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浮力专题_优秀

浮力专题知识要点:浮力的本质:浸在液体或气体里的物体向上和向下的表面受到的压力差.公式:F浮=F下-F上1、正确理解阿基米德原理:浸在液体中的物体受到向上的浮力、浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力,这就是阿基米德原理,其数学表达式是:F浮=G排液=ρ液gV排。

对阿基米德原理及其公式的理解,应注意以下几个问题:(1)浮力的大小由液体密度ρ液和排开液体的体积V排两个因素决定。

浮力大小与物体自身的重力、物体的体积、物体的密度及物体的形状无关。

浸没在液体中的物体受到的浮力不随深度的变化而改变。

(2)阿基米德原理对浸没或部分浸在液体中的物体都适用。

(3)当物体浸没在液体中时,V排=V物,当物体部分浸在液体中时,V排<V物,(V物=V排+V露)。

当液体密度ρ液一定时,V排越大,浮力也越大。

(4)阿基米德原理也适用于气体,其计算公式是:F浮=ρ气gV排。

2、如何判断物体的浮沉:判断物体浮沉的方法有两种:(1)受力比较法:浸没在液体中的物体受到重力和浮力的作用。

F浮>G物,物体上浮;最终漂浮F浮<G物,物体下沉;最终沉底F浮=G物,物体悬浮;(2)密度比较法:浸没在液体中的物体,只要比较物体的密度ρ物和液体的密度ρ液的大小,就可以判断物体的浮沉。

ρ液>ρ物,物体上浮;最终漂浮ρ液<ρ物,物体下沉;最终沉底ρ液=ρ物,物体悬浮;对于质量分布不均匀的物体,如空心球,求出物体的平均密度,也可以用比较密度的方法来判断物体的浮沉。

3、正确理解漂浮条件:漂浮问题是浮力问题的重要组成部分,解决浮力问题的关键是理解物体的漂浮条件F浮=G物。

(1)因为F浮=ρ液gV排,G物=ρ物gV物,又因为F浮=G物(漂浮条件)所以,ρ液gV排=ρ物gV物,由物体漂浮时V排<V物可得ρ液>ρ物,即物体的密度小于液体密度时,物体将浮在液面上。

此时,V物=V排+V露。

(2)根据漂浮条件F浮=G物,得:ρ液gV排=ρ物gV物,V排= ·V物同一物体在不同液体中漂浮时,ρ物、V物不变;物体排开液体的体积V排与液体的密度ρ液成反比。

ρ液越大,V排反而越小。

4、计算浮力的一般方法:计算浮力的方法一般归纳为以下四种:(1)根据浮力产生的原因F浮=F向上-F向下,一般用于已知物体在液体中的深度,且形状规则的物体。

(2)根据阿基米德原理:F浮=G排液=m液g=ρ液gV排,这个公式对任何受到浮力的物体都适用。

计算时要已知ρ液和V排。

(3)根据力的平衡原理:将挂在弹簧秤下的物体浸在液体中,静止时,物体受到重力,浮力和竖直向上的拉力。

这三个力平衡:即F浮=G物-F拉(4)根据漂浮、悬浮条件:F浮=G物,这个公式只适用于计算漂浮或悬浮物体的浮力。

运用上述方法求浮力时,要明确它们的适用围,弄清已知条件,不可乱套公式。

5、浮力综合题的一般解题步骤:(1)明确研究对象,判断它所处的状态。

当物体浸没时,V排=V物,当物体漂浮时,V排+V露=V物(2)分析研究对象的受力情况,画出力的示意图,在图中标出已知力的符号、量值和未知力的符号。

(3)根据力的平衡原理列方程,代入公式、数值、进行计算,得出结果。

典型例题解析:例1、边长1dm的正方形铝块,浸没在水中,它的上表面离水面20cm,求铝块受的浮力?(ρ铝=2.7×103kg/m3)解法一:解法二:说明:(1)解法一适用于规则物体,解法二说明浮力大小只与ρ液、V排有关,与物体密度和深度无关。

