初中物理浮力講義例題答案.doc

浮 力1、浮力的定義：一切浸入液體（氣體）的物體都受到液體（氣體）對(duì)它豎直向上的力叫浮力。2、浮力方向：豎直向上，施力物體：液（氣）體3、浮力產(chǎn)生的原因（實(shí)質(zhì)）：液（氣）體對(duì)物體向上的壓力大于向下的壓力，向上、向下的壓力差即浮力。4、物體的浮沉條件：(1)前提條件：物體浸沒(méi)在液體中，且只受浮力和重力。(3)、說(shuō)明：密度均勻的物體懸浮（或漂?。┰谀骋后w中，若把物體切成大小不等的兩塊，則大塊、小塊都懸?。ɑ蚱。?。一物體漂浮在密度為的液體中，若露出體積為物體總體積的1/3，則物體密度為(2/3)分析：F浮=G則：液V排g=物Vg物=（V排V）液=2/3液懸浮與漂浮的比較相同：F浮=G 不同：懸浮液=物；V排=V物 漂浮液物；V排V物判斷物體浮沉（狀態(tài)）有兩種方法：比較F浮與G或比較液與物。物體吊在測(cè)力計(jì)上，在空中重力為G,浸在密度為的液體中，示數(shù)F則物體密度為：物=G/(G-F)冰或冰中含有木塊、蠟塊、等密度小于水的物體，冰化為水后液面不變，冰中含有鐵塊、石塊等密大于水的物體，冰化為水后液面下降。5、阿基米德原理：(1)、內(nèi)容：浸入液體里的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開(kāi)的液體受到的重力。(2)、公式表示：F浮=G排=液V排g從公式中可以看出：液體對(duì)物體的浮力與液體的密度和物體排開(kāi)液體的體積有關(guān)，而與物體的質(zhì)量、體積、重力、形狀、浸沒(méi)的深度等均無(wú)關(guān)。(3)、適用條件：液體（或氣體）6漂浮問(wèn)題“五規(guī)律”：規(guī)律一：物體漂浮在液體中，所受的浮力等于它受的重力；規(guī)律二：同一物體在不同液體里漂浮，所受浮力相同；規(guī)律三：同一物體在不同液體里漂浮，在密度大的液體里浸入的體積??；規(guī)律四：漂浮物體浸入液體的體積是它總體積的幾分之幾，物體密度就是液體密度的幾分之幾；規(guī)律五：將漂浮物體全部浸入液體里，需加的豎直向下的外力等于液體對(duì)物體增大的浮力。7、浮力的利用：(1)、輪船：工作原理：要使密度大于水的材料制成能夠漂浮在水面上的物體必須把它做成空心的，使它能夠排開(kāi)更多的水。排水量：輪船滿載時(shí)排開(kāi)水的質(zhì)量。單位t由排水量m可計(jì)算出：排開(kāi)液體的體積V排=m/液；排開(kāi)液體的重力G排=mg；輪船受到的浮力F浮=mg輪船和貨物共重G=mg。(2)、潛水艇：工作原理：潛水艇的下潛和上浮是靠改變自身重力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。(3)、氣球和飛艇：工作原理：氣球是利用空氣的浮力升空的。氣球里充的是密度小于空氣的氣體如：氫氣、氦氣或熱空氣。為了能定向航行而不隨風(fēng)飄蕩，人們把氣球發(fā)展成為飛艇。(4)、密度計(jì)：原理：利用物體的漂浮條件來(lái)進(jìn)行工作。構(gòu)造：下面的鋁粒能使密度計(jì)直立在液體中?？潭龋嚎潭染€從上到下，對(duì)應(yīng)的液體密度越來(lái)越大8、浮力計(jì)算題方法總結(jié)：(1)、確定研究對(duì)象，認(rèn)準(zhǔn)要研究的物體。(2)、分析物體受力情況畫(huà)出受力示意圖，判斷物體在液體中所處的狀態(tài)(看是否靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng))。(3)、選擇合適的方法列出等式（一般考慮平衡條件）。計(jì)算浮力方法:1、示重差法，就是物體在空氣中的重與物體在液體中的重的差值等于浮力。