内容正文:
考点抢分秘籍16 浮力
抢分点1.浮力及其测量
(1)浮力:浸在液体(或气体)中的物体受到竖直向上托的力。一般用符号F浮表示。浮力的施力物体是液体(或气体),受力物体是浸在其中的物体。方向是竖直向上。
(2)测量浮力的工具:弹簧测力计。方法:A.测出物体在空气中的重力G;B.将物体浸在液体中,读出弹簧测力计的示数F示;C.用公式F浮=G-F示,计算浮力。
(3)浮力产生的原因:物体上下表面存在着压强差,从而形成压力差,即F浮=F向上-F向下。
(4)浸在液体中的物体不一定都受到液体对它产生的浮力,如桥墩;淤泥中的石块等。是否受到浮力,关键看物体上下表面是否存在压强差。
例题精选
某物块用细线系在弹簧测力计下,在空气中称时示数是15N,浸没在水中称时示数是5N,则此时物块受到水的浮力为_______N。(水的密度为1.0×103kg/m3)
【答案】10
【解析】F浮=G-F示=15N-5N=10N。
【提分秘诀】一定要区分开这些力具体指的是哪一个量,然后正确选用公式进行计算。
抢分秘练
1.有一个铁块挂在弹簧测力计上,当铁块全浸没水中时,弹簧测力计的读数是( )
A.铁块所受重力 B.铁块所受浮力
C.铁块所受重力与浮力之差 D.无法确定
【答案】C
【解析】有F浮=G-F示可得:F示=G-F浮,即弹簧测力计的读数是铁块的重力与所受浮力之差,C正确,选C。
2.挂在弹簧测力计上的铁块重7.9N,当铁块浸没在水中时,弹簧测力计的示数为6.9N。则当铁块的一半浸在水中时,弹簧测力计的示数应为( )
A.3.45N B.3.95N C.6.4N D.7.4N
【答案】C
【解析】铁块全部浸没时受到的浮力为:F浮=G-F示=7.9N-6.9N=1N;当铁块的一半浸在水中时,受到的浮力为全部浸没时的一半,即F浮′=0.5N。弹簧测力计的示数F示=G-F浮=7.9N-0.5N=6.4N。选C。
3.(2020·南充市)某次军事演习中,执行深海作业的潜水艇悬浮在海水中(如图)。要使潜水艇下潜,应对水舱________(选填“注水”或“排水”),在下潜过程中,海水对潜水艇上下表面的压力差________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 注水 不变
【解析】潜水艇悬浮在海水中,要使潜水艇下潜,则需要重力将大于浮力,所以,此时应对水舱注水。在下潜过程中,潜水艇上、下表面受到海水对它的压力差等于潜水艇自身受到浮力,由阿基米德原理知道,由于排开水的体积不变,水的密度不变,即浮力保持不变。
抢分点2.影响浮力大小的因素
(1)影响浮力大小的因素有:液体的密度(ρ液)、物体排开液体的体积(V排)。
(2)实验方法:控制变量法。
(3)实验结论:物体在同种液体中,排开液体的体积越大,受到的浮力越大。物体排开液体的体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大。
(4)对于浸没在液体中的物体,物体受到的浮力与浸没的深度无关。
(5)公式:F浮=ρgV排。ρ-液体的密度,单位:kg/m3;V排-物体排开液体的体积,单位:m3。
例题精选
(2020·雅安市)如图所示,当乒乓球从水里上浮到水面上,乒乓球在A位置时受到的浮力为FA,水对杯底的压强为pA,在B位置时受到的浮力为FB,水对杯底的压强为pB,则它们的大小关系是( )
A. FA=FB pA=pB B. FA<FB pA<pB
C. FA>FB pA>pB D. FA>FB pA=pB
【答案】C
【解析】由图可知:乒乓球在A位置时是浸没:V排A=V球;在B位置时是漂浮V排B<V球;则有V排A>V排B;
由F浮=ρgV排可知:FA>FB。由于从水里上浮直至漂浮在水面上,排开水的体积减小,水面下降,则有:
hA>hB,根据p=ρgh可知pA>pB。选C。
【提分秘诀】分析浮力的变化,根据F浮=ρgV排,看液体的密度或V排如何变化;分析液体压强的变化,根据p=ρgh,看液体的密度与深度。这里都涉及到液体的密度,容易混淆,注意多加区分。
抢分秘练
1.(2020·龙东)2020年6月我国深潜器在马里亚纳海沟下潜深度达10907m时,它受到水的压强是______Pa。深潜器在下潜过程中浮力______(变大、变小或不变)。(ρ水=1.0×103kg/m3)
【答案】 1.0907×108 不变
【解析】它受到水的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg ×10907m=1.0907×108Pa。浮力大小与排开液体的体积和液体的密度有关,与浸没的深度无关;排开液体的体积不变,故深潜器在下潜过程