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精讲册
物理
第八讲 浮力
提分专题3
液面变化相关的浮力、压强分析与计算(6年4考,8分)
更符合安徽新中考
多力平衡受力分析
常见模型
静态受
力分析 对A进行
受力分析
更符合安徽新中考
动态变化分析 问题1 去掉物体B,求液面对容器底压强的变化量
剪断绳子,求液面对容器底压强的变化量
剪断绳子,求液面对容器底压强的变化量
对容器中受浮力的整体进行受力分析 去掉前:
F浮总=GA+GB
去掉后:
F浮总=GA 剪断前:
F浮总=GA+F拉
剪断后:
F浮总=GA 剪断前:
F浮总=GA+GB
剪断后:
F浮总=F浮A+F浮B=GA+
(①______-②______)
GB
F支
更符合安徽新中考
动态变化分析 液面变化 总浮力减小,V排减小,液面③______
容器中总浮力变化量 ΔF浮=GB ΔF浮=F拉 ΔF浮=F支
液体对容器底的压强变化量 Δp=ρ液gΔh=ρ液g=
适用条件:水的总体积不变,柱形容器
下降
更符合安徽新中考
动态变化分析 问题2 去掉物体B,求容器对桌面的压强变化量
剪断绳子,求容器对桌面的压强变化量
若剪断绳子,求容器对桌面的压强变化量
对桌面上的物体整体进行受力分析 去掉前:
F压总=GA+GB+
G容+G水
去掉后:
F压总=GA+G容+G水 剪断前:
F压总=GA+G容+G水
剪断后:
F压总=GA+G容+G水 剪断前:
F压总=GA+GB+G容+G水
剪断后:
F压总=GA+GB+G容+G水
更符合安徽新中考
动态变化分析 容器对桌面的压力变化量 ΔF压=GB ΔF压=0 ΔF压=0
容器对桌面的压强变化量 Δp===
(容器内物体总质量减小) Δp==0
(容器内物体总质量不变)
更符合安徽新中考
(2025合肥四十二中二模)一底面积为100 cm2的平底薄壁圆柱形容器,装有适量的水放置在水平桌面上。将体积为500 cm3的物体A轻放入容器中,静止后水面上升4 cm如图甲所示。若将一体积为50 cm3的物体B用细绳系于A的下方,使A、B两物体恰好悬浮在水中如图乙所示,不计绳重及其体积,水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
例1题图
更符合安徽新中考
(1)A的重力;
解:将物体A轻放入容器中,静止后物体A排开水的体积:
V排=S容Δh=100 cm2×4 cm=400 cm3=4×10-4 m3
由图甲可知,A漂浮在水面,则A受到的浮力等于重力,即GA=F浮A=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4×10-4 m3=4 N
例1题图
更符合安徽新中考
(2)物体B的密度;
解:由图乙可知,将物体B系于A下方后整体悬
浮于水中,则物体B与A排开水的总体积:V排'=
VA+VB=500 cm3+50 cm3=550 cm3=5.5×10-4 m3
物体A与B受到的总浮力:F浮=ρ水gV排'=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×5.5×10-4 m3=5.5 N
物体A与B整体悬浮于水中,则总重力G总=F浮=5.5 N
物体B的重力:GB=G总-GA=5.5 N-4 N=1.5 N
物体B的密度:ρB===3×103 kg/m3
例1题图
更符合安徽新中考
(3)甲、乙中底部压强的变化量。
解:方法一:
甲、乙中水面高度变化量:Δh'=-Δh=
-4 cm=5.5 cm-4
cm=1.5 cm=0.015 m
甲、乙中底部压强的变化量:Δp=ρ水gΔh'=1.0×103 kg/m3×
10 N/kg×0.015 m=150 Pa
方法二:Δp=ρgΔh=ρ液g====150 Pa
例1题图
更符合安徽新中考
V排识别(6年4考)
1.V排的两种表示方法
方法一:V排=S物h(物体浸没在水中的体积)
方法二:V排=S容Δh=S容(h2-h1)
推导:V水=S容h1=S容h2-S物h=S容h2-V排,则V排=S容(h2-h1)
(容器中底面积与液面变化量之积)
更符合安徽新中考
2.入水引起的高度变化问题
问题1:物体由图甲下移Δh移到达图丙位置,液面升高多少?