即=-。例1：彈簧秤下掛一鐵塊，靜止時(shí)彈簧秤的示數(shù)是4N，將鐵塊一半浸入水中時(shí)，彈簧秤的示數(shù)為3.5N，這時(shí)鐵塊所受的浮力是_N，鐵：水=_。2、壓力差法：應(yīng)用F浮=F向上F向下求浮力。這是浮力的最基本的原理。例2：.如圖所示：某物塊浸沒(méi)在水中時(shí)，下表面受到水的壓力為2.3牛，上表面受到水的壓力為1.5牛，則該物塊受到水的浮力為_(kāi)牛，方向?yàn)開(kāi)。3、公式法：F浮=液gV排=G排液例3：將體積是50cm3的物體浸沒(méi)在水中，它受到的浮力多大？若此物體有一半浸在煤油中，它所受的浮力多大？（煤油=0.8103kg/m3）g取10N/kg4、受力分析法：如果物體在液體中處于漂浮或懸浮狀態(tài)，則物體受重力和浮力作用，且此二力平衡，則F浮=G物。如果物體受三個(gè)力而處于平衡狀態(tài)。則要分析出重力和浮力以外的第三個(gè)力的方向，當(dāng)?shù)谌齻€(gè)力方向與重力同向時(shí)，則F浮=G物+F3，當(dāng)?shù)谌齻€(gè)力方向與重力方向相反，則F浮=G物-F3。例4：把質(zhì)量是200g的塑料塊放入水中，靜止時(shí)塑料塊有一半露出水面。（g取10N/kg）求：（1）塑料塊在水中受到的浮力？（2）塑料塊的體積和密度？5、排水量法：F浮=排水量（千克）g輪船的滿載重量，一般是以排水量表示的，即是排開(kāi)水的質(zhì)量，船也是浮體，根據(jù)浮體平衡條件也得：船受到的總F浮=G總，而排水量（千克）g，就是船排開(kāi)水的重，即是浮力，又是船、貨的總重力。6、應(yīng)用阿基米德原理和浮沉條件解浮力綜合題例5：重10N，體積為0.8dm3的物體浸沒(méi)在水中，如果它只受浮力和重力兩個(gè)力的作用，問(wèn)：此物體是上浮、下沉還是懸??？（g取10N/kg）例6：將質(zhì)量是890g的銅塊放入水中時(shí)，它受的浮力多大？若將銅塊放入水銀中，當(dāng)銅塊靜止時(shí)所受的浮力多大？（銅=8.9g/cm3，水銀=13.6g/cm3）（g取10N/kg）浮力典型題型：1、浮力比較題例1、甲、乙、丙三個(gè)體積相同的實(shí)心小球，靜止在液體中如圖8所示，關(guān)于三個(gè)小球下面說(shuō)法正確的是（）A.三個(gè)球受到的浮力關(guān)系為F甲F乙F丙B.三個(gè)球受到的浮力關(guān)系為F甲F乙F丙C.三個(gè)球的密度關(guān)系為甲乙丙 D.三個(gè)球的密度關(guān)系為甲乙丙例2、將重力相同的木塊和鐵塊放入水中靜止后，則（）A、木塊受的浮力大B、鐵塊受的浮力大C、木塊和鐵塊所受浮力一樣大D、無(wú)法判斷誰(shuí)受的浮力大例3、甲、乙兩個(gè)完全相同的密度計(jì)放在A、B兩種液體中，如圖43所示，則甲、乙密度計(jì)受浮力F甲、F乙和A、B液體密度比較（）A.F甲F乙，ABB.F甲=F乙，A=BC.F甲F乙，ABD.F甲=F乙，AB2浮力變化題一般情況下，在同種液體中，關(guān)注V排的變化情況，如果液體發(fā)生改變，一般用浮沉條件來(lái)分析。例1.一個(gè)充氣的氣球下面掛一個(gè)金屬塊，把它們放入水中某處恰能靜止，如果把金屬塊及氣球的位置輕輕向上移一些，則金屬塊和氣球()A.仍能靜止B.向下運(yùn)動(dòng)C.向上運(yùn)動(dòng)D.上下晃動(dòng)解釋：由于氣球的位置輕輕向上移，所以受到水的壓強(qiáng)變小，導(dǎo)致氣泡體積變大，浮力變大，超過(guò)了重力，因此選C。例2、金魚(yú)缸中小金魚(yú)口中吐出的小氣泡，在升至水面的過(guò)程中體積逐漸變大，這個(gè)過(guò)程中氣泡所受浮力將（）A.