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文檔簡介
1、談浮力計(jì)算的四種方法1、浮力大小測定物體所受的浮力等于物體在液面外彈簧秤讀數(shù)F1(即為物體的重力G)與浸在液體中彈簧秤讀數(shù)F2之差。即F浮=F1-F2例 1、 一金屬塊所受的重力為26.5 牛, 用彈簧秤吊著金屬塊浸在水中,這時(shí)彈簧秤的示數(shù)為16.7 牛,則金屬塊受到水對它的浮力為多少?解:由金屬塊浸在液體中受力分析,可得:F 浮 =G-F=26.5 牛 -16.7 牛 =9.8 牛。2、浮力產(chǎn)生原因分析如果物體與容器底部不密合情況下,浸在液體里的物體,由于液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨深度的增加而增加,所以物體受到向上壓力大于向下壓力,物體受到向上與向下的壓力差即為物體受到的浮力。即F 浮 =F 上 -F
2、 下。浮力的方向總是豎直向上的;如果物體底部與容器底部密合時(shí),則底部受向上的壓力為零,即浮力也為零。例 2、把邊長為10 厘米的正方體物塊水平地浸入水中,其上表面距水面5 厘米,則這個(gè)物塊上表面受到的壓力大小為 牛,下表面受到的壓力大小為牛,其浮力的大小為 。若該物體下沉到盛水容器的底部,且與底部緊密結(jié)合,則該物體受到的浮力是牛。解:上表面所在處的液體的壓強(qiáng)為p4孑gh=103千克/米3X9.8牛/千克X 0.05米=490帕下表面所在處的液體的壓強(qiáng)為p=ff gh=103千克/米3X9.8 牛/千克X 0.15 米=1470 帕物塊上表面受到的向下的壓力大小為F下=pS=490帕X(0.1米
3、)2=4.9牛。物塊下表面受到的向上的壓力大小為F上=pS=1470 帕 X (0.1 米)2=14.7 牛。物塊左右兩側(cè)面受到的壓力相平衡。所以物塊受到的浮力大小為5浮=5上5下=14.7牛-4.9 牛 =9.8 牛。如果物體底部與容器底部密合,則物體受 到的浮力為0 牛3、對浮體或懸浮體,由平衡條件可知:F=G如果題中已知明確是浮體問題,應(yīng)抓住浮體平衡條件來求F=G但往往題目給予一些條件 (如多余),需要先進(jìn)行判斷物體所處的狀態(tài)。即弄清物理情景,才能得出正確的結(jié)果。例3、質(zhì)量為0.5千克的鐵球的體積為 6X10-4m3,將它放入水中,求鐵球靜止后受到的浮力?此題如想當(dāng)然認(rèn)為鐵球應(yīng)沉入水底,
4、 簡單認(rèn)為丫排=V球, 進(jìn)而求生 5浮=籽gh=103千克/米3X6X10-4m3X9.8牛/千 克=5.88牛重力 G= mg= 0.5千克X 9.8牛/千克=4.9牛,而 如果浸沒顯然F浮G,鐵球?qū)⑸细?,最后處于漂浮狀態(tài)。因此應(yīng)根據(jù)判定:物體處于漂浮狀態(tài),由平衡條件得F=G=4.9 牛。4、運(yùn)用阿基米德原理求浮力即F 浮 =籽 vg( 1)若已知物體排開液體的體積和液體的密度,即可直接用5浮二籽vg來求解。例4、密度是8.9X103千克/米 3、體積是20厘米3的銅塊,浸沒在密度為 0.8 X103千克/ 米 3 的液體中,則排開液體的體積是厘米3,排開液體受到的重力是牛,銅塊受到的浮力是
5、牛。解:因物體浸沒,故排開液體的體積即為物體的體積,排開液體的重力等于物體受到的浮力。所以5浮=籽vg=0.8 X103千克/米3X20X 10-4米 3X9.8 牛/千克=0.1568 牛。( 2)阿基米德原理可知,浮力的大小等于物體排開液體所受的重力。若已知物體排開液體的重力( 或質(zhì)量等) ,可直接求出物體受到的浮力。 例 5、 將重 10 牛的物體放入盛有水的溢杯里,測得溢出的水重為3牛,該物體所受的浮力大小范圍應(yīng)是O解:對物塊放入杯中的情況,溢杯有兩種可能:( 1)如果是盛滿的,排開水的重力為3 牛,物體所受的浮力就是3牛。(2)如果未盛滿,則應(yīng)分三種可能情況:當(dāng)物體處 于漂?。╬物v p水)時(shí):物體排開水的重力應(yīng)大于溢生水的重力。即一定大于 3牛。因物體漂浮,故 F= G= 10牛當(dāng)物體處于懸?。╬ 物=p水)時(shí):同樣可根據(jù)物體的 懸浮條件得:F=G= 10牛。當(dāng)物體處于沉底時(shí)(p 物 P水):有FG= 10牛,且因杯子未盛滿,物體排開水的體 積大于溢生水的體積,即有浮力大于溢由水的重力,F(xiàn)>3牛 所以3牛v FV10牛。綜上所述:3牛WFW 10牛需要注意的是:當(dāng)原杯子盛 滿時(shí),有丫排=丫溢;當(dāng)原杯子未盛滿時(shí),有 V排V溢。所以,物體排開液體的體積大于或等于杯中溢出的液體體積。物體所受的浮力大于或等于杯中溢出的
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