内容正文:
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52.用浮力压强变化量逻辑循环图巧解题
)用浮力压强变化量逻辑循环图巧解题
诀窍:
浮力压强变化量,内在逻辑总关连。
思路尽头换一个,柳暗花明是坦途。
浅释:
本浮力压强(力)逻辑循环图,以浮力变化量ΔF浮为中心,分别通过外力分析ΔF外和阿基米德原理展开式ΔF浮=ρ液gΔV排向外发散,而ΔV排又通过Δh、Δp、ΔF压又关联起来,最终ΔF压和ΔF浮相互作用等到等量关系。当我们在解决实际问题时,思路踏进死胡同到尽头时,换个思路就会柳暗花明变坦途!
1.逻辑循环图:
2.适用条件:①水量不变;②柱形容器。
详解:
一、受力分析
1.如图甲、乙、丙、丁、戊所示,分别对乙、丙、丁、戊容器内液体中的物体进行受力分析有:
2.比较甲、乙,容器底部受到液体的压力:ΔF压=Δp·S容底,而Δp=ρ液gΔh,,
所以,ΔF浮=ρ液gΔV排=ρ液gΔh·S容底=Δp·S容底=ΔF压,
由于漂浮,F浮=GA
所以,ΔF压=F浮=GA
3.比较乙、丙两图:
对于乙:F浮=GA …………………………………①
对于丙:F浮′=GA+F外…………………………②
将②-①得:ΔF浮=F外
4.同理,比较乙、丁有:ΔF浮=GB;比较乙、戊有:ΔF浮=F绳拉。
二、高度、体积关系
1.高度关系:
①Δh浸=Δh液+Δh物
2.体积关系:
①V1=V2+V3 Δh物·S物=Δh液(S容-S物)
②V1+V4=V2+V3+V4 Δh浸·S物=Δh液·S容
三、ΔF浮与ΔF压关联
例题:
例1.水平地面上有底面积为300cm2、不计质量的薄壁柱形容器A,内有质量为 400g、体积为1000cm3、质量分布均匀的正方体物块B,通过一根长10cm的细线与容器底部相连,此时水面距容器底30cm(如图所示)。(g取10N/kg)求:
(1)物体B所受的浮力;
(2)容器A对水平地面的压力;
(3)剪断绳子,待物块B静止后,水对容器底的压强变化了多少?
解答:(1)F浮=ρ水gV排=ρ水gVB
=1×103kg/m3×10N/kg×1000×10-6m3=10N
(2)F压=GB+G水=GB+ρ水gV水=GB+ρ水g(S容h-VB)
=4N+1×103kg/m3×10N/kg×8000×10-6m3=84N
(3)剪之前:F浮=GB+T
剪之后:F浮′=GB