内容正文:
浮力相关知识点总结及题型借鉴
一、浮力产生的原因
在前面学习《压强》时知道,液体或气体内部向各个方向都有压强,压强的大小随深度的增加而增大,那么,浸在液体中的物体不同的表面在液体中的深度不同,受到的压强就不同,由公式p=F/S可知,产生的压力也就不同。
二、计算浮力大小方法之一
1.浮力产生的原因是计算浮力大小方法之一,可以用合力思路结合下列图解体会浮力产生的原因。
方法一:压力差法
公式:F浮=F上-F下
2.下列情景物体不具备产生浮力的条件,所以物体受到的浮力为零,即F浮=0
3.漂浮在液面的物体上表面没有液体压强,即:p=0,压力F=0,物体受液体向上的压力的大小与物体的重力平衡,液体向上的压力是液体对物体向上托起的力,即:浮力等于向上的压力
漂浮物体受力分析
公式:F浮=F压向上=G=mg
三、浮力的概念
从上面例子可以看出,液体(或气体)是浮力的施力物体,不论是浸没的物体还是漂浮的物体,都要受到液体(或气体)向上托起的力。
在物理学中,把浸在液体(或气体)中的物体都要受到液体向上的力,这个力叫做浮力。
从浮力的概念中可以知道浮力的三要素:
大小:F浮=F向上-F向下 漂浮时F浮=G
方向:竖直向上
作用点:在物体几何中心
浮力示意图
在实验过程中发现:
1.当液体密度一定时,物体排开的液体越多,物体所受浮力就越大。
例如:轮船排水量越多受到的浮力就越大。
2.当物体排开液体的体积一定时,液体的密度越大,浮力就越大。例如,用“称重法”测浮力的大小实验中,石块浸没在密度大的盐水中,比浸没在水中石块受到的浮力大。
F浮=G-F=0.4N-0.12N=0.28N
F浮=G-F=0.4N-0.08N=0.32N
3.浮力的大小跟物体的形状和物体在液体中的深度无关。
实验表明:
浸在液体中的物体都会受到液体向上的浮力,浮力的大小跟物体排开液体的体积和液体的密度有关.
四、阿基米德原理
在“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中。
1.浮力的大小先用“称重法”测出。
如下图:F浮=G-F=0.5N-0.3N=0.2N
2.物体排开液体所受的重力通过对小桶前后两次测量测出。
如下图:G排=G桶+水-G桶=0.3N-0.1N=0.2N
3.实验证明:F浮=G排=0.2N
阿基米德原理:
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。这就是著名的阿基米德原理。
用公式表示:F浮=G排 因为G=mg→m=ρV→G=ρgV,所以,
浮力公式:F浮=G排=ρ液gV排
五、浮力的应用——容器中冰块熔化前后液面变化(1)
如图:容器中装入适量的水,水面漂浮着一块冰,当冰块熔化后,容器中液面______(选填“升高”、“下降”或“不变”)。
分析:A.冰块未熔化时,因冰块漂浮,故:F浮=G冰=G排水,即可得:m冰=m排水;
B.冰块熔化后,熔化前后m冰=m化后水;
C.由AB知熔化前后有:m排水=m化后水,故冰块熔化后水面不变。
五、浮力的应用——容器中冰块熔化前后液面变化(2)
如图:容器中装入适量的盐水,液面漂浮着一块冰,当冰块熔化后,容器中液面______(选填“升高”、“下降”或“不变”)。
分析:A.冰块未熔化时,因冰块漂浮,故F浮=G冰=G排盐水,即可得m冰=m排盐水;
B.冰块未熔化后,熔化前后m冰=m化后水;
C.由AB知熔化前后有:m排盐水=m化后水,因ρ盐水>ρ水,则V排盐水<V化后水,故冰块熔化后液面升高。
五、浮力的应用——容器中冰块熔化前后液面变化(3)
如图:容器中装入适量的酒精,将一冰块放入酒精中(ρ冰>ρ酒精),当冰块熔化后,容器中液面______(选填“升高”、“下降”或“不变”)。
分析:A.因ρ冰>ρ酒精,将冰块放入酒精中,冰块将下沉;
B.冰块未熔化时,V冰=m冰/ρ冰=V排酒精;
C.冰块熔化后,V化后水=m水/ρ水=m冰/ρ水;
D.因ρ水>ρ冰,V化后水=m冰/ρ水<V排酒精= m冰/ρ冰,故冰块熔化后液面下降。
五、浮力的应用——容器中冰块熔化前后液面变化(4)
如图:容器中装入适量的水,将一较大冰块放入水中,冰块与容器底部接触,容器中水未溢出,当冰块熔化后,容器中液面______(选填“升高”、“下降”或“不变”)。
分析:A.较大冰块放入水中,因与容器底部接触,对其受力分析,则有:G冰=F浮+F支,F浮=G冰-F支,即F浮<G冰;
B.冰块未熔化前,F浮<G冰,即ρ水gV排水<m冰g,则V排水<m冰/ρ水;
C.冰块熔化后,V化后水=m化后水/ρ水=m冰/ρ水;
D.由BC知:V化后水=m冰/ρ水>V排水,故冰块熔化后液面升高。
六、一个压强、浮力模型的变式
一个物理模型:一柱状容器