内容正文:
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。
【典例】现有甲、乙两个完全相同的容器,盛有体积相同的不同液体,把一个鸡蛋分别放入两容器中的情形如图所示,鸡蛋在甲、乙两杯液体中所受的浮力分别为F甲浮和F乙浮,两杯液体对容器底部的压力分别是F甲和F乙,压强分别是p甲和p乙,以下判断正确的是( )
A.F甲浮<F乙浮 F甲=F乙 p甲<p乙 B.F甲浮>F乙浮 F甲<F乙 p甲<p乙
C.F甲浮=F乙浮 F甲>F乙 p甲>p乙 D.F甲浮=F乙浮 F甲<F乙 p甲>p乙
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。
【典例】三个相同的轻质弹簧,一端固定在容器底部,另一端分别与甲、乙、丙三个体积相同的实心球相连,向容器内倒入水,待水和球都稳定后,观察到如图所示的情况,此时乙球下方弹簧长度等于原长。下列判断正确的是( )
A.乙球的重力小于它受到的浮力
B.甲球的重力大于它受到的浮力
C.甲、乙、丙三个球的密度大小关系为ρ甲<ρ乙<ρ丙
D.甲、乙、丙三个球受到的浮力大小关系为F甲>F乙>F丙
物体的浮沉条件及其应用
物体在液体中的浮沉条件:
上浮:F浮>G 悬浮:F浮=G 漂浮:F浮=G下沉:F浮<G 沉底:F浮+N=G。
理解:研究物体的浮沉时,物体应浸没于液体中(V排=V物),然后比较此时物体受到的浮力与重力的关系。如果被研究的物体的平均密度可以知道,则物体的浮沉条件可变成以下形式:①ρ物<ρ液,上浮 ②ρ物=ρ液,悬浮 ③ρ物>ρ液,下沉。
浮沉条件的应用:潜水艇是通过改变自身的重来实现浮沉的;热气球是通过改变空气的密度来实现浮沉的;密度计的工作原理是物体的漂浮条件,其刻度特点是上小下大,上疏下密;用硫酸铜溶液测血液的密度的原理是悬浮条件。此外,轮船、气球、飞艇等都是利用了沉浮条件的原理而设计的。
【典例】体积相同而材料不同的小球甲、乙、丙、丁,静止在容器的水中,如图所示,这四个小球所受的浮力分别为F甲、F乙、F丙、F丁,则( )
A.F甲=F乙 B.F甲<F乙 C.F乙>F丙 D.F丙>F丁
阿基米德原理的应用
阿基米德定律是物理学中力学的一条基本原理。浸在液体(或气体)里的物体受到向上的浮力作用,浮力的大小等于被该物体排开的液体的重力。其公式可记为F浮=G排=ρ液•g•V排液。
【典例】(双选)水平地面上两个相同的溢水杯装满了不同的液体,将相同的A、B两个小球分别放入两个溢水杯中,排出的液体用烧杯接着不溢出,静止时A漂浮,B沉底,如图所示。若甲、乙两图中液体对杯底的压强分别为p1和p2;A、B两小球受到的浮力分别为F1和F2;烧杯中溢出的液体质量分别为m1和m2,则它们的大小关系为( )
A.p1=p2,F1=F2 B.p1>p2,F1>F2 C.F1>F2,m1>m2 D.p1<p2,m1>m2
1、如图所示,水平桌面上放置两个相同的容器,甲中有一小物块悬浮于水中,乙中有一个小球漂浮在水面上,此时容器内水面高度相同。则下列说法正确的是( )
A. 两个容器对桌面的压强关系:p甲<p乙
B. 水对两个容器底部的压力关系:F甲>F乙
C. 如果向甲中加入酒精并搅拌均匀,小物块受到的浮力变小
D. 如果向乙中加入盐