(2)题中铝块密度是多余条件,用以检验对阿基米德原理的理解。

若误将ρ铝、代入公式,求出的将是物体重力。

在用公式求浮力时,要在字母右下方加上脚标。

例2、容积为1000m3的氢气球,吊篮和球壳的质量为150kg,在空气密度1.29kg/m3的条件下,这气球能载多少吨的物体停留在空中?现在需要载900kg的物体而保持平衡,应放掉多少立方米的氢气?(氢气密度为0.09kg/m3).解:例3、如图3所示,底面积为80cm2的容器中盛有深30cm的水。

将一质量为540g的实心铝球投入水中。

问:(1)铝球浸没在水中时受到的浮力是多大?(2)投入铝球后,水对容器底部的压强增加了多少?(3)若用一根最多能承受4N拉力的细绳系住铝球缓慢向上拉,当铝球露出水面的体积为多大时绳子会拉断?(已知ρ铝=2.7×103kg/m3,取g=10N/kg)。

解:例4、如图4所示的直筒形容器的底面积为100cm2,筒有用密度不同的材料制成的a、b两实心小球。

已知a球的体积为80cm3,是b球体积的3.4倍。

两球用细线相连能悬浮在水中。

现剪断细线,a球上浮,稳定后水对容器底的压强变化了40Pa。

试求:(1)细线被剪断前后水面的高度差。

(2)a、b两球的密度。

(本题g取近似值10N/kg)解:例5、一木块在水中静止时,有13.5cm3的体积露出水面,若将体积为5cm的金属块放在木块上,木块刚好全部浸在水中,求:金属块密度?解:这是两个不同状态下的浮力问题,分析步骤是:(1)确定木块为研究对象,第一个状态是木块漂浮在水面,第二个状态是木块浸没水中,金属块与木块作为整体漂浮在水面。

(2)分析木块受力,画出力的示意图。

(3)根据力的平衡原理列方程求解:甲图中:乙图中:说明:(1)涉及两种物理状态下的浮力问题,往往要对两个不同状态下的物体分别进行受力分析,再根据力的平衡原理列出两个方程,并通过解方程求出结果来。

(2)本题的另一种解法是:木块增大的浮力等于金属块重,即ΔF浮=G金,请思考后继续解答。

例6、一木块浮于足够高的圆柱形盛水容器中,如图7所示,它浸入水中部分的体积是75cm 3,它在水面上的部分是25cm 3。

(g 取10N/kg )求: (1)木块受到的浮力; (2)木块的密度;*(3)若未投入木块时,水对容器底部的压力为F 0。

试分别表示出木块漂浮时、木块浸没时,水对容器底部的压力F 1和F 2;*(4)从未投入木块到漂浮,从漂浮到浸没的三个状态中,水对容器底部第二次增加的压力为木块浸没时水对容器底部压力的n 分之一,求n 的取值围。

解析:浮力典型题型归类题型一 浮力大小比较A 同种液体中的浮力比较1、如右图,浸没在水中一定深度的木块,从开始上浮到最后静止在水面上一段时间。

这一过程浮力的变化是 ( )(A)先减少,后不变 (B)先不变,后减少,再保持不变 (C)先不变,后减少 (D)先不变,后增大,再保持不变2、体积相同形状不同的铝块、铁块、铅块,浸没在水中不同深度的地方,则( ) A 、铝块受到的浮力最大 B 、铅块受到的浮力最小 C 、铁块受到的浮力最大 D 、受到的浮力一样大3、三个体积相同而材料不同的球A 、B 、C ,分别静止在不同深度的水里,以下说确的是( )A .A 球所受的浮力最小B .A 球所受的浮力最大C .B 球的密度最大D .C 球的密度最小4、同第三题图,将三个小球放入水中,A 球漂浮在水面上(部分露在水面以上),B 球悬浮在水中,C 球沉至容器 底(对容器底有压力)。

