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专题18 浮力中“一体多液”与“多体一液”问题
针对同一个物体在不同液体中的问题,此类题型主要解决2个问题。第一,比较物体在不同液体中所受浮力大小之间关系;第二,比较各液体的密度大小关系。
由于物体在不同液体中浮沉情况不同,即不同,液体的密度也不同,所以比较浮力的大小关系时不能采用阿基米德原理。
浮力大小判断:漂浮、悬浮时,,沉底时。
液体密度判断:物体浸入液体体积越大,液体密度越小(密大浸小)
特别说明,当物体在液体中时都处于漂浮状态时,那么根据浸入体积多少来判断液体密度大小,也满足“密大浸小”的关系,即浸入的体积越小,则液体密度越大。由此得到各液体之间的密度关系。
在上述分析的基础上,根据已知条件,就可以解决例如液体对容器底的压力、压强大小关系,容器对桌面的压力、压强大小关系等。
【例题】将一个新鲜的鸡蛋分别浸入甲、乙两个水杯中,静止后如图所示,则鸡蛋在甲杯液体中受到的浮力为F甲,鸡蛋在乙杯液体中受到的浮力为F乙,甲杯中的液体密度为ρ甲,乙杯中液体的密度为ρ乙。下列说法中正确的是( )
A.F甲>F乙ρ甲>ρ乙 B.F甲>F乙ρ甲<ρ乙 C.F甲<F乙ρ甲>ρ乙 D.F甲<F乙ρ甲<ρ乙
【答案】D
【解析】(1)由图可知,鸡蛋在甲、乙两杯中分别处于沉底和悬浮状态,因为物体悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,物体沉底时,浮力小于重力,所以F甲<F乙;
(2)ρ甲<ρ物时物体下沉,ρ乙=ρ物时物体悬浮,故甲杯中液体的密度小于乙杯中液体的密度,即ρ甲<ρ乙,故D正确。
故选:D。
针对“多体一液”问题,同样的主要解决2个问题。第一,比较物体在不同液体中所受浮力大小之间关系;第二,比较各物体的密度大小关系。
比较不同物体在同一液体中所受浮力大小之间关系。根据题型特点,由于不同的物体在同种液体中,液体密度相同,若再结合已知条件得到之间的关系,那么就可以选择阿基米德原理进行比较各物体所受浮力大小;若已知物体之间体积关系,那么可以根据浮沉状态比较物体所受浮力大小关系。
比较各物体的密度大小关系。从浮沉角度比较物体密度与液体密度之间关系。若漂浮:,若悬浮:,若沉底:。特别说明:若物体均为漂浮状态,则结合其他已知条件进行判断比较。
在上述分析的基础上,根据已知条件,就可以解决例如液体对容器底的压力、压强大小关系,容器对桌面的压力、压强大小关系等。
【例题】如图所示,a、b、c是三个实心小球,其中a与b质量相等,b与c体积相同;放入水中后,a球漂浮、b球悬浮、c球沉底。则下列判断中正确的是( )
A.b球体积大于a球
B.b球所受重力大于c球
C.三个小球的密度关系是ρa>ρb>ρc
D.三个小球所受浮力关系是Fa=Fb=Fc
【答案】D
【解析】A、由图可知,a漂浮,b悬浮,则V排a<Va,V排b=Vb,
因为当物体的重力等于受到的浮力时物体悬浮或漂浮,
所以Fa=Ga,Fb=Gb;
因为a与b质量相等,则物体的重力相等,
所以浮力Fa=Fb,
因为F浮=ρgV排,
所以V排a=V排b,
所以Va>Vb,
由题干可知:Vb=Vc,
所以Va>Vb=Vc,即b球体积小于a球,故A错误;
B、因为b悬浮,c沉入底部,
所以Fb=Gb,Fc<Gc;
因为b与c体积相同,
所以根据F浮=ρgV排可知:Fb=Fc,
所以Gb<Gc;则Ga=Gb<Gc,即b球所受重力小于c球,故B错误;
C、因为当物体的密度大于液体的密度时物体下沉,当物体的密度等于液体的密度时物体悬浮,当物体的密度小于液体的密度时物体上浮或漂浮,
所以根据a漂浮、b悬浮、c沉入底部可知:ρa<ρb<ρc,故C错误;
D、由上分析可知:浮力Fa=Fb=Fc,故D正确。
故选:D。
1.固体压强大小比较
【知识点的认识】
(1)固体压强的比较
准确判断压力、受力面积及其变化:固体压强的大小与压力的大小、受力面积有关。中考中对于压强的考查,往往在同一情境中出现多个力、多个面积发生变化的情景。要想准确的比较、计算压强的大小,找准产生压强的压力和该压力的受力面积是关键。我们审题时要抓住“谁对谁的压强”,找到压力的施力物体和受力物体,以及这两个物体的接触面积就可以准确判断压力和受力面积。利用公式p=,采用控制变量法:
(2)液体压强的比较
液体内部的压强主要与液体的密度、深度有关要比较其大小一定采取控制变量法来分析,利用公式采用密度比较法和深度比较法。
【命题方向】
比较压强的大小是各省、市中考物理的热点,考题常以填空、选择等形式出现。只有加强这方面的训练,全面提高分析问题和解决问题的能力,才能在中考时取得好成绩。
例1:如图所示,放在水平桌面上的两个容器分别装有相同高度的纯水和盐水(ρ盐水>ρ水),下面关于液体中a、b、c三点(其中b、c两点在同一水平面上)压强大小的关系说法正