内容正文:
专题06 利用浮力的几个基本公式解决计算题的策略
1.掌握求解浮力的几种基本方法
(1)用弹簧测力计测浮力即称量法:把物体挂在弹簧测力计上,记下其在空气中弹簧测力计的示数F1=G(G是物体受到重力),再把物体浸入液体,记下弹簧测力计的示数F2,则物体在液体中受到的浮力F浮=F1-F2
(2)用浮力产生的原因求浮力即压力差法:浸没在液体中的物体受到液体向上的压力为F1,向下的压力为F2,则物体受到液体对其向上的浮力F浮=F1-F2
(3)用漂浮或悬浮的条件求浮力即平衡法:物体漂浮或悬浮在液体中时,均有F浮=G。G为物体自身的重力,F浮为液体对物体的浮力。
(4)用阿基米德原理求浮力即公式法:F浮=G排或F浮=ρ液 V排g(知道物体排开液体的质量或体积时常用)。
对于初中中考出现浮力计算问题,用以上方法的一种或者两种基本可以解决。无论计算题难度多大,都离不开这四种方法中的某几种方法。
2. 计算浮力相关问题的基本思路
(1)仔细审题,注意抓住隐含条件的关键词,如浸入、浸没、装满、未装满、溢出、未溢出、漂浮、悬浮、上浮、下沉等。
(2)确定研究物体,并对物体进行受力分析(重力、浮力、拉力或压力等)。
(3)在受力分析的基础上,列出关系式,比如物体在液体中漂浮或悬浮时F浮=G物;用线吊在液体中时:F浮=G-G示;被强制压(按)入液体中时,F浮=G+F(F为压力或拉力),若有几个物体连接在一起,可以将它们视为一个整体进行研究。
(4)把阿基米德原理公式或密度、重力的计算公式代入关系式,代入已知量解出未知量,这种思维方式不仅对较难题适用,对解较容易的浮力题也适用。
3.经常用到二力平衡的思想
(1)物体漂浮或者悬浮时,物体处于平衡状态,这时浮力等于重力F浮=G
(2)有一个重物压在物体上,物体静止在液体表面或者悬浮在液体中,这时物体的重力加上重物的压力等于物体在液体中受到的浮力,即F浮=G+N
(3)物体挂在弹簧秤下,并且部分或全部浸在液体中,物体平衡时,物体重力等于弹簧秤读数加上物体受到的浮力,即F浮+F=G
(4)物体在液体里,物体下端用绳拴住挂,并且部分或全部浸在液体中,物体平衡时,物体重力加上绳的拉力等于物体受到的浮力,即F浮=G+F
4.运用浮力的几个基本公式解决问题的例题及其解析
【例题1】容器中盛有水,有一个边长为10cm的立方体物体浸没在水中。已知它的下表面受到水向上的压力是20N。(取g=10N/kg)。求:
(1)它的每个表面的表面积是多少m2;(2)它的下表面受到的水的压强是多大;
(3)它的上表面受到的向下的压力是多大;(4)它所受到的水的浮力是多大。
【例题2】一铁块挂在弹簧秤下,静止时,弹簧秤的示数为15.484N,当铁块全部浸没在水中静止后,弹簧秤的示数为13.524N,铁块在水中受到的浮力是____N,铁块的体积是____m3,铁块的密度是____kg/m3。若把该铁块全部浸没在煤油中,铁块受到的浮力是_____N。
【例题3】如图所示,放在水平面上装满水的一溢水杯,水深为20cm.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.[来源:学科网]
【例题4】将一密度均匀的正方体轻轻放入盛满浓盐水的大烧杯中,静止后有72g浓盐水溢出;若将该物体轻轻放入盛满煤油的大烧杯中,靜止后有64g煤油溢出(浓盐水密度为1.2×103kg/m3,煤油密度为0.8×103kg/m3、水银密度为13.6×103kg/m3),则( )
A.该物体前后两次所受浮力之比为9:8
B.该物体前后两次排开液体体积之比为4:3
C.该物体的密度为0.9×103kg/m3
D.若将该物体分别浸没在水银和纯水中,除重力和浮力外还需施加第三个力方能靜止,静止时这个物体在这两种液体中受到的第三个力分别是F1和F2,则F1和F2大小之比为12:7
解决浮力计算问题的达标训练题[来源:学*科*网]
1.一边长为10cm,密度为0.6g/m3的正方体木块,用细线置于容器的水中,如图所示,求:[来源:学科网ZXXK]
(1)木块所受的浮力大小?
(2)细线的拉力大小?
(3)细线剪断后,木块静止时,木块下方所受到水的压强是多大?
2.如图是一厕所自动冲水装置,圆柱体浮筒A与阀门C通过杆B连接,浮筒A的质量为1kg,高为0.22m,B杆长为0.2m,阀门C的上表面积为25cm2,B和C的质量、厚度、体积及摩擦均忽略不计,当A露出0.02m时,C恰好被A拉开,实现了自动冲水(g取10N/kg).求:
(1)刚拉开阀门C时,C受到水的压强和压力;
(2)此时浮筒A受到的浮力;
(3)浮筒A的密度.[来源:Zxxk.