人教版八年级下学期物理 微课堂讲解（五） 用力的平衡分析浮力问题

人教版八下物理 微课堂讲解（五） 用力的平衡分析浮力问题1. 有一根粗细均匀的蜡烛，长 20cm，密度是 0.9103kg/m3，底部插入一根铁钉，竖直地漂浮在水面，蜡烛上端露出水面 1cm。现将蜡烛点燃，求这根蜡烛燃烧到剩余多长时，火焰会熄灭？（铁钉体积不计）2. 如图所示，圆柱形容器中盛有密度为 0.8103kg/m3 的酒精，容器的侧壁上固定了一块水平挡板 P，P 的下面有一个体积为 1000cm3 、质量为 500g 的实心球被挡住，g 取 10N/kg。(1) 求挡板对实心球的压力。(2) 分析：若液体和实心球的密度都未知，当液体的密度与实心球的密度满足什么关系时，挡板对实心球没有压力？3. 把重为 4kg 、体积为 0.05m3 的救生圈放在水中，体重为 40kg 的人在使用它时（g 取 10N/kg） A人和救生圈会漂浮在水面B人和救生圈会悬浮在水中C人和救生圈会下沉到水底D以上情况都有可能4. 如图所示，用细线将木块 A 和金属块 B 连接在一起，放入水中静止时，它们恰好悬浮在水中。若木块 A 的密度为 0.8103kg/m3，A 与 B 的体积之比为 79:2，则金属块的密度为 kg/m3。5. 如图（a）所示，在水面漂浮的木块上放一个质量为 4kg 的物体 M，木块正好全部没入水中。如图（b）所示，在该木块下挂一个密度为 5103kg/m3 的合金块 N，木块悬浮在水中。求合金块的质量。（g 取 10N/kg）6. 小明用实验测量粗细均匀的竹棍的横截面积。他用短细线在竹棍的下端系一个小石块，然后将它们放到水中，竹棍竖直立在水中，水面距竹棍上端 16.8cm；再将系石块的竹棍放到煤油中，竹棍竖直立在煤油中，煤油表面距竹棍上端 9.8cm，两次实验中石块都不跟容器底接触。已知竹棍长 40cm，质量是 24g，石块的质量是 18g，煤油的密度是水的密度的 45。由上述所给条件求：(1) 细竹棍的横截面积。(2) 石块的密度。7. 科技小组的同学用长方体泡沫塑料 A 、三脚架和灯泡等制作了一个如图所示的航标灯模型，模型总重为 4N，A 底部与浮子 B 用细绳相连，浮子 B 重 0.5N。水位上升时，浮子 B 下降；水位下降时，浮子 B 上升，使航标灯始终竖立在水面。如果要使 A 静止时排开水的体积保持 500cm3 不变，则浮子 B 体积应为多大？（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，g 取 10N/kg。提示：滑轮上两边绳子上的力始终相等。）8. 如图（a）所示，一个木块用细绳系在容器的底部，向容器中慢慢加水，当木块露出水面的体积是 20cm3 时，细绳对木块的拉力为 0.6N。将细绳剪断，木块上浮，静止时有 25 的体积露出水面，如图（b）所示，求此时木块受到的浮力。（g 取 10N/kg）答案1. 【答案】 10cm 【解析】蜡烛未燃烧时： G1=G钉=G浮1 即 蜡gSL1+G钉=水gSh 蜡烛熄灭时： G2+G钉=F浮2 即 蜡gSL2+G钉=水gSL2 由 得： 蜡gS(L1L2)=水gS(hL2)：整理得：L2=水h蜡L1水蜡；代入数据得 L2=0.1m=10cm，即蜡烛燃烧到剩余 10cm 时熄灭。2. 【答案】(1) 3N (2) 当液体的密度与实心球的密度相等时，挡板对实心球没有压力【解析】(1) 实心球静止时，受到重力 G 、挡板的压力 F压 和酒精的浮力 F浮，它们之间的关系为 F浮=F压+G，则 F压=F浮G=酒精gV排mg=0.8103kg/m310N/kg1000106m30.5kg10N/kg=3N (2) 由 F压=F浮G 可知，当 F浮=G 时，F压=0，此时 液gV球=球gV球 所以 液=球。即当液体的密度与实心球的密度相等时，挡板对实心球没有压力。3. 【答案】A【解析】先求出救生圈浸没在水中产生的浮力，再比较浮力与人、救生圈的总重力的大小，最后判断人和救生圈的浮沉情况。4. 【答案】8.91035. 【答案】 5kg 【解析】设木块的质量为 m木，所受浮力为 F浮，合金块的体积为 V合金。对于（a）图，存在： (m物+m木)g=F浮 对于图（b）存在： (m木+合金V合金)g=F浮+水gV合金；代入数据，联立可得： V合金=1103m3；则合金的质量： m合金=合金V合金=5103kg/m3103m3=5kg。6. 【答案】(1) 1.5104m2 (2) 2.5103kg/m3 【解析】(1) 设竹棍的横截面积为 S，石块的体积为 V石。当竹棍漂浮在水面时，浸入水中的长度为 L1=40cm16.8cm=23.2cm=0.232m 则 F浮水=G总，即 水g(SL1+V石)=(m竹+m石)g 当竹棍漂浮在煤油表面时，浸入煤油中的长度为 L2=40cm9.8cm=30.2cm=0.302m 则 F浮油=G总，即 45水g(SL2+V石)=(m竹+m石)g 联立，代入数据可得 S=1.5104m2，V石=7.2106m3。(2) 石块的密度 石=m石V石=18103kg7.2106m3=2.5103kg/m3。7. 【答案】 1.5104m3 【解析】对于浮子 B 来说，存在 F浮B=GB+F拉，对于航标灯模型来说，存在 F浮A=GA+F拉，两式合并为 F浮BGB=F浮AGA，因 F浮B=水gVB，F浮A=水gVA排，所以 水gVBGB=水gVA排GA，将已知数据代入上式，解得 VB=1.5104m3。8. 【答案】 1.2N 【解析】设木块的体积为 V，对于（a）图，存在 F浮=G+F拉，即 水g(VV露)=G+F拉, 对于（b）图，存在 G=水g(125)V, 将代入得 水g(VV露)=水g125V+F拉，代入已知数据，解得 V=2104m3，则（b）图中木块受到的浮力 F浮=水g125V=1.0103kg/m310N/kg1252104m3=1.2N.