计算浮力方法归纳.docx
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计算浮力方法归纳.docx
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计算浮力方法归纳
计算浮力方法归纳
浮力计算题方法总结:
1)确定研究对象,认准要研究的物体。
(2)分析物体受力情况画出受力示意图,判断物体在液体中所处的状态(看是否静止或做匀速直线运动)。
(3)、选择合适的方法列出等式(一般考虑平衡条件)。
计算浮力方法:
①称量法:
F浮=G-F(用弹簧测力计测浮力)。
2压力差法:
F浮=F向上一F向下(用浮力产生的原因求浮力,压力差法在柱形体或告知上下表面压力时才适用)。
3漂浮、悬浮时,F浮=G(二力平衡求浮力)。
4F浮=G排或F浮=卩液V排g(阿基米德原理求浮力,知道物体排开液体的质量或体积时常用)。
5天平法:
F浮=F=(m2-m1)g
常考题型1压力差题型
例一个圆柱形物体悬浮在密度为1.2X103kg/m3的盐水中如图,已知圆柱体的横截面积是10cm2,长度为15cm,物体上表面到液面的距离为5cm,物体上、下表面受到的压力多大?
物体受到的浮力是多大?
(g=10N/kg)
常考题型2称重法题型
例一个重5N的石块,挂在弹簧测力计上,将它浸没在盛满水的溢水杯中时弹簧
测力计的示数是3N,贝U石块受到的浮力是N,溢出水的重力是N
石块浸入溢水杯前后,杯底受到水的压强(选填“变小”、“不变”或“变大”)
常考题型3•称重法与阿基米德原理综合利用
例一合金块用弹簧测力计在空气中称重为3.92N;浸没在水中称时,弹簧测力计
上的示数为2.94N;如将它浸没在待测液体中,受到的浮力是1.176N,
(g=9.8N/kg)求:
(1)合金块在水中受到的浮力;
(2)在待测液体中弹簧测力计的示数;
(3)待测液体的密度.
松手后受力情况
松手后状态
密度关系
稳定后状态
稳定后受力
F浮>G
上浮
p液>卩物
漂浮
F浮=G
F浮=G
悬浮
p液=卩物
悬浮
F浮=G
F浮<G
下沉
p液<p物
沉底
F浮+F支=G
浮沉状态的判断
判断浮沉才能做题目
漂浮问题“五规律”:
(历年中考频率较高,)
规律一:
物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力;
规律二:
同一物体在不同液体里,所受浮力相同;
规律三:
同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小;
规律四:
漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几;
例一物体漂浮在密度为p的液体中,若露出体积为物体总体积的1/3,则物体密度为(2/3)p
分析:
F浮=
=G贝U:
p液V排g=p物Vg
p物=
2
:
(V排/V)•p液=3p液
规律五:
将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。
常考题型4判断物体沉浮状态
F浮=G物,p物<p液
F浮=G物,p物=卩液
F浮<G物,p物>卩液
(1)判断物体处于漂浮状态,把握判断物体处于悬浮状态,把握判断物体处于沉底状态,把握
例将重为4N,体积为6XlO-4m3的物体投入一装有适量水的溢水杯中,溢出水300g.若不计水的阻力,当物体静止时,下列判断正确的是()
A.物体上浮,F浮=6NB.物体悬浮,F浮=4N
C.物体漂浮,F浮=4ND.物体沉在水底,F浮=3N
例将一块实心物体放入盛水的烧杯中,物体静止时如图
2所示。
若将该物体分
)
成大小不同的两块,仍然放在盛水的烧杯中,则(
A.大块沉入杯底,小块飘在水面上
B.大块、小块都沉入杯底
C.大块、小块都飘在水面上
D.大块、小块都悬浮在水中
常考题型5浮沉条件和阿基米德原理综合运用
总结:
