内容正文:
浮力综合题型
一、用弹簧测力计测密度
1.二提法测固体密度
①用弹簧测力计测出金属块在空气中受到的重力,示数为G;
②用弹簧测力计测出金属块浸没在水中受到的重力,示数为F。
③计算:
固体的质量: 固体的体积: 固体的密度:
注:通过已知水的密度得到未知固体的密度。
2.三提法测液体密度
①用弹簧测力计测出金属块在空气中受到的重力,示数为G;
②用弹簧测力计测出金属块浸没在水中受到的重力,示数为F1;
③用弹簧测力计测出金属块浸没在未知液体中受到的重力F2。
④计算:
在水中的 在未知液体中的 固体的密度:
二、用量筒测密度
1.容器中装适量水,刻度尺测出此时高度为h1;
2.将瓷碗放入水中,让瓷碗漂浮在水面上,用刻度尺测出此时水面高度为h2;
3.将瓷碗浸没在水中,用刻度尺测出此时水面高度为h3。
固体的质量: 固体的体积:V=S(h3-h1)
固体的密度:
三、天平(台秤)测固体密度
1.用电子秤测出水的质量,记为m1;
2.用细线吊着物体浸没在水中,记录此时的示数为m2;
3.直接将物体浸没在水中,记录此时的示数为m3。
固体的质量:m=m3-m1 固体的体积: 固体的密度:
例1.如图,金属块的密度是多少?
解析:第一个数据m1,代表“水+杯子质量”;
第二个数据m2,是为了测得金属块的质量m=m2-m1;
第三个数据m3,这是什么意思呢?很明显不是为了得到金属块的质量,也不是烧杯中水的质量,那它是什么呢?
严格来说,m3的意义,是为了测金属块浸没在水中时受到的浮力。这一步确实很难理解。
与第一幅图相比,第三幅图中天平示数增加,代表天平受到了一个额外的压力。而这个压力,实际上是金属块对“杯+水”这个系统的压力。而这个压力,与金属块所受到的浮力是一对相互作用力(作用力&反作用力),二者大小相等。
所以,金属块所受浮力等于天平压力增加量,根据m3与m1得到浮力,然后根据阿基米德原理得到金属块体积V,进而就能求得其密度。
F压=F浮=(m3-m1)g
金属块的密度:
四、球船模型
1.挂球入水
G球=ΔF浮=ρ水gΔV排 ΔV排=S2(H2-H1)
小球重力:mg=ρ水gS2(H2-H1) 小球质量:m=ρ水S2(H2-H1)
小球体积:V球=S2(H3-H1) 小球密度:
2.投球入水
(
H
1
) (
H
2
) (
H
3
) (
S
1
) (
S
1
) (
S
1
)
G球=ΔF浮=ρ水gΔV排 ΔV排=S1(H2-H1)
小球重力:mg=ρ水gS1(H2-H1) 小球质量:m=ρ水S1(H2-H1)
小球体积:V球=S1(H3-H1) 小球密度:
五、漂球问题
1.同液同体积:A、B、C体积相同→使用阿基米德原理
V排的大小关系:VA<VB=VC
浮力大小关系:FA<FB=FC
各球密度大小关系:ρA<ρB<ρC
2.同液同质量:A、B、C质量相同→受力分析
浮力大小关系:FA=FB>FC
V排的大小关系:VA=VB>VC
各球密度大小关系:ρA<ρB<ρC
同液不同物,越漂ρ物越小
3.同物不同液→受力分析
各球浮力关系:FA<FB=FC
各液体密度关系:ρ甲<ρ乙<ρ丙
各容器底受到液体压强关系:p甲<p乙<p丙
各容器对桌面压力关系:F甲<F乙<F丙
同物不同液,越漂ρ液越大
六、浮力技巧计算
1.漂浮模型技巧式
F浮=G物
ρ液gV排=ρ物gV物
(排物比)
F浮=ρ液gV排
G物=ρ物gV物
(重浮比)
七、多力模型计算技巧
多力模型特点:除了受浮力、重力外,还受到其他外界的力。
分析思路:
(1)确定分析对象,进行受力分析,列出力的平衡方程;
(2)将题干中的已知条件代入所列方程内,将浮力和重力展开;
F浮=G+F → ρ液gV排=ρ物gV物+F
(3)通过求解方程或方程组,完成题目。
八、浮力图像问题
1.入水出水问题:
弹簧测力计拉着圆柱体物体缓慢下降,浮力-深度图像和拉力-深度图像怎么画?(下表面与水面相平)
2.注水图像问题
①已知一个密度大于水的物体放置在容器底部,向容器中缓慢匀速加水,物体受到的浮力-时间图像怎么画?
②已知一个密度小于水的物体放置在容器底部,向容器中缓慢匀速加水,物体受到的浮力-时间图像怎么画?
经典例题
例1.(漂球问题)(多选)水平東面上有甲、乙、丙三个完全相同的容器,装有不同的液体,将三个长方体A、B、C分別放入容器的液体中,静止肘的位置如图所示,三个容器的液面相平,已知三个长方体的质量和体体都相同。则下列判断正确的是( BD )
A.物体受到的浮力F浮A>F浮B>F浮C B.容器対