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-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=ρ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1.2×103kg/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,则石块受到的浮力是___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.
浮沉状态的判断判断浮沉才能做题目
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
ρ液>ρ物
漂浮
F浮=G
F浮=G
悬浮
ρ液=ρ物
悬浮
F浮=G
F浮 下沉 ρ液<ρ物 沉底 F浮+F支=G 常考题型4判断物体沉浮状态 (1)判断物体处于漂浮状态,把握F浮=G物,ρ物<ρ液 判断物体处于悬浮状态,把握F浮=G物,ρ物=ρ液 判断物体处于沉底状态,把握F浮 例将重为4N,体积为6×10-4m3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() 判断浮沉才能做题目 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 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: 同一物体漂浮在不同液体中,ρ液越大,V排越小; ρ液越小,V排越大。 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ρ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)ρ 分析: F浮=G则: ρ液V排g=ρ物Vg ρ物=(V排/V)·ρ液=2/3ρ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。 例某蜡块的密度为0.9×103Kg/m3,体积为4×10-3m3,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 验证: 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; 常考题型6浮力与密度 例把体积为2.0×10–3m3的物块放入水中,当它静止时浸入水中的体积为1.6×10–3m3,则该物块受到的浮力大小为N,该物块的密度为________kg/m3。 (ρ水=1.0×103kg/m3) 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=ρ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=ρ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=ρ液gV排,算出ρ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=ρ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 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。 例.一个充气的气球下面挂一个金属块,把它们放入水中某处恰能静止,如果把金属块及气球的位置轻轻向上移一些,则金属块和气球(C) A.仍能静止B.向下运动 C.向上运动D.上下晃动 总结: 比较浮力的方法 (1)公式法: F浮=G排=ρ液gV排 (2)沉浮条件: 漂浮和悬浮: F浮=G物下沉: F浮 (2)V,ρ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ρ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ρ大小顺序V大小。 总结: 比较V,ρ的方法 (1)沉浮条件: 漂浮状态,ρ物<ρ液 悬浮状态,ρ物=ρ液 沉底状态,,ρ物>ρ液 (2)ρ=m/V (3)m=ρv 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? 例如图所示,一块0℃的冰放在盛有0℃的水的容器中.已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0℃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 轮船问题注意: 轮船一旦漂浮,F浮=G 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ρ1和ρ2的关系,有(). A.浮力增大,ρ1=ρ2 B.浮力减小,ρ1=ρ2 C.浮力不变,ρ1>ρ2 D.浮力不变,ρ1<ρ2 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? (ρ水=1.0×103kg/m3g=10N/kg) 2密度计 原理: 漂浮时: F浮=G=G排=ρ液gV排 当ρ液较大时,密度计露出的部分多;当ρ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ρ甲和ρ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: ρ甲ρ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“<”“=”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 例非非和柚柚利用吸管,细铁丝和石蜡各制作了一支简易密度计,非非的密度计的质量为10g,放入液体中,漂浮在液面上,如图甲,密度计受到的浮力,排开的液体重力,柚柚的密度计放入液体中,沉到容器底,不好测量液体密度,如图乙,请提出一种改进方法.(g取10N/kg) 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1.5×103m3,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1.03×103kg/m3,g取10N/kg) (1)水舱未充海水时,潜水艇总重力为 9.27×106N,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(此时该立方体的下表面恰与水面齐平)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() 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l0N/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。 用天平测浮力 解析: 1.杯对盘的压力F=G杯+G水=m1g 杯对盘的压力F=G杯+G水+F浮=m2g 2.物体间力的作用是相互的: 物体对液体的压力F=F浮液体对物体的浮力 3.F浮=(m2-m1)g 在用天平测石块所受浮力的实验中,小刚先在烧杯中注入适量的水,如图甲所示,用天平测出烧杯和水的总质量为______ g;然后,再把用细线拴好的石块浸没在天平左盘上的烧杯内的水中,如图乙所示,在天平右盘添加适量的砝码,移动游码,天平再次平衡.请你根据图景计算石块受到的浮力F浮=______N.(g=10N/kg) (1)天平的读数: 物体的质量等于砝码的质量加上游码所对应的示数; (2)甲、乙两次质量差为排开水的质量,然后利用阿基米德原理即可求出浮力的大小. 【解析】 (1)从甲图中可以看出烧杯和水的总质量: m=50g+20g+10g=80g; (2)从乙图中可以看出示数为: m′=100g+10g+3g=113g,则 石块受到的浮力: F浮=(m′-m)g=(113g-80g)×10-3kg×10N/kg=0.33N. 故答案为: 80;0.33. 将装有适量的水杯放在台称的托盘上,台秤的示数为0.6KG又将一个用细线拴住的石块浸没在水中静止,台秤的示数为0.8KG,把石头放置在杯底并放手后,台秤的示数为1.1kg求石头的密度? 如图5所示,台秤的托盘上放一个装有水的平底烧杯,一个不吸水的木块用细线系在烧杯底浸没于水中。 剪断细线后,木块上浮至静止。 下列说法正确的是( ) A.剪断细线前,木块所受浮力等于木块的重力 B.剪断细线前,托盘受到的压力等于烧杯与水的重力之和 C.整个过程,水对杯底的压力变化量等于木块浮力的变化量 D.整个过程,托盘受到压力的变化量等于木块浮力的变化量
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