浮力知識(shí)綜合性強(qiáng),應(yīng)用起來方法比較靈活,同學(xué)們不妨使用以下方法。
一、計(jì)算浮力的兩個(gè)重要的比例推論
1、物體漂浮時(shí):F浮=G物
ρ液gV排=ρ物gV物,-=-
應(yīng)用:一木塊漂浮在水面,有2/5體積露出水面,求木塊密度。
∵ -=-=3/5
∴ρ木=-ρ水=0.6×103千克/米3
2、物體全浸時(shí):F浮=ρ液gV排
G物=ρ物gV物,-=-
應(yīng)用:一物體在空氣中用彈簧秤稱量,示數(shù)為245N;全部浸沒水中后,彈簧秤的示數(shù)為49N;求物體密度。
F浮=G物-F浮=245-49=196N
∵-=-=196/245=4/5
∴ρ物=-ρ水=1.25×103千克/米3
特點(diǎn):計(jì)算快速準(zhǔn)確,規(guī)律記憶深刻。
二、求浮力的方法
1、F浮=F向上—F向下(壓力差法)浮力產(chǎn)生原因。
適用:形狀規(guī)則,可以找到上下表面的物體。
2、F浮=G物—F浮(示數(shù)差法)(實(shí)驗(yàn)法)
適用:有彈簧秤讀數(shù),形狀可以不規(guī)則的小物體。
3、F浮=G排液=ρ液gV排(阿基米德原理法)
適用:可以知道排開液體的重力或體積。
4、F浮=G物(平衡法)
適用:漂浮或懸浮
5、F浮=m排g(排水量法)
適用:輪船或已知排開液體的質(zhì)量
例題:(1)將體積相同的三個(gè)小球A、B、C放入水中,靜止時(shí)在水中的位置如下圖所示,三個(gè)球受到的浮力分別為FA、FB、Fc,則這三個(gè)浮力的大小關(guān)系是?
解答:利用方法3,比較V排。
∴FCFBFA
(2)將質(zhì)量相同的三個(gè)小球A、B、C放入水中,靜止時(shí)在水中的位置如下圖所示,三個(gè)球受到的浮力分別為FA、FB、Fc,則這三個(gè)浮力的大小關(guān)系是?
解答:利用方法4和浮沉條件,比較F浮和G物。對A和B漂浮,F(xiàn)浮A=G物,F(xiàn)浮B=G物,對C沉底,F(xiàn)浮C
∴FC
利用求浮力的5種方法做以下對比的比例題目(已知:ρ鐵=7.9×103kg/m3,ρ鋁=2.7×103kg/m3,ρ木=0.6×103kg/m3,ρ水銀=13.6×103kg/m3,ρ冰=0.9×103kg/m3。)(設(shè)第一種物質(zhì)角標(biāo)是1,第二種物質(zhì)角標(biāo)是2)
(一)1.質(zhì)量相同的鐵塊、鋁塊放入水中靜止后,所受浮力之比是多少?
分析:鐵塊、鋁塊放入水中后,全部浸沒,求浮力用阿基米德原理。
-=-=-=-=-
2.體積相同的鐵塊、鋁塊放入水中靜止后,所受浮力之比是多少?
-=-=-=-
(二)1.質(zhì)量相同的鐵塊、木塊放入水中靜止后,所受浮力之比是多少?
分析:鐵塊放入水中后,全部浸沒,求浮力用阿基米德原理F浮=ρ液gV排。木塊放入水中后,漂浮水面,求浮力用浮沉條件F 浮=G物。
-=-=-·■=-
2.體積相同的鐵塊、木塊放入水中靜止后,所受浮力之比是多少?
-=-·■=-=-
(三)1.質(zhì)量相同的鐵塊、鋁塊放入水銀中靜止后,所受浮力之比是多少?
分析:鐵塊、鋁塊放入水銀中后,漂浮水銀面,求浮力用浮沉條件F浮=G物。
-=-=-
2.體積相同的鐵塊、鋁塊放入水銀中靜止后,所受浮力之比是多少?
-=-=-=-
(四)1.質(zhì)量相同的鐵塊、木塊放入水銀中靜止后,所受浮力之比是多少?
分析:鐵塊、木塊放入水銀中后,漂浮水銀面,求浮力用浮沉條件F浮=G物。
-=-=-
2.體積相同的鐵塊、木塊放入水銀中靜止后,所受浮力之比是多少?
-=-=-=-
(五)1.質(zhì)量相同的冰塊、木塊放入水中靜止后,所受浮力之比是多少?
分析:冰塊、木塊放入水中后,漂浮水面,求浮力用浮沉條件F浮=G物。
-=-=-
2.體積相同的冰塊、木塊放入水中靜止后,所受浮力之比是多少?
三、利用比值分析物體狀態(tài)
例題1.一個(gè)實(shí)心小球先后放入盛有足夠的水和足夠多的酒精的兩個(gè)容器中,小球受到的浮力分別是0.9牛和0.8牛,酒精的密度為0.8×103kg/m3。
1)分析小球在水中和在酒精中的浮沉狀態(tài);2)求小球的密度。
解:(1)假設(shè)小球在水中和在酒精中均不漂浮,或懸浮或一漂一懸,則應(yīng)有-=-=1,與題目已知條件矛盾,故不可能;
假設(shè)小球在水中和在酒精中均為沉底,則應(yīng)有V排水=V排酒=V球,-=-=-=-,與題目已知條件矛盾,故也不可能。
由分析可知:小球在水中和在酒精中時(shí),只能是一漂一沉。
又因?yàn)棣阉丫,所以小球在水中一定是漂浮,在酒精中一定是沉底的?/P>
(2)因小球在水中漂浮,F(xiàn)浮水=G
∴ρ水gV排水=ρ球gV球
ρ球=-……①
由已知條件:-=-=-=-
-=-=-
得-=-……②
將②式代入①式得
ρ球=-ρ水=0.9×103千克/米3
例題2.一均勻干木塊,掛在彈簧測力計(jì)下靜止時(shí)彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為45N,當(dāng)該物體漂浮在水面靜止時(shí),其露出水面的體積是整個(gè)體積的1/4(水密度ρ水=1×103kg/m3,取g=10N/kg)。求:(1)該干木塊的密度。(2)將該木塊掛在彈簧測力計(jì)下放入水中,當(dāng)該物體沒入水中的體積是整個(gè)體積的一半時(shí),彈簧測力計(jì)的示數(shù)是多少?