初三物理浮力（一）.docVIP

初三物理浮力（一） 一、浮力的概念 1.浮力的产生原因：由于浸在液体里的物体上下底面的深度不同，所受液体的压强不同，下底面向上的压强大于上底面向下的压强，从而使物体受到向上的压力大于向下的压力，这两个压力差就是浮力。 2.浮力的方向：总是竖直向上的。 3.显然，当物体浸在液体中，且底面与容器底部密接的时候，物体底部不再受到液体向上的压强时，它就不受浮力。比如，建筑在水中的桥墩；再比如，陷在泥中的物体。同学们都有这样的体会，在泥泞的水中走路时，有时，鞋会被泥“吸”住而被拽下来，就是因为鞋受到大气压和水向下的压强，而没有受到向上的浮力。 4.阿基米德定律：浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开液体的重力。它不仅适用于液体也适用于气体。??? 公式：F浮=ρ液gV排 5.物体的浮沉条件：这是指物体只受浮力和重力而没有其他力作用的情况而言：浸在液体中的物体，如果受到的浮力大于它的重力，物体就上浮；如果浮力小于重力，物体就下沉；如果浮力等于重力，物体就可以停留在液体里任何深度的地方。??? 物体上浮、下沉、悬浮和漂浮的物理过程分析：物体全部浸入液体中所受浮力最大。当F浮G物，则物体上浮，一直到露出液面瞬间仍是如此。当物体继续上升时，F浮减小，直到最后物体静止地漂浮于液面时，F浮=G物，此时F浮与G物是一对平衡力。若F浮G物，物体下沉，一直到底，此时物体所受F浮虽不变，但增加一个容器底的支持力，在三力作用下物体处于平衡状态。当物体在液体内部某处满足F浮=G物的条件，物体将静止在液体里某处，这种现象叫悬浮。??? 根据浮沉现象可分析ρ物与ρ液的关系：当物体全部浸入液体时：ρ物ρ液 则上浮；ρ物ρ液时下沉；ρ物=ρ液则悬浮。比如把一块泡沫塑料按在水里，因为ρ塑ρ水，一松手，塑料块将上浮。石块的密度比水大，把石块投入水中，会下沉。人体的平均密度大约与水相当，当人完全没入水中时，会悬浮，可以游潜泳。鱼类则是靠着鱼膘的鼓与瘪来调整鱼的体积，进而改变鱼的平均密度，使它可以上浮或下沉。 二、浮力大小的计算 浮力大小的计算可归纳为三种方法： (1)求物体上下表面的压力差??? F浮=F向上-F向下 (2)通过测量，从受力情况入手，由平衡条件推算出F浮=G-G′。其中G为物体在空气中的重力，G′为物体浸入液体中的视重（此时从弹簧测力计上显示的物重）。 (3)应用阿基米德定律??? F浮=ρ液gV排?? 值得注意的是：应用以上方法计算浮力，要具体情况具体分析，首先要弄清每个公式的适用条件，物理意义，不可死背乱套。 例题1：如图1所示，甲乙两个体积相等的实心球吊在弹簧测力计下，分别浸在水和酒精中静止。已知ρ甲=3ρ水，ρ乙=3ρ酒，ρ水ρ酒。比较两个弹簧测力计示数的大小，下列判断正确的是（ ）??? A.挂甲球的示数大 ??????? B.挂乙球的示数大??? C.两个示数一样大??????? D.无法确定哪个示数大 分析与解答：依据关系式 F浮=G-G′可以变形为G′=G-F浮，此G′为物体的视重也就是弹簧测力计的示数。G甲=ρ甲gV甲，，就有G甲′=ρ甲gV甲-ρ水gV甲=（3ρ水-ρ水）gV甲=2ρ水gV甲 。?? 同理可知G乙′=G乙-F浮乙=ρ乙gV乙-ρ酒gV乙?? =（3ρ酒-ρ酒）gV乙=2ρ酒gV乙?? ∵V甲=V乙 ∴G甲′=2ρ水gV，G乙′=2ρ酒gV。??? 又∵ρ水ρ酒 ∴G甲′G乙′ 选A。 例题2 只用一个弹簧测力计和一杯水，怎样测定一块合金的密度？ 分析与解答 我们只要按照图乙所示的方法，读出两种情况下测力计G1与G2，就可以计算出物体的密度了。??? 从图中可以看出，这里G1就是合金块所受的重力，G2是合金块在水中时的视重（即弹簧测力计的读数）。合金块受到的浮力为F浮=G1-G2 ?? 由阿基米德定理：F浮=G排水，且物体浸没时V排=V物，∴G1-G2=ρ水gV物?? （1） 又∵G1=m物g， （2）??? 式（2）除以（1）得。??? 这是一个巧妙的方法，本来求密度是离不开测物体体积的，这里通过浮力的计算代替掉了，只用弹簧秤和水就可以了。既不用天平也不用量筒就可以求物体密度了。 三、物体所受浮力的分析方法 ??? 浮力是物体所受到的各种力的一种，因此研究浮力对物体的作用，必须遵从力的一般分析方法，即首先要确定研究对象，对所选对象进行全面的受力分析，然后找出各物理量之间的数学关系再动手计算，求出所要求的量。 例题3 盘秤上放一盛水容器，秤的示数为10牛顿。将一5牛顿的物体吊在弹簧秤下放入水中，如图3所示，求当弹簧秤示数为4牛时，容器下的盘秤示数为多少？ 分析：物、水、秤连在一起互相之间有相互作用力，必须分开研究。对于每一部分作全面受力分析，列出平衡力的关系，才能计算出容器下