不變B.變大C.變小D.無(wú)法確定例3、潛水艇從潛行變?yōu)樯细?，在浮出水面之前，所受海水的壓?qiáng)和浮力變化情況正確的是（）A.壓強(qiáng)減小，浮力不變B.壓強(qiáng)增大，浮力不變C.壓強(qiáng)不變，浮力變大D.壓強(qiáng)不變，浮力變小例4、游泳的人由河邊走向深水處的過(guò)程中，如果河底布滿碎石子，則（）A.腳越來(lái)越疼，因?yàn)樗畬?duì)腳的壓力越來(lái)越大B、腳疼得越為越輕，因?yàn)楹拥讓?duì)人的支持力越來(lái)越小C、腳越來(lái)越疼，因?yàn)樗畬?duì)人的浮力越來(lái)越大D、腳疼得越來(lái)越輕，因?yàn)槿耸艿降闹亓υ絹?lái)越小3判斷物體是否實(shí)心例：體積是30cm3的鐵球，質(zhì)量是79g，它是空心的還是實(shí)心的？如果是空心的，空心部分的體積多大？(=7.9g/cm3)分析：（1）根據(jù)密度公式變形V=m/求出此時(shí)鐵球的實(shí)心體積，再與鐵球的實(shí)際體積（30cm3）相比較，如果相等，則是實(shí)心的，如果實(shí)心體積小于實(shí)際體積，則是空心的（2）用鐵球的實(shí)際體積減去實(shí)心部分的體積就是空心部分的體積此題主要有三種做法，可以通過(guò)密度、體積或質(zhì)量來(lái)判斷實(shí)心還是空心但要計(jì)算空心體積最好根據(jù)體積進(jìn)行計(jì)算4合金比例計(jì)算題例1：有塊金和銀的合金，質(zhì)量為596克，將它浸沒(méi)在水中稱，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為5.56牛，試求這塊合金中，金和銀的質(zhì)量各是多少？（金=19.3g/cm3，銀=10.5g/cm3）分析：本題解題關(guān)鍵是先求出合金的體積，然后建立方程組進(jìn)行解答5“切割”題例1：一個(gè)體積為V的實(shí)心長(zhǎng)方體，放入水里，靜止時(shí)長(zhǎng)方體能浮在水面現(xiàn)將它露出水面的部分切去，再把它剩余部分放入水里若要求長(zhǎng)方體剩余部分靜止時(shí)，露出水面的體積V與長(zhǎng)方體的體積V的比值為最大，則長(zhǎng)方體的密度為多少？分析：物體漂浮時(shí)浮力等于自身的重力，根據(jù)浮力公式列出等式，削掉浮出水面部分后，再根據(jù)浮力公式列出等式，要想露出水面的體積V與長(zhǎng)方體的體積V的比值為最大，根據(jù)浮力公式列出等式求出比值的大小例2：浮在水面上的長(zhǎng)方體木塊的密度為，水的密度為0，將木塊浮在水面以上的部分切去，木塊又會(huì)上浮，待穩(wěn)定后再次切去水面以上的部分，剩余木塊的體積正好是原來(lái)的1/2，則可判斷：0為（）分析：由于木塊漂浮，利用阿基米德原理和物體的漂浮條件可得F浮=水v排g=G木=木v木g，得出兩種情況下的關(guān)系式，再根據(jù)切去水上部分后剩余部分的體積等于沒(méi)切去時(shí)排開(kāi)水的體積、最后剩余木塊的體積正好是原來(lái)的1/2，得出木塊和水的密度的大小關(guān)系6判斷容器底部壓力變化情況例1：靜止在水平桌面上的容器里盛有液體，液體對(duì)容器底部的壓力不一定等于液體重力（）例2：木塊下方吊著一鐵塊懸浮在水中，如果將繩子剪斷，當(dāng)鐵塊和木塊靜止時(shí)，水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)和壓力的變化（）A壓強(qiáng)不變，壓力不變B壓強(qiáng)變小，壓力變大C壓強(qiáng)變