求浮力的几种方法方法一、称重法:F浮=G-F拉(浮力的测量方法)【例1】小华将一金属块悬挂在弹簧测力计下,示数为7.5N.当把金属块一半体积浸在水中时,测力计示数为6.5N,金属块所受浮力为N;当金属块全部浸在水中时,测力计示数为N;若改变金属块浸没的深度,物体所受浮力。
方法二、压力差法:F浮=F向上-F向下(浮力的产生原因)【例1】将一长方体物体浸没在装有足够深水的容器中恰好处于静止状态,它的上表面受到的压力为1.8N,下表面受到的压力为3N,则该物体受到的浮力大小为N;如将物体再下沉5cm,则它受到的浮力大小为N。
【例2】边长为0.16m的正方体木块漂浮在水面上,木块的下表面距离水面0.12m,(取g=10N/kg),则木块下表面处水产生的压强为Pa,木块受到的浮力为N。
【例3】将乒乓球放入瓶内,向瓶里倒水,乒乓球不浮起,说明乒乓球浮力;将瓶下口堵住,乒乓球浮起,说明乒乓球浮力。
【例4】如图,将两个同样形状的长方体分别放入水平与竖直放置在盛水的容器中,则两个长方体所受到的上下压强差,上下压力差,浮力。
第1题第4题第2题第3题方法三、阿基米德原理:F浮=G排=m排g=ρ液gV排【例1】如图所示,放在水平面上有一装满水的一溢水杯,弹簧测力计挂着重为10N的物块。
现将物块侵没在装满水的溢水杯中,静止后溢出水的质量为0.4kg(g取10N/kg)。
求:(1)弹簧测力计的示数。
(2)物体的密度。
【例2】取一只小塑料袋(重力不计)内部装满水,扎紧袋口后用弹簧测力计测得水重2N,将这袋水全部浸没水中,弹簧测力计示数为,全部浸没酒精(密度0.8×103kg/m3)中,示数为。
【例3】有质量相同的两个实心球,其密度分别为水的密度的2倍和5倍。
把它们分别挂在两个弹簧测力计的下端,然后将两球完全浸没在水中,此时两球所受浮力之比为,两弹簧测力计的示数之比为。
【例4】如图所示,在容器中放一个上、下底面积均为10 cm2、高为5 cm,体积为80 cm3的均匀对称石鼓,其下底表面与容器底部完全紧密接触,石鼓全部浸没于水中且其上表面与水面齐平,则石鼓受到的浮力是。
【例5】一同学在岸上最多只能搬得起质量是30kg的鹅卵石。
如果鹅卵石的密度是2.5×103kg/m3,则该同学在水中最多能搬得起质量是 kg的鹅卵石(石头不露出水面)。
这时石头受到的浮力是N(取g=10N/kg)。
【例6】用弹簧测力计拉住一个重为89N的空心铜球,全部浸在水中时,弹簧测力计的示数为44.5N,此铜球的空心部分的体积为(取g=10N/kg,铜的密度为8.9×103kg/m3)【例7】把一实心金属块浸在盛满酒精的杯中静止后,溢出酒精8g(ρ酒精=0.8×103kg/m3),若把这一金属块浸在盛满水的杯子中静止后,从杯中溢出水的质量是( )A.15g B.12.5g C.10g D.8g【例8】将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和酒精中,金属块静止时弹簧测力计的示数分别为2N和2.2N,则下列关于金属块的几个物理量计算正确的是()A.在水中受到的浮力为2NB.质量为3kgC.体积为10cm3D.密度为3.0×103kg/m3【例9】有一块金属,在密度为ρ1的液体中称时弹簧测力计的示数为G1;在密度为ρ2的液体中称时弹簧测力计示数为G2,求金属块密度。
【例10】某物体重为0.5N,把它放在盛有水的烧杯中,溢出重为0.3N的水,则它受到的浮力( )A.一定为0.3NB.可能为0.2NC.一定为0.5ND.可能为0.4N练习1:某容器装满水,轻轻放入一小球后,溢出50g水,则()A、小球的质量肯定不小于50gB、小球的质量肯定等于50gC、若小球质量大于50g,则小球的体积一定等于50cm3D、若小球质量等于50g,则小球的体积一定大于50cm3方法四、平衡条件:当物体漂浮或悬浮时, F浮=G物(物体的浮沉条件)运动状态:是否平衡:力的大小: F浮G F浮G F浮G F’浮G密度大小:ρ液ρ物ρ液ρ物ρ液ρ物ρ液ρ物【例1】(浮沉判断)一个物体重为88.2N,将其放入密度0.8×103kg/m3的液体中静止,受到的浮力为78.4N,若放入水中静止时受到的浮力是多少?练习1:如图所示,一个空心球置于水中,恰能悬浮,沿虚线将其分成大、小两部分,则()A.小的部分上浮,大的部分下沉B.两部分仍保持悬浮C.小的部分下沉,大的部分上浮D.物质密度未知,不能判别下沉悬浮上浮漂浮拓展:若该球是实心的?练习2:用弹簧测力计称得容器和水的总重为5 N (如图甲所示).将体积为10 cm3的物体A 全部投入水中,弹簧测力计的示数T1为0.4 N (如图乙所示).若将容器、水和浸投水中的物体A用弹簧测力计一起称量(如图丙所示),弹簧测力计的示数为T2.则( )A.浸没水中的物体A所受浮力为0.1 NB.浸没没水中的物体A所受浮力为0.4NC.弹簧测力计的示数T2为5.5ND.弹簧测力计的示数T2为5.1 N练习3:装有金属球的小容器A漂浮在盛有水的圆柱形大容器B的水面上,所受的浮力为F l,如图所示,若把金属从A中拿出投入水中沉到B的低部时,小容器A所受的浮力大小为F2,池底对金属球的支持大小为N,那么()A.金属球所受重力的大小为F l-F2B.小容器所受重力的大小为F2C.小容器所受浮力减小了ND.大容器底部受水的压力减小了N【例2】(浮沉讨论)一物块轻轻放入盛满水的大烧杯中,静止后有76g水溢出;将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,静止后有64g酒精溢出。
