜块所受到的浮力．
(2)铜块排开水的体积．
8．悬浮在海水中的潜水艇排开的海水的质量为3×106 kg，求：(g取10 N/kg，海水的密度取1.0×103 kg/m3)
(1)潜水艇排开的海水所受的重力．
(2)潜水艇所受的浮力．
(3)潜水艇排开海水的体积．
(4)处于水下150 m深度处有一个面积为2.4 m2的舱盖，求它所受海水的压强和压力各是多大？
9. 把一块质量为158 g的实心铁块放入盛煤油的容器中，铁块浸没在煤油中，则煤油对铁块的浮力为多大？(ρ铁＝7.9×103kg/m3，ρ煤油＝0.8×103kg/m3，g 取10 N/kg)
?类型四平衡法
＝G.
当物体漂浮或悬浮时，F
浮
10．我国某型号潜水艇水舱未充水时总质量为9.27×105 kg，它漂浮在海面上受到的浮力为____________N.向潜水艇的水舱中充入适量的海水后，潜水艇
在海水中由漂浮变为悬浮，在此过程中潜艇受到的浮力将________(选填“变
大”“变小”或“不变”)．如果该潜水艇由海中潜入长江中仍然保持悬浮，应该________(选填“增加”或“减少”)潜艇水舱中液体的质量．(ρ海水＞ρ水，g取10 N/kg)
11．如图6所示，质量为55 g的新鲜鸡蛋在水中下沉．陆续向水中加盐并轻轻搅拌，最后鸡蛋悬浮在水中．求：(g＝9.8 N/kg)
(1)悬浮时鸡蛋受到的浮力．
(2)若鸡蛋的体积是50 cm3，则盐水的密度．
图6 12．如图7所示，将质量为2 kg的正方形物块，放入盛有水的烧杯中，待
物块静止时，其下表面距水面6 cm，求：(g取10 N/kg)
(1)物块受到水的浮力大小．
(2)水对物块下表面的压强大小．
图7
详解详析
1．C[解析] 根据浮力产生的原因：F浮＝F向上－F向下，则F浮＝F向上－F向下＝14 N－4 N＝10 N.
2．717
3．15001525002510
[解析] (1)正方体上表面所处的深度：
h1＝15 cm＝0.15 m，
正方体上表面受到水的压强：
p上＝ρgh1＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.15 m＝1500 Pa；正方体上表面的面积：S＝0.1 m×0.1 m＝0.01 m2，
由此可得，正方体上表面所受水的压力：F
上＝p
上
S＝1500 Pa×0.01 m2＝15 N.
(2)正方体下表面所处的深度：
h2＝h1＋L＝15 cm＋10 cm＝25 cm＝0.25 m，
正方体下表面受到水的压强：
p下＝ρgh2＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.25 m＝2500 Pa；
由此可得，物体下表面所受水的压力：F
下＝p
下
S＝2500 Pa×0.01 m2＝25 N.
(3)正方体上、下表面受到水的压力差：ΔF＝F下－F上＝25 N－15 N＝10 N．正方体所受浮力等于正方体上、下表面所受到的压力差，F
浮
＝ΔF＝10 N.
4．7.5 N7.5 N0.75×103 kg/m3
5．B[解析] 根据称重法可知，铁球受到的浮力：F浮＝G－F＝4.5 N－3.5 N ＝1 N，故A、C选项错误，B选项正确；由于物体A受到水的压力的合力为物体上、下表面所受到的压力差，即为浮力，所以铁球受到水的压力的合力为1 N，故D选项错误．
6．(1)由图可知，金属块的重力：G＝5 N，金属块的质量：m＝G
g＝
5 N
10 N/kg＝
0.5 kg.
(2)由图可知，当h＝6 cm时，金属块全部浸入水中，弹簧测力计的拉力：F
拉
＝2 N，
则金属块受到的浮力：F
浮＝G－F
拉
＝5 N－2 N＝3 N.
(3)由图像可知，金属块浸入水中的最大深度：h＝10 cm＝0.1 m，则金属块
受到水的最大压强：p＝ρgh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m＝1000 Pa.
7．(1)根据题意可知，铜块排开水的质量：m排＝0.3 kg，由阿基米德原理可
得铜块所受到的浮力：
F浮＝G排＝m排g＝0.3 kg×10 N/kg＝3 N.
(2)F浮＝ρ水gV排，铜块排开水的体积：
V排＝
F浮
ρ
水
g
＝
3 N
1.0×103 kg/m3×10 N/kg＝3×10
－4 m3.
8．(1)潜水艇排开的海水所受的重力：G排＝m排g＝3×106kg×10 N/kg＝3×107 N.
(2)由阿基米德原理可知，
潜水艇所受的浮力：F
浮＝G
排
＝3×107 N.
(3)潜水艇排开海水的体积：
V排＝
m排
ρ
海水
＝
3×106 kg
1.0×103 kg/m3＝3×10
3 m3.
(4)海水对舱盖的压强：
p＝ρ海水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×150 m＝1.5×106 Pa，海水对舱盖的压力：F＝pS＝1.5×106 Pa×2.4 m2＝3.6×106 N.
9．铁块的体积：
V铁＝m铁
ρ
铁
＝
158 g
7.9 g/cm3＝20 cm
3.
由于铁块浸没在煤油中，
故V
排＝V
铁
，则铁块浸没在煤油中受到的浮力：F
浮
＝ρ
煤油
gV
排
＝0.8×103 kg/m3
×10 N/kg×2×10－5 m3＝0.16 N.
10．9.27×106变大减少
[解析] 潜水艇水舱漂浮在海面上受到的浮力：F浮＝G＝mg＝9.27×105 kg×10 N/kg＝9.27×106N．向潜水艇的水舱中充入适量的海水后，潜水艇在海水中
由漂浮变为悬浮，根据物体的浮沉条件可知，浮力等于重力，重力增加，所以在此过程中潜水艇受到的浮力变大．该潜水艇由海中潜入长江中，水的密度减小，
根据F
浮＝ρ
液
gV
排
可知若仍然保持悬浮，浮力减小，此时应减小自身的重力，使
浮力等于重力，潜水艇才会悬浮，所以应使水舱中的水量减少．11．(1)因鸡蛋悬浮在水中，
故F
浮
＝G＝mg＝55×10－3 kg×9.8 N/kg＝0.539 N.
(2)因鸡蛋悬浮在盐水中，
故ρ盐水＝ρ鸡蛋＝m
V＝
55 g
50 cm3＝1.1×10
3 kg/m3.
12．(1)因为物块漂浮，所以物块受到水的浮力等于物块的重力：
F浮＝G物＝m物g＝2 kg×10 N/kg＝20 N.
(2)物块下表面受到水的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.06 m ＝600 Pa.