大，壓力變小D壓強(qiáng)變小，壓力變小分析：液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)與液體密度和深度有關(guān)判斷物體靜止時(shí)液面降低，從而根據(jù)公式P=gh可解當(dāng)繩子被剪斷，木塊上浮，鐵塊下降最終兩物體靜止時(shí)，木塊部分體積露出水面，處于漂浮狀態(tài)因此液面較原來(lái)下降；由于液體壓強(qiáng)與液體密度和處于液面下的深度有關(guān)所以液體對(duì)容器底的壓強(qiáng)變小，根據(jù)公式F=PS可知當(dāng)容器底面積即受力面積不變時(shí)，液體產(chǎn)生的壓力變小故選D點(diǎn)評(píng)：物理量動(dòng)態(tài)變化的分析要從其決定因素的改變情況入手7.空氣浮力例1：已知空氣的密度為1.29kg/m3，估算人體在空氣中受到的浮力分析：成年人質(zhì)量在60kg左右，人的密度和水的密度相當(dāng)，為1103kg/m3，利用密度公式求出人的體積，再利用阿基米德原理求出人受的浮力人體在空氣中受到的浮力約為0.774N例2：一個(gè)載重氣球在空氣中勻速上升時(shí)，受到的浮力為2000N，若在所載重物中再加200N的物體，這時(shí)氣球就能勻速下降，假設(shè)氣球上升和下降時(shí)所受的浮力和阻力大小不變，則氣球的重力為（）N，受到的阻力為（）N答案為：1900、100。（在計(jì)算空氣中浮力時(shí)，重物受到的浮力忽略不計(jì)）8油水混合題例1：如圖所示，邊長(zhǎng)為10cm的立方體木塊，浮在油和水的分界面上，它浸在水里的深度5cm，其余部分浸在油里，若水深20cm，油深10cm，容器的底面積是20cm2，求：木塊受到的浮力及木塊的密度（油0.6103kg/m3，g取10Nkg）例2：在兩端開(kāi)口的U型玻璃管內(nèi)裝有水和某種油，它們靜止時(shí)的情況如圖所示，A處為它們的分界面，這種油的密度為（） 例1 例29.冰融化例1.漂浮在水面的冰塊融化后，液面會(huì)升高嗎？容器底部的壓強(qiáng)會(huì)發(fā)生變化嗎？例2.如圖所示，在一只裝著水的杯子中漂浮著一塊冰，而在冰和水的上面又覆蓋著一層油，當(dāng)冰完全融化后，水面高度（），總液面高度（）（填“上升”、“不變”或“下降”） 例1 例2例3.在如圖所示的裝有水的杯中漂浮著一塊冰，冰塊內(nèi)有一實(shí)心小鐵塊當(dāng)冰全部融化后，杯中的液面將會(huì)（）（填“升高”、“降低”或“不變”）例4.如圖所示，一塊0的冰放在盛有0的水的容器中已知冰塊與容器底部相接觸并相互間有壓力，則當(dāng)冰完全融化為0的水后容器中水面的位置將（） 例3 例410、液面相對(duì)上升題例1.如圖，圓柱形容器底面積5cm2，盛水高度15cm，圓柱形物體底面積4cm2，高度10cm，浸入容器中，上表面與液面相平。圓柱形物體相對(duì)容器豎直上升多少剛好完全離開(kāi)水面？11、問(wèn)答題餃子為什么一開(kāi)始沉底，后來(lái)又浮上來(lái)？答：剛下鍋時(shí)，餃子受到的浮力小于重力，所以下沉；水沸騰后，餃子內(nèi)部的空氣受熱膨脹，餃子的體積增大，受到的浮力增大，當(dāng)浮力大于重力時(shí)便上浮12、實(shí)驗(yàn)探究題例1給你足夠的水，量筒一只，怎樣測(cè)定小瓷酒杯的密度（酒杯的直徑小于量筒的直徑）請(qǐng)寫(xiě)出主要實(shí)驗(yàn)步驟及密度表達(dá)式。解析：測(cè)固體密度的方法有多種，有直接的方法：用天平測(cè)質(zhì)量、量筒（量杯）測(cè)體積；有間接的方法：利用物體漂浮時(shí)排開(kāi)液體的重力等于物體的重力，求出物體的質(zhì)量，再利用排水法測(cè)物體的體積，算出物體的密度，本題應(yīng)使用間接方法測(cè)小瓷酒杯的密度。