已知酒精的密度是0.8×10³kg/m³,则物块在水中的状态及物块的密度是()A.悬浮,1.0×10³kg/m³B.漂浮,0.95×10³kg/m³C.下沉,1.2×10³kg/m³D.漂浮,0.90×10³kg/m³练习1:质量相等的两个均匀实心球甲和乙,它们的密度之比ρ甲:ρ乙=1:2,则它们的体积之比V甲:V乙= ;现将甲、乙两球放入盛有足够多的水的容器中,当它们静止时水对两球的浮力之比为F甲:F乙=6:5,则甲球的密度ρ甲= kg/m3(已知ρ水=1.0×103kg/m3)练习2:A、B两个实心球的质量相等,密度之比ρA∶ρB=1∶2.将它们分别放入足够的酒精和水中,它们受到浮力,其浮力的比值不可能的是(ρ酒精=0.8×103kg/m3)()A.1∶1 B.8∶5 C.2ρA∶ρ水D.2ρ酒精∶ρB【例3】(排水量)某油轮的排水量为5×106kg,其自身质量为0.6×106kg,最多可装载原油kg,当它满载时所受的浮力为N;若该油轮装载原油后,排开水的体积为3×103m3,它所受的浮力为N。
练习1:潜水潜水艇在海底航行时排水量为m 1kg,在海面上航行时排水量为m2kg,设海水的密度为ρkg/m3。
试确定下列说法哪些正确()A.它在海底航行时所受浮力等于(m1-m2)gNB.它在海面航行时所受压力差等于m2gNC.当潜在海面上航行时,水中部分的体积为m2/ρm3D.要使潜艇入海水中,要充入(m1-m2)kg的海水【例4】(平衡条件求浮力)某圆柱形薄壁容器内装有液体,将一圆柱形木块由一段非弹性细线与容器底部相连,且部分浸入液中,此时细线刚好伸直,如图所示。
已知细线所能承受的最大拉力为T,现往容器中再缓慢注入液体,直到细线刚好被拉断为止。
1)画出细线刚好伸直时,木块在竖直方向上的受力示意图;2)画出细线未拉断前,木块在竖直方向上的受力示意图;3)画出细线刚好被拉断时,木块在竖直方向上的受力示意图;4)画出细线被拉断后容器中液面恢复稳定时,木块在竖直方向的受力示意图。
练习1:如图a所示,一长方体木块质量为0.12kg,高为4.0cm;将木块平稳地放在水面上,静止时木块露出水面的高度为2.0cm,如图b所示,利用金属块和细线,使木块浸没水中且保持静止状态。
已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,求:(1)木块的密度ρ木(2)细线对木块的拉力F练习2:将质量为0.8kg、体积为1×10﹣3m3的长方体木块放入盛有某种液体的容器中,木块漂浮在液面上.现用力缓慢向下压木块,当力的大小为2N时,木块刚好浸没在液体中,如图所示。
g=10N/kg,求:(1)求木块的密度;(2)液体的密度;(3)当压木块的力为1.6N时,木块露出液面的体积。
练习3:现有一形状不规则的木块,小明同学用图甲、乙、丙所示的方法测出了木块的密度,实验步骤如下:(1)向容器内倒入适量的水,水的体积记作V1。
(2)将木块轻轻放入容器中,液面上升至V2。
(3)用细针将木块按压,使木块浸没于水中,液面上升至V3。
请写出下列物理量的表达式:木块的质量m=_______,木块的体积V=_______,木块密度ρ=_______ (已知水的密度为ρ水)。
练习4:小陈刷锅时发现,将锅漂浮在水面上时,水面上升了1.6cm,将漂浮的锅沉入水底后,水面回落了1.4cm。
水槽可近似看作为一个底面积为0.5m2长方体容器。
求:(1)锅的质量(2)该锅的密度(3)沉底后锅对容器底部的压力【例5】边长为0.1m的正方体木块,漂浮在水面上时,有2/5的体积露出水面,如图甲所示。
将木块从水中取出,放入另一种液体中,并在木块表面上放一重2N的石块。
静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所示。
取g=10N/kg,已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3 。
求:(1)图甲中木块受的浮力大小;(2)图乙中液体的密度;(3)图乙中木块下表面受到液体的压强。
练习1:在量筒内注入适量的水,将一木块放入水中,水面达到的刻度是V1,如图(a)所示;再将一金属块投入水中,水面达到的刻度是V2,如图(b)所示;若将金属块放在木块上,木块恰好没入水中,这时水面达到的刻度是V3.如图(c)所示.金属密度ρ=________.(a)(b)(c)练习2:一量筒内盛某种液体,其中有一个质量为m且附有细线的铁块,此时液面的示数为V1。
现将一密度ρ的球体用细线系在铁块m上,杯中液面上升到V2;若断开细线,则球体上浮露出液面,稳定后杯中液面至V3。
球体的体积为__________;量筒中液体的密度______________。
【例6】在水平桌面上竖直放置一个底面积为S的圆柱形容器,内装密度为ρ1的液体.将挂在弹簧测力计下体积为V的金属浸没在该液体中(液体未溢出)。