推导:如图乙,先假定液面不发生变化,增加的ΔV移将同等体积的液体排出,导致这部分液体沿着两侧分别上升形成V1和V2(如图丙)。因此有ΔV移=V1+V2,由柱体体积公式得S物Δh移=(S容-S物)Δh液,
液面升高高度Δh液=
更符合安徽新中考
问题2:浮力变化量如何表示?
方法一:ΔF浮=ρ水gΔV排'=ρ水gS物(Δh移+Δh液)
方法二:ΔF浮=ρ水gΔV排'=ρ水gS容Δh液
注意:Δh移是以容器底面为参照物,描述物体所处位置高度的变化;入水时,液面上升,出水时,液面下降;物体不动,容器向上移动时,可利用参照物相关知识视作容器不动,物体下降
更符合安徽新中考
(2025合肥瑶海区二模)将一个长方体物块B
轻轻放入装有水的方形玻璃槽中(如图甲所示),物
体漂浮在水面上,物块有的体积浸入水中(如图乙
所示),1、3、4三个部分的体积分别为V1、V3、V4,水的密度为ρ水,g为已知量。(以下各题答案均用题中给定的物理量V1、V3、V4、ρ水、g表示)
(1)求长方体物块的密度ρ物;
例2题图
解:因图乙中长方体物块漂浮在水面,所以F浮=G物
即ρ水g×V物=ρ物g×V物,解得长方体物块的密度ρ物=ρ水
更符合安徽新中考
(2)求图乙中2部分所受水的浮力F2;
例2题图
解:图乙中长方体物块排开水的体积:
V排=V1+V3+V4=V1+V2
所以2部分的体积V2=V3+V4
2部分所受水的浮力:
F2=ρ水gV2=ρ水gV2=ρ水g(V3+V4)
更符合安徽新中考
(3)将金属块A轻轻放在长方体物块上时,
长方体物块刚好浸没在水中,如图丙所
示。求金属块A所受到重力GA的大小。
例2题图
解:图乙中长方体物块漂浮在水面,所
以G物=F浮=ρ水gV排①
将图丙中金属块A和长方体物块视为一个整体,这个整体是漂浮的,
所以G物+GA=F浮'=ρ水gV排'②
②-①得:
GA=ρ水gV排'-ρ水gV排=ρ水g×V物=ρ水g××V排=ρ水g(V1+V3+V4)③
更符合安徽新中考
(2025安徽23题8分)某兴趣小组要测量一实心圆柱体(不吸水
且不溶于水)的密度,进行了如下操作:用一根不可伸长的细线将
圆柱体竖直悬挂在铁架台上并保持静止,将一盛有水的柱形容器放
在水平升降台上,容器和升降台整体安放在圆柱体的正下方,使容
器内的水面与圆柱体下表面恰好不接触,测得容器内水的深度为h1
=10 cm,如图所示;缓慢调节升降台使细线恰好伸直且无拉力,测得容器上升的高度为h2=8 cm,整个过程没有水溢出,圆柱体始终处于竖直状态。已知圆柱体的高为H=20 cm,圆柱体与容器的底面积之比为S1∶S2=1∶3,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,不计容器壁厚度。求:
例3题图
更符合安徽新中考
(1)调节升降台前水对容器底部的压强p;
解:调节升降台前水对容器底部的压强:
p=ρ水gh1=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1×103 Pa
(2)调节升降台后圆柱体浸入水中的深度h;
解:容器上升8 cm,也可以看作物体相对容器底下降8 cm,
假定物体相对容器底下降8 cm后,液面不发生变化,则物体浸入的高度h1=8 cm实际物体下移8 cm会导致液面升高:
h2=====4 cm
则物体浸入水中的深度h=h1+h2=8 cm+4 cm=12 cm(h<H,表示物体没有浸没)
例3题图
更符合安徽新中考
(3)圆柱体的密度ρ。
解:调节升降台后,圆柱体处于漂浮状态,受到的浮力等于重力,F浮=G,即ρ水gS1h=ρgS1H
解得圆柱体的密度:ρ=ρ水=×1×103 kg/m3=0.6×103 kg/m3
例3题图
更符合安徽新中考
请完成《课后提升练》P25习题
更符合安徽新中考
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