内容正文:
专题10.2 阿基米德原理
知识点1:阿基米德原理
浸在液体里的物体受的浮力,大小等于物体排开的液体的重力。用公式表示为F浮= G排
①F浮=G排=m液g=ρ液V排g 。
②阿基米德原理既适用于液体也适用于气体。
知识点2:阿基米德原理的应用
(1)求解浮力的大小,即F浮=ρ液 g V排
(2)求解物体排开液体的体积的大小,即 V排 =F浮/ρ液 g
(3)求解液体的密度的大小,即ρ液 =F浮/g V排
(4)还可以求解其它相关的物理量。比如:物体的体积,物体的密度,物体的质量,物体的重力等。
对阿基米德原理的理解
1.内容:浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它排开液体所受的重力。
2.数学表达式:F浮=G排=ρ液gV排。
3.注意:浸在液体中的物体所受的浮力只与液体的密度和排开液体的体积有关;浸没在液体中的物体所受的浮力与浸没的深度无关。
4.适用范围:对气体也是用。
知识点1:阿基米德原理
【例题1】(2020·江苏连云港)下列关于浮力的说法正确的是( )
A. 质量大的物体在液体中所受浮力一定大
B. 码头上正在卸货的轮船所受的浮力逐渐减小
C. 物体密度小于液体密度时物体在液体中处于悬浮状态
D. 潜水艇在水面下从大海潜行进入长江,所受浮力不变
【答案】B
【解析】A.液体密度不变时,物体所受的浮力大小与其排开的液体的体积有关,与物体的质量大小无关,故A错误;
B.当停在码头上的轮船正在卸货时,质量减少,船的重力减小,船漂浮在水面上时,船的浮力等于物体重力,所以船所受到的浮力也减小,故B正确;
C.物体密度等于液体密度时物体在液体中处于悬浮状态,故C错误;
D.海水的密度大于江水的密度,潜水艇在水面下,排开液体的体积不变,从大海潜行进入长江,由F浮=
ρ液gV排可知浮力变小,故D错误。
知识点2:阿基米德原理的应用
【例题2】(2020·贵州黔南州)如图,重为5N,体积为0.2×10-3 m3的物体用细线系在弹簧测力计的挂钩上,将它浸没在水中,物体受到的浮力是____N, 静止时弹簧测力计的示数是______N (g=10N/kg)。
【答案】 2, 3
【解析】根据阿基米德原理得
物体静止时,处于平衡状态,对物体受力分析,物体受重力、浮力和拉力,即
则
1.阿基米德原理的内容:浸在液体里的物体受到浮力的大小等于被排开的液体的________。
公式为:_________。式中ρ液表示液体的_________,V排是被物体排开的_______体积。
【答案】重力。F浮=G排=ρ液gV排。密度,液体。
【解析】阿基米德原理的内容:浸在液体里的物体受到浮力的大小等于被排开的液体的重力。
数学表达式为:F浮=G排=ρ液gV排,式中ρ液表示液体的密度,V排是被物体排开的液体体积,g取9.8N/kg。
2.关于物体受到的浮力,下列说法正确的是( )
A. 漂在水面上的物体比沉在水底的物体受到的浮力大
B. 物体排开水的体积越大受到的浮力越大
C. 物体浸在水中越深受到的浮力越大
D. 物体的密度越大受到的浮力越大
【答案】B
【解析】A.漂在水面的物体如果排开液体的体积比沉在水底的物体排开液体的体积小,那么漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力小,故A错;
B.由阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排可知,物体排开水的体积越大受到的浮力越大,故B正确;
C.当物体完全浸入液体中时,V排不变,浮力不变,与没入水中的深度无关,故C错;
D.由阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排可知,受到的浮力与物体的密度无关,故D错。
3.体积为2×10﹣3米3的金属块浸没在水中。求金属块受到的浮力大小F浮。
【答案】金属块受到的浮力为19.6N。
【解析】已知金属块浸没水中,排开水的体积等于金属块的体积,利用阿基米德原理F浮=ρ水V排g求金属块受到的浮力。
金属块浸没水中,则V排=V金=2×10﹣3m3,
金属块受到的浮力:F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3×9.8N/kg=19.6N。
一、选择题
1.(2019山东泰安)在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.5N.把零件浸入密度为0.8×103kg/m3的液体中,当零件的体积露出液面时,测力计的示数是6N,则金属零件的体积是(g取10N/kg)( )
A.2×10﹣4m3
B.2.5×10﹣4m3
C.6×10﹣4m3
D.7.5×10﹣4m3
【答案】B
【解析】(1)金属零件所受的浮力:F浮=G﹣F示=7.5N﹣6N=1.5N,
(2)由F浮=ρ液gV排得排开液体的体积:
V排===1.875×10﹣4m3。
由题知,零件的体积露出液面,则V排=(1﹣)V=V,
所以金属零件的体积:V=V排=×1.875×10﹣4m3=2.5×1