物体处于漂浮或悬浮状态时
F浮=Gp液gV排=卩物gV物p物/p液=V排/V物
1•同一物体漂浮在不同液体中,所受浮力相同。
2•同一物体漂浮在不同液体中,p液越大,V排越小;
p液越小,V排越大。
例某蜡块的密度为0.9X103Kg/m3,体积为4X10-3m3,当它漂浮在水面上时,求:
(1)蜡块的质量;
(2)蜡块受到的浮力;
(3)蜡块浸入水中的体积
例把体积为2.0X10-3m3的物块放入水中,当它静止时浸入水中的体积为1.6X10-3m3,则该物块受到的浮力大小为N,该物块的密度为
kg/m3。
(p水=1.0X103kg/m3)
常考题型6比较问题
1)浮力大小的比较方法
例1将甲乙丙丁四个体积相等的小球投入水中,如图所示,则比较浮力大小顺序。
例2将甲乙丙丁四个质量相等的小球投入水中,如图所示,则比较浮力大小顺序。
总结:
比较浮力的方法
(1)公式法:
F浮=G排=卩液gV排
(2)
下沉:
F浮<G物
沉浮条件:
漂浮和悬浮:
F浮=G物
(2)V,p的比较方法
例1将甲乙丙3个体积相等的实心小球投入水中,甲球漂浮,乙球悬浮,丙球下沉,,则比较p大小顺序。
m大小顺序
例2将甲乙丙3个质量相等的实心小球投入水中,甲球漂浮,乙球悬浮,丙球下沉,,则比较p大小顺序V大小。
总结:
比较V,p的方法
(1)沉浮条件:
漂浮状态,P物
卩液
(2)p=m/V
(3)
浮力和密度
例一正方体木块的体积为100cm3,把它放入水中木块有2/5的体积露出水面,问,这木块所受的浮力有多大?
木块的密度是多少?
分析:
方法一:
(1)F浮=卩液gV排
(2)漂浮,F浮=G物,得到G物
(3)算出质量,体积已知。
方法二:
漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几
例有一边长为L的正方体木块,放入水中有1/4L露出水面,求木块的密度。
分析:
漂浮,F浮=G物,算出F浮,算出质量和体积。
例有一边长为L的正方体木块放入水中静止时,有2/3L的体积浸没在水中,当把木块投入到某种油中静止时,木块有1/5的体积露出油面,求:
(1)木块的密度;
(2)油的密度
分析:
(1)F浮=卩液gV排
漂浮,F浮=G物,得到G物
算出质量,体积已知。
(2)漂浮,F浮=G物,已知G物,得到F浮
F浮=卩液gV排,算出p液
例质量为270g的铝球悬浮于水中,求
(1)球受到的浮力应是多少?
(2)球的体积应是多少?
(3)球中间空心部分的体积是多少?
(g=10N/kg)?
分析:
(1)悬浮,F浮=G物
(2)物体悬浮,物体的体积就等于V排,F浮=卩液gV排,算出V排
(3)算出球本来只有多少体积,两个体积差即是
判断容器底部压力变化情况
首先判断物体沉浮状态,结合阿基米德原理判断V排的改变。
在普通容器中,放入物体,液面上升但不溢出,则h随V排变化而变化
在满水溢水杯中,放入物体,h不变化,则容器底部所受压力不改变。
例木块下方吊着一铁块悬浮在水中,如果将绳子剪断,当铁块和木块静止时,水对容器底部的压强和压力的变化()
A.压强不变,压力不变B.压强变小,压力变大
C.压强变大,压力变小D.压强变小,压力变小如图所示,三个完全相同的容器内装有适量的水后,在乙容器内放入木块漂浮在水面上,丙容器内放一个小球悬浮在水中,此时,甲、乙、丙三个容器内水面高度相同,下列说法正确的是
()
A.三个容器中,水对容器底的压强相等
B.三个容器中,水对容器底的压力不相等
C.如果向乙容器中加入盐水,木块受到的浮力变大
D.如果向丙容器中加入酒精,小球将上浮
¥
冰融化问题
例漂浮在水面的冰块融化后,液面会升高吗?
容器底部的压强会发生变化吗?
提示:
比较V排和V化水
例当冰放入盐水中时,冰熔化后,液面如何变化?
已
例如图所示,一块o°c的冰放在盛有o°c的水的容器中.知冰块与容器底部相接触并相互间有压力,则当冰完全融化为oc的水后.容器中水面的位置将。
例漂浮在水面的含有小木块的冰块融化后,液面会升高吗?
