浮力知識點(diǎn)及經(jīng)典例題

浮力專題復(fù)習(xí)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：物體浸沒在液體中，且只受浮力和重力。(2)請根據(jù)示意圖完成下空。GGGGGGG下沉懸浮上浮漂浮ρ液<ρ物ρ液=ρ物ρ液>ρ物ρ液>ρ物(3)、說明：①密度均勻的物體懸?。ɑ蚱。┰谀骋后w中，若把物體切成大小不等的兩塊，則大塊、小塊都懸浮（或漂?。?。②一物體漂浮在密度為ρ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：則：ρ液V排g=ρ物Vgρ物=（V排／V）·ρ液=(2/3)ρ液③懸浮與漂浮的比較相同：不同：懸浮ρ液=ρ物；V排=V物漂浮ρ液<ρ物；V排<V物④判斷物體浮沉（狀態(tài)）有兩種方法：比較ρ液與ρ物。⑤物體吊在測力計上，在空中重力為G,浸在密度為ρ的液體中，示數(shù)為F則物體密度為：ρ物=Gρ/(G-F)⑥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的液體受到的重力。(2)、公式表示：從公式中可以看出：液體對物體的浮力與液體的和物體有關(guān)，而與物體的質(zhì)量、體積、重力、形狀、浸沒的深度等均無關(guān)。(3)、適用條件：液體（或氣體）6：漂浮問題“五規(guī)律”：（歷年中考頻率較高，）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，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?。灰?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，使它能夠排開更多的水。m排水量：輪船滿載時排開水的質(zhì)量。單位t由排水量m可計算出：排開液體的體積V排=；排開液體的重力輪船受到的浮力船和貨物共重m(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：原理：利用物體的漂浮條件來進(jìn)行工作。構(gòu)造：下面的鋁粒能使密度計直立在液體中。刻度：刻度線從上到下，對應(yīng)的液體密度越來越大8、浮力計算題方法總結(jié)：(1)、確定研究對象，認(rèn)準(zhǔn)要研究的物體。(2)、分析物體受力情況畫出受力示意圖，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)。(3)、選擇合適的方法列出等式（一般考慮平衡條件）。計算浮力方法:稱量法：F浮=

G－F(用彈簧測力計測浮力)。②壓力差法：F浮=③物體漂浮在液面上或懸浮在液體（或氣體）中時，F(xiàn)浮=G(二力平衡求浮力；)④公式法：F浮=G排或F浮=ρ液V排g（阿基米德原理求浮力，已知液體的密度（物體排開液體的質(zhì)量）和物體排開液體的體積時常用）⑤根據(jù)浮沉條件比較浮力（知道物體質(zhì)量時常用）幾個重力，哪個物體浸在液體中，就寫出哪個物體受的浮力．解甲在木塊上靜止：F浮木＝G木＋G甲①;乙在木塊下靜止：F浮木＋F浮乙＝G木＋G乙②不要急于將公式展開而是盡可能簡化??F浮乙＝G乙－G甲;水gV乙＝鐵gV乙－鐵gV甲先求出甲和乙體積比:鐵V甲＝（鐵—水）V乙＝＝＝;質(zhì)量比：＝＝＝答案甲、乙鐵塊質(zhì)量比為．例18（河北省中考試題）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恰好沒入水中，如圖1—5—11（a）所示．已知物體B的密度為6×103kg/m3．質(zhì)量為0.6kg．（取g＝10N/kg）（a）（b）求：（1）木塊A的密度．（2）若將B放入水中，如圖（b）所示，求水對容器底部壓強(qiáng)的變化．解（1）VB＝＝＝0.1×10－3m3;圖（a）A、B共同懸?。篎浮A＋F浮B＝GA＋GB公式展開：水g（VA＋VB）＝水gVA＋mBg;其中VA＝（0.1m）3＝1×10－3m3A＝代入數(shù)據(jù)：A＝＝0.5×103kg/m3（2）B放入水中后，A漂浮，有一部分體積露出水面，造成液面下降．A漂浮：F浮A＝GA;水gVA排＝AgVA;VA排＝＝＝0.5×10－3m3液面下降△h＝＝＝＝0.0125m液面下降△p＝水g△h＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.0125m＝125Pa．答案A物體密度為0.5×103kg/m3．液體對容器底壓強(qiáng)減少了125Pa．例19（北京市中考試題）在水平桌面上豎直放置一個底面積為S的圓柱形容器，內(nèi)裝密度為1的液體．將掛在彈簧測力計下體積為V的金屬浸沒在該液體中（液體未溢出）．物體靜止時，彈簧測力計示數(shù)為F；撤去彈簧測力計，球下沉并靜止于容器底部，此時液體對容器底的壓力為容器底對金屬球的支持力的n倍．求（1）金屬球的密度；（2）圓柱形容器內(nèi)液體的質(zhì)量．精析當(dāng)題目給出的各量用字母表示時，如果各量沒用單位，則結(jié)果也不必加單位．過程分析方法仍從受力分析入手．解（1）金屬球浸沒在液體中靜止時F?。獸＝G;1gV＋F＝gV（為金屬密度）;＝1＋（2）解法1如圖1—5—12，球沉底后受力方程如下：F?。獸＝G（N為支持力）;N＝G－F?。紽;液體對容器底的壓力F′＝nF;F′＝m液g＋1gVm液＝－1V＝＝1V;F′＝pS＝1gV＝nF;1g（V液＋V）＝nF;1gV液＋1gV＝nFm