内容正文:
浮力变化量关系网
一、浮力变化量关系网
(
F
浮
=
ρ
液
gV
排
Δ
F
外
Δ
F
浮
Δ
F
压
ρ
液
gV
排
Δ
pS
容
Δ
V
排
=
S
容
Δh
Δ
p
=
ρ
液
g
Δ
h
)
二、关系网初解
(
F
压
m
F
浮
=
G
物
液体对容器底
F
压
=
G
液
+G
物
=
G
液
+
F
浮
F
压
′
=
G
液
+
F
浮
′
F
浮
′
G
物
F
压
F
浮
′
G
物
mg
F
浮
′
=
F
压
+
G
物
Δ
F
浮
=
F
压
F
浮
′
=
mg
+
G
物
Δ
F
浮
=
mg
F
浮
G
物
F
拉
F
浮
=
G
物
+
F
拉
F
浮
′
=
G
物
Δ
F
浮
=
F
拉
木
木
ΔF
浮
=
ΔF
外
ΔF
压
=
ΔF
浮
)
三、关系网详解
1.浮力变化量等于外界压力变化量
(
甲
F
压
乙
丙
)
由甲图,物体漂浮,则:F浮1=G物=ρ液gV排
由乙图,物体在压力的作用下漂浮,则:F浮2=G物+F压=ρ液gV排′
由丙图,物体上面放小石块还是漂浮,则:F浮3=G物+G石=ρ液gV物
由甲和乙可得:ΔF浮=F浮2-F浮1=ρ液gΔV排=ΔF压
由甲和丙可得:ΔF浮=F浮3-F浮1=ρ液gΔV排=G石
2.浮力变化量等于拉力变化量
(
乙
甲
T
)
由甲图,对物体受力分析可得:F浮1=G物+T
由乙图,物体漂浮,则:F浮2=G物
由甲和乙可得:ΔF浮=ΔF拉= F浮1-F浮2= T=ρ液gΔV排
3.浮力变化量等于液体对容器底部的压力变化量:ΔF浮=ΔF压=ΔpS底
(
甲
乙
Δ
h
)
公式推导过程:
液面上升高度变化量: ΔV排=S底Δh
液体压强变化量:Δp=ρ液gΔh
浮力变化量:ΔF浮=ρ液gΔV排
压力变化量:ΔF压=ΔpS底=ρ液gΔhS底
所以:ΔF压=ΔpS底=ρ液gΔhS底=ρ液gΔV排=ΔF浮
四、典例引领
如图所示,在柱形容器内装有适量的水,水对容器底的压强为p,将质量为0.05kg的木块浸没在水中,用细线系在容器底,此时水对容器底的压强为1.5p,细线对木块的拉力是容器底所受水的压力的,则木块的密度为_______kg/m3。(g取10N/kg )
解析:因为筒是圆形的,所以:Δp=p2-p1=1.5p-p=0.5p
F浮=G排水=ΔF压=ΔpS=0.5pS
又 F浮=G+T=G+p′S
即 0.5pS=G+×1.5pS
所以:G=0.2pS,即:pS=5G
则:F浮=G+×1.5×5G=2.5G
即:ρ水gV=2.5ρ木gV
所以:ρ木=0.4ρ水=0.4×103kg/m3
五、针对训练
1.底面积为100cm2的烧杯中装有适量水,当金属块浸没在水中静止时,如图(甲)腓禾田田弹簧测力计的示数F1=3.4N,水对杯底的压强为p1;当金属块总体积的露出水面静止时,如图(乙)所示,弹簧测力计的示数为F2,水对杯底的压强为p2;若p1、p2之差为50Pa,g 取l0N/kg。则下列判断中正确的是( )
A.金属块的体积V金为2×10-3 m3 B.金属块的重力G为4.5N
C.弹簧测力计的示数F2为3.8N D.金属块的密度为2.7×103 kg m3
2.(多选)底面积为100cm2的柱形容器中装有适量的水,当金属块A如图甲所示, 浸没在水中静止时,弹簧测力计的示数为F1=0.8N,水对杯底的压强为p1;向上提金属块A,当金属块A如图乙所示,总体积的露出水面静止时,容器中的水面降低了6mm,弹簧测力计的示数为F2,水对杯底的压强为p2。下列计算结果正确的是( )
A.压强p2比压强p1大60Pa B.金属块A的体积VA为240cm3
C.金属块A受到的重力GA为3.2N D.弹簧测力计的示数F2为1.4N
3.如图甲所示,体积为200cm3的圆柱体A悬挂在细绳的下端静止时,细绳对物体A的拉力为F1;如图乙所示,底面积为100cm2的圆台形容器内装有适量的液体,放在水平桌面上,将圆柱体A浸没在圆筒形容器内的液体中静止时,容器内的液面升高了1.5cm,液体对容器底部的压力增加了1.8N,此时细绳对物体A的拉力为F2,且F1与F2之比为3∶2,g取10N/kg,则拉力F2的大小是______N。
4.底面积为 50cm2的容器中装有定量的水, 用轻质细绳相连的体积相