容器底部的压强会发生变化吗?
提示:
通过比较前后两次浮力大小比较V排大小
例漂浮在水面的含有小铁块的冰块融化后,液面会升高吗?
容器底部的压强会发生变化吗?
浮力的应用
1轮船
轮船一旦漂浮,
F浮=G
轮船问题注意:
例在远洋轮船的船舷上,都漆着五条“吃水线”,又称“载重线”,如图4所示•其中标有W的是北大西洋载重线,标有S的是印度洋载重线•当船从北大西洋驶向印度洋时,轮船受到的浮力以及北大西洋与印度洋的海水密度P1和p2的关系,有
(一)-
A.浮力增大,p1=p2
B.浮力减小,p1=p2
C.浮力不变,p1>p2
D.浮力不变,p1 一艘排水量100吨的货船,船上装有质量为8吨的货物A,货物A的底面积为5m2(货物A地面与船完全接触).求: (1)该船满载时受到的浮力; (2)货物A对船的压强; (3)将货物A从船上卸下后,船排开水的体积减少多少? (p水=1.0X103kg/m3g=10N/kg) 2密度计 原理: 漂浮时: F浮=G=G排=p液gV排当p液较大时,密度计露出的部分多;当p液较小时,密度计露出的部分少; 特点 密度计刻度,上小下大。 密度计上粗下细不均匀,所以密度计上疏下密 例小明自制了一支密度计,将其分别放入盛有液体密度为P甲和P乙的甲、乙两个容器中,静止时,如图10所示,从观察到的现象可以判断: P甲_乙;密度计在甲液体中所受的浮力—■在乙液体中所受的浮力,若该密度计排开液体的质量分别为m甲、m乙,则m甲m乙(该题两空均选填 “V”“二”或“〉”)。 例用密度计去测量某一池盐水的密度,结果是准确的;如果不慎在它顶端粘 了一橡皮泥,再去测同一池盐水,则此时测得的密度值() A.仍是准确的 B.不准确,比原来偏小 C.不准确,比原来偏大 D.不准确,但无法判定比原来偏大还是偏小 3潜水艇 原理: 通过改变自身重力来实现上浮下沉。 例为增加学生的国防知识,阳湖中学九 (2)班同学到东海舰队参观某型号潜水艇.潜水艇的艇壳是用高强度的特种钢板制造,最大下潜深度可达350m.潜水艇的总体积为1.5X103m3,艇内两侧有水舱,潜水艇截面如图所示.通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变潜水艇的自重,从 而使其下沉或上浮.(海水密度为1.03X103kg/m3,g取10N/kg) (1)水舱未充海水时,潜水艇总重力为 9.27X106N,此时,漂浮在海面的潜水艇排开海水的体积是多少? (2)为使潜水艇完全潜人海水中,至少应向水舱充人海水的重力是? (3)潜水艇的艇壳用高强度的特种钢板制造的原因是什么 图像题 例一个边长为a的立方体铁块从图3(左)所示的实线位置(此时该立方体的 F表面恰与水面齐平)下降至图中的虚线位置,则图3(右)中能正确反映铁块 所受水的浮力的大小F和铁块下表面在水中的深度h关系的图像是() 例•用细线拉着一个边长为 a的立方体铁块从图4(左)所示的实线位置(此时 该立方体的下表面恰与水面齐平)下降至图中的虚线位置,则图4(右)中能正确反映铁块所受拉力的大小F和铁块下表面在水中的深度h关系的图像是( 水二 A 0J2ak 020W120丛 乙 图7 例某地在湖面上修建一座大桥,图7甲是使用吊车向湖底投放圆柱形石料的示 意图。 在整个投放过程中,石料以恒定速度v=0.1m/s下降。 图7乙是钢丝绳的 拉力F随时间t变化的图像(从t=0时开始投放到石料刚好接触湖底前)。 忽略水的摩擦阻力,g取I0N/kg.求: (1)小石料的质量; (2)完全浸没后,石料所受的浮力; (3)圆柱形石料的密度; (4)湖底受到水的压强
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