内容正文:
第 4 讲 浮力综合
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知识讲解
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一、 浮力计算
1. 浮力计算的方法
(1) 二次称量法:F 浮=G 物-F。
(2) 阿基米德原理法:F 浮=G 排=m 排g=ρ液gV 排。
(3) 压力差法:F 浮=F 向上-F 向下。
(4) 漂浮或悬浮条件:F 浮=G 排。
二、 浮力与压力压强
1. 对容器底部的压力
(1) 当物体放入容器中且漂浮或悬浮时,液面上升,上升后的高度为 h,此时容器受到的压力为 F, 则
F=ρgSh。
(2) 当物体放入容器中且沉底时,液面上升,上升后的高度为 h,此时容器受到的压力为 F,则 F=ρgSh+
(G 物-F 浮)。
2. 台秤问题
将物体放入台秤上盛水的烧杯中时,烧杯中液面上升,台秤示数增大,弹簧测力计示数减小,且增大 和减小的数值相同,均为物体所受浮力大小。
三、 液面升降问题
1. 冰块熔化问题
(1) 若冰块在密度与水相同的液体中融化,液面不变; 证明:
由于冰块漂浮,F 浮=G 冰,由阿基米原理:F 浮=G 排; 又因为冰熔化前后重力不变,
G 冰=G 冰化水 即有:G 排=G 冰化水,
因为:F 浮=G 排=ρ水V 排g,G 冰=G 冰化水=ρ水V 冰化水g,
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所以:ρ水V 排g=ρ水V 冰化水 g, 故 V 排=V 冰化水
所以冰熔化后液面不变.
(2) 若冰块在密度比水大的液体中融化,液面上升;
(3) 若冰块在密度比水小的液体中融化,液面下降;
(4) 若冰块中含有木块、蜡块等密度小于水的物体,冰融化后液面不变; 证明:
冰块中含有木块、蜡块等密度小于水的物体,处于漂浮状态,F 浮=G, 冰化成水后,木块、蜡块,处于漂浮状态,F 浮’=G,浮力不变,
根据阿基米德原理排开水的体积不变,液面不变。
(5) 若冰块中含有铁块、石块等密度大于水的物体,冰融化后液面下降。 证明:
冰块中含有铁块、石块等密度大于水的物体,处于漂浮状态,F 浮=G, 冰化成水后,铁块、石块,处于沉底状态,F 浮’<G,浮力变小,
根据阿基米德原理排开水的体积变小,液面下降。
2. 小船抛物问题
分析思路:
漂浮的物体浮力等于重力,放入小船中,与小船仍漂浮,浮力等于重力,物体排开水的体积不变, 若由船中取出放入水中,则排开水的体积也不变,木块在船中和水中都是漂浮的,将小船中的木块抛入池水中,水面高度不变