内容正文:
1.3 水的浮力(3)
学习目录
目录
模块一 知己知彼 1
模块二 知识掌握 1
知识点一、液面高度变化问题 1
知识点二、绳子、弹簧等受力分析 3
模块三 巩固提高 4
知识重点
模块一 知己知彼
学习目标
目标解读
1. 会用物体的浮沉条件解释有关现象和解决简单的实际问题。
2. 利用受力分析,推导物理浮力变化
1、利用浮力公式与浮沉条件,判断物体浸没与漂浮时的液面高度变化;冰融化前后液面变化等,此类型难度较大。
2、两个物体放水中或绳子弹簧等拉着,考察受力分析等,难度较大。
模块二 知识掌握
知识点一、液面高度变化问题
类型一:冰漂在某液体
(1)纯冰在纯水中融化,融化后液面高度 ;
(2)纯冰在盐水(或其他密度比水大的液体)中融化,融化后液面 ;
(3)纯冰在密度比水小的液体中融化,融化后液面高度 。
类型二:冰块中含有其他杂质,漂在水中
(1)含有木块(或其他密度比水 的固体)的冰块在纯水中融化,融化后液面高度 ;
(2)含有石块(或其他密度比水 的固体)的冰块在纯水中融化,融化后液面高度 ;
(3)含有煤油(或其他密度比水 的液体)的冰块在纯水中融化,融化后液面高度 。
类型三:冰块中含有一定质量的气体,漂在水中,融化后液面
【能力拓展】
一、判断方法
(1)比较体积变化法:比较的是冰熔化前(或物体投放前)在液体中排开液体的体积和冰熔化成水后的体积(或物体投放后液体体积)的大小关系:若前体积大于后体积,液面下降;若前体积等于后体积,液面不变;若前体积小于后体积,液面上升。
(2)比较压力变化法:比较前后容器底部受到压力的变化。F前=P前 x S底 = p液gh前S底,F后=P后 x S底 = p液gh后S底,根据前后压力的大小关系得出液体前后深度的关系,再判断液面的升降情况。
(3)比较浮力变化法:比较前后浮力的变化判断液面的升降。若F前浮>F后浮,则液面下降;若F前浮<F后浮,则液面上升;若F前浮= F后浮,则液面不变。
二、状态法及其使用
(1)状态法:变化前后液体中的物体所处的状态进行比较来判断液面的升降。
(2)如何用“状态法”速断液面升降
a.若变化前后液体中的物体都处于漂浮、悬浮状态,而无沉体出现,则液面不变;
b.若液体中的物体,在变化前无沉体,而变化后有沉体出现,则液面下降;
c.若液体中的物体,在变化前有沉体,而变化后无沉体出现,则液面升高。
[例题1] (2022秋•镇海区校级期末)如图所示,一块冰放在盛有的水的容器中,已知冰块与容器底部相接触并相互间有压力,则当冰完全融化为的水后,容器中水面的位置将 。
[例题2] (2022秋•绍兴期中)小捷把家里景观水池底部的鹅卵石取出清洗他先将一个重为20N的空桶漂浮在水面上,然后将池底的鹅卵石捞出放置在桶内,桶仍漂浮在水面(不考虑捞出过程中带出的水,ρ=1.0×103kg/m3)。
(1)空桶漂浮在水面时所受浮力大小;
(2)鹅卵石捞出放置在桶内时,水池水面高度与鹅卵石未捞出时相比会 (选填“上升”、“下降”或“不变”)。若此时桶排开水的体积为8.0×10﹣3m3,求桶内鹅卵石的质量。
知识点二、绳子、弹簧等受力分析
物体在液体中处于稳定状态,通常会受到重力、浮力、拉力(弹力)、支持力等作用,先利用二力平衡的条件受力分析,进一步答题。
【能力拓展】
浮力计算基本步骤
①确定研究对象
②确定物体运动状态
③确定物体受力情况
④确定计算方法
[例题3] (2022秋•仙居县校级期中)如图所示,将重为12N的小球挂在弹簧测力计下,当小球的一半体积浸在水中时,测力计示数为7N。下列说法正确的是( )
A.小球的体积为700cm3
B.小球的密度为1.2g/cm3
C.缓缓向下移动弹簧测力计,小球对测力计的拉力最小可达到0N
D.剪断悬吊小球的细线,小球在水中稳定时受到的浮力为12N
[例题4] (2022秋•余姚市校级期中)A、B是两个不溶于水的物块,用一根细线连接在一起,先后以两种不同方式放入同一个装有水的烧杯中,处于如图甲、乙所示的静止状态。试判断两种情况下,烧杯中水面的高度h甲、h乙的大小关系为( )
A.h甲<h乙 B.h甲>h乙 C.h甲=h乙 D.无法判断
[例题5] (2023•舟山模拟)如图,密度为0.6×103kg/m3、体积为10﹣3m3的正方体木块用一条质量可忽略不计的细绳系住,置于容器的水中,如图所示,已知圆柱体容器的底面积为200cm2,求:
(1)当绳子系住木块,木块所受的浮力大小是