答案：1.在量筒里倒入適量的水，記下水面到達(dá)的刻度V12.把小酒杯漂浮在水面上，記下水面到達(dá)的刻度V23.把小酒杯沉沒(méi)在水中，記下水面到達(dá)的刻度V34.計(jì)算：小酒杯漂浮在水面上-小酒杯沉沒(méi)在水中時(shí)，它排開(kāi)水的體積為V3-V1，即瓷杯自身瓷的體積。練習(xí)題1如圖所示的木塊浸沒(méi)在水中，細(xì)線對(duì)木塊的拉力是2N。剪斷細(xì)線，待木塊靜止后，將木塊露出水面的部分切去，再在剩余的木塊上加1N向下的壓力時(shí)，木塊有20cm3的體積露出水面求木塊的密度。（g取10N/kg）2底面積為400cm2的圓柱形容器內(nèi)裝有適量的水，將其豎直放在水平桌面上，把邊長(zhǎng)為10cm的正方體木塊A放入水后，再在木塊A的上方放一物體B，物體B恰好沒(méi)入水中，如圖（a）所示已知物體B的密度為6103kg/m3。質(zhì)量為0.6kg。（取g10N/kg）求：（1）木塊A的密度。（2）若將B放入水中，如圖（b）所示，求水對(duì)容器底部壓強(qiáng)的變化。 1題 2題3有塊金和銀的合金，質(zhì)量為596克，將它浸沒(méi)在水中稱，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為5.56牛，試求這塊合金中，金和銀的質(zhì)量各是多少？（金=19.3g/cm3銀=10.5g/cm3）4如圖所示，將一邊長(zhǎng)為10cm，質(zhì)量為0.8kg的正方體物體A，用一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)線懸掛在裝有水的容器中，容器的底面積為300cm2，下部有一關(guān)閉著的出水小閥門K，此時(shí)細(xì)線剛好拉直，且受到的拉力為零，求：（l）若細(xì)線最大承受的拉力為5N，則開(kāi)啟出水閥門K后，流出多少kg水，細(xì)線則剛好被拉斷。（取g10N/kg） 第4題 第6題5旅游用的游艇上常常備有救生衣（一種顏色比較鮮艷的背心，并用密度比較小的發(fā)泡材料做成內(nèi)膽），請(qǐng)你用下面給定的要求和數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)計(jì)救生衣：按能救護(hù)的人的質(zhì)量為80kg設(shè)計(jì)；為了保護(hù)人的安全，穿上該救生衣能使人的10的體積露出水面；發(fā)泡材料的密度為0.01103kg/m3；做救生衣的面料及其他輔料的質(zhì)量不計(jì)；人的密度可近似地取1103kg/m3請(qǐng)計(jì)算做一件這種救生衣的發(fā)泡材料的最小質(zhì)量。6如圖所示，邊長(zhǎng)為10cm的立方體木塊，浮在油和水的分界面上，它浸在水里的深度5cm，其余部分浸在油里，若水深20cm，油深10cm，容器的底面積是20cm2，求：（1）容器底部受到的壓力（2）木塊受到的浮力及木塊的密度（油0.6103kg/m3，g取10Nkg）7在底面積為50cm2的圓柱形容器內(nèi)盛水，當(dāng)放一個(gè)物體在容器內(nèi)水中后，該物體有25cm3的體積露出液面，而容器底部受到水的壓強(qiáng)增大了2102Pa，求（l）物體的質(zhì)量（2）物體的密度（g取10Nkg）8如圖所示容器，上部橫截面積為S1m2，底部面積為S2m2，容器中盛有某種液體，有一空心金屬球用細(xì)繩系住，繩的另一端掛在容器底部，此時(shí)球全部浸沒(méi)在液體中，繩對(duì)球的