初中物理浮力计算及体浮沉条件.docxVIP

浮力计算及物体浮沉条件 一、 知识点 1．浮力：浸在液体（气体）中的物体，受到液体（气体）对其竖直向上的托力。 2．浮力是由于受到液体对物体向上和向下的压力之差产生的。液体的压力、压强又是由液体受到重力产生的，所以在没有重力的环境中，物体浸没在液体中不受浮力。 3．计算物体所受浮力的方法： (1)称重测量法：F浮=G空－G液（G空是物体在空气中称重时的示数，G液是物体浸在液体中时的示数）。 (2)压力差法：F浮= F向上－F向下 (3)阿基米德原理法：F浮=G液排=ρ液gV排 (4)浮沉状态判断法：  eq \o\ac(○,1)物体悬浮：F浮=G物；ρ物=ρ液  eq \o\ac(○,2)物体漂浮：F浮=G物；ρ物＜ρ液  eq \o\ac(○,3)物体下沉；F浮＜G物；ρ物＞ρ液 注意：(1)、 (4)本质上都属于受力分析法，利用受力分析来计算浮力是解决浮力题更加常用的方法。 二、例题精讲 【例1】★ （2005?连云港）一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋，容器放在斜面上，如图所示．图上画出了几个力的方向，你认为鸡蛋所受浮力的方向应是（　　） 　A．F1B．F2C．F3D．F4 考点：浮力产生的原因分析：从浮力产生的原因和浮力的方向去解答此题．解答：解：鸡蛋悬浮在液体中，此时鸡蛋上、下表面受到的压力不同， 这个压力差就是鸡蛋所受浮力，因浮力的方向总是竖直向上的， 所以F3正确；故选C． 【例2】★ （2014?龙岩）如图所示，Q为铜制零件，其上部为边长L=0.2m的立方体，下部为边长l=0.1m的立方体．Q的下表面与容器底部粘合，且水面恰好与Q上表面相平，则零件所受的浮力为（g取10N/kg）（　　） 　A．0NB．20NC．60ND．80N 考点：浮力大小的计算．专题：浮力．分析：知道浮力的产生是上下表面的压强差，那么下部立方体由于与与容器底部粘合，水没有产生向上的压力；上部立方体的下表面积的一部分受到压力，则求出受力面积，利用p=ρgh求出下表面的压强，然后利用F=PS即可求得立方体受到水对它的浮力大小．解答：解：∵下部立方体由于与与容器底部粘合，∴水没有产生向上的压力； ∵上部立方体的下表面积的一部分（与水接触）受到向上的压力， ∴S=L2﹣l2=（0.2m）2﹣（0.1m）2=0.03m2， 上部立方体的下表面的压强为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000pa， ∵浮力的产生是上下表面的压强差， ∴F浮=pS=2000Pa×0.03m2=60N． 故选C． 【例3】★★ （2011?东营）如图所示，将三个小球放入水中，A球漂浮在水面上（部分露在水面以上），B球悬浮在水中，C球沉至容器底（对容器底有压力）．已知A、B两球质量相等，B、C两球体积相等．则下列说法正确的是（　　） 　A．C球的体积大于A球的体积B．A球所受浮力大于C球所受浮力　C．B球所受浮力大于C球所受浮力D．三球所受浮力相等 考点：浮力大小的计算；物体的浮沉条件及其应用．专题：计算题；压轴题．分析：知道A、B质量相等，A球漂浮、B球悬浮，利用漂浮、悬浮条件得出AB球受到的浮力关系； 知道B、C的体积相等，放入水中后，B球悬浮，C球下沉至容器底部，利用阿基米德原理比较BC两球受到的浮力关系和受到重力的关系．然后即可得出结论．解答：解：由图可知，A球漂浮，B球悬浮，C球下沉至容器底部， ∵A球漂浮， ∴A球受到的浮力：FA=GA=mAg， ∵B球悬浮， ∴B球受到的浮力：FB=GB=mBg， ∵mA=mB， ∴FA=FB； ∵B球悬浮，C球沉到水底，B、C的体积相等， ∴B、C球排开水的体积相同， ∵F浮=ρ水v排g， ∴B、C两球受到的浮力：FB=FC； ∴FA=FB=FC，故D正确； 故选D． 【例4】★★ 一个木块漂浮在水面，有体积露出水面，将它放在某种液体中漂浮时，有体积露出液面，则木块的密度为________kg/m3，液体的密度为_________kg/m3． 考点：物体的浮沉条件及其应用．专题：浮沉的应用．分析：要解决此题，需要知道物体漂浮时浮力等于重力．首先根据木块漂浮在水中时的情况计算出木块的密度，后根据木块漂浮在液体中的情况计算出液体的密度．同时此题还要用到阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排，而重力G=mg=ρVg．解答：解：由ρ=得，m=ρV． 因为木块漂浮在水中，所以F浮水=G木 即ρ水g（1﹣V木）=ρ木V木g 解得ρ木=ρ水=×103kg/m=0.6×103kg/m3 又因为木块在液体中漂浮，所以F浮液=G木 ρ液g（1﹣V木）=ρ