内容正文:
专题2.4 浮力
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
类型1.根据浮力产生的原因求浮力问题
【例题1】(2019四川自贡)如图所示,一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到
液体的压力F1为5N,下表面受到液体的压力F2为13N.下列说法错误的是( )
A.正方体受到的浮力为8N
B.液体的密度为0.8×103kg/m3
C.正方体上表面到液面的距离h=5cm
D.液体对物体下表面的压强为1.3×103Pa
类型2.称重法求解浮力问题
【例题2】(2019四川南充)弹簧测力计下悬挂一物体,当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为5N,当物体的体积浸入水中时,弹簧测力计示数为3N,现将物体从弹簧测力计上取下放入水中,则该物体静止时所受浮力是 N,该物体的密度为 kg/m3.(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)
类型3.直接由阿基米德原理求浮力问题
【例题3】(2019湖南省邵阳)体积为2.0×10﹣3m3的铝块浸没在水中时,受到的浮力为 N.(g取10N/kg)
类型4.利用浮沉条件求解浮力问题
【例题4】(2017•威海)如图甲所示,底面积10﹣3m2的金属圆筒重2N,开口向上漂浮在水面上,这时有的体积浸没在水中;若向金属圆筒里倒入1.25×10﹣4m3的某种液体,水面恰好与金属圆筒口相平,如图乙所示,此时水对金属圆筒底部的压强为 Pa,该液体的密度为 kg/m3(g=10N/kg,ρ水=1×10kg/m3)。
类型5.渗透图像求解浮力问题
【例题5】(2019甘肃兰州)如图甲所示,某科技小组的同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金属块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的游泳池水中,弹簧测力计的示数F与金属块下底面下降高度h的变化关系如图乙所示,忽略金属块浸入水中时池水液面高度的变化,g取10N/Kg,则下列说法中正确的是( )
A.金属块所受重力大小为26N
B.金属块的密度为2.3×103kg/m3
C.金属块完全浸没在水中时所受浮力的大小为26N
D.金属块恰好完全浸没时,金属块下底面所受水的压强为5×103Pa
一、选择题
1.(2017•泰安)有甲、乙两个溢水杯,甲溢水杯盛满酒精,乙溢水杯盛满某种液体。将一不吸水的小球轻轻放入甲溢水杯中,小球下沉到杯底,溢出酒精的质量是40g;将小球从甲溢水杯中取出擦干,轻轻放入乙溢水杯中,小球漂浮且有的体积露出液面,溢出液体的质量是50g,已知ρ酒精=0.8×103kg/m3,下列计算正确的是( )
①小球的质量是40g