已知A 、B 两球质量相等,B 、 C 两球体积相等。

则下列说确的是( ) A 、C 球的体积大于A 球的体积 B 、A 球所受浮力大于C 球所受浮力 C 、B 球所受浮力大于C 球所受浮力 D 、三球所受浮力相等B 不同种液体中浮力的比较1、将同一物体放在不同液体中的三种情况如图所示,比较A BC它受到的浮力大小,其中浮力最小的是()A、图甲B、图乙C、图丙D、无法比较2、将一个生鸡蛋放进盛有清水的杯中,鸡蛋下沉至杯底,如图甲所示。

向水中加适量盐并使其溶解,鸡蛋恰好处于悬浮状态,如图乙所示。

继续加盐并使其溶解,鸡蛋处于漂浮状态,如图丙所示。

三种状态下鸡蛋所受的浮力分别为F甲F乙、F丙,则F甲、F乙、F丙的关系为()A 、 F甲<乙<F丙B 、F甲<F乙=F丙C 、F甲=F乙>F丙D 、F甲>F乙>F丙3、在装有液体的甲、乙两烧杯中,同时放入两个完全相同的物体,如图示,当物体静止后两烧杯液面恰好相平。

若液体对甲、乙两烧杯底部压强分别是p甲,、p乙,液体对两物体的浮力分别是F甲、F乙,则对它们的判断正确的是()A. p甲>p乙,F甲=F乙B. p甲=p乙,F甲>F乙C. p甲=p乙,F甲<F乙D. p甲<p乙,F甲=F乙题型二浮力与图像1、在图甲中,石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降.直至全部没入水中。

图乙是钢绳拉力随时间t变化的图像,若不计水的摩擦力,则可算出该石料的密度为(g=10N/㎏)()A. 1. 6×103kg/m3B. 2 .3×103㎏/m3C. 2. 8×l03㎏/m3D .3 .2×103㎏/m32、如图甲所示,将一挂在弹簧秤下的圆柱体金属块缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,图乙中能正确反映弹簧秤示数F和圆柱体下表面到水面距离A关系的图是()A B C D题型三浮力与受力分析1、用弹簧测力计称得容器和水的总重为5 N (如图4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4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4丙所示),弹簧测力计的示数为T 2.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 N2、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题型四密度计和浮力秤问题1.如图8所示,某同学在薄壁平底试管中装入一些沙子,管口密封,制成一个“土密度计”。

当把它放入水中竖直漂浮时,试管露出水面的高度为5cm;当把它放入某液体中竖直漂浮时,试管露出液面的高度为7cm.若试管和沙子的总质量为30g,试管的横截面积为1.5cm2,水的密度为1×103kg/m3.求:(1)在水中漂浮时,水对试管底部的压强.(2)某液体的密度.(取g = 10N/kg,保留两位小数)2.如图乙,在秤盘上放一物体后,小筒浸入水中的深度h为0.1米,则该物体的质量为多少?(g=10牛/千克)某,,,所示.已知小筒底面积为10cm2,高度为20cm,盘中不放时,小筒浸入水中深度为8cm,问:(1),当盘上不放时,小筒和盘总重力是牛;(2),当盘上不放时,应在小筒A处标出刻度;(3)该能称出最大是多少kg?(g=10N/kg)(4)该班乙同学认为该能称出最大太小,请提出条改进建议.(5)丙认为,在大玻璃容器外表面同样以标注刻度值.这与在小玻璃容器上标注刻度值相比较,哪种方法更好?为什么?题型五应用浮力测密度1、有一个弹簧测力计挂着一个实质圆柱体,当圆柱体逐渐浸入装有水的柱形烧杯过程中(如图11所示),圆柱体浸入深度h(cm) 0 0.6 1.2 1.8 2.4 3.0 3.6 4.2 4.8 6测力计示数F(N) 3 2.85 2.70 2.55 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4试根据表中所给条件求:(1)当圆柱体浸入深度为0.3cm时其底面所受的压强;(2)圆柱体的质量;(3)圆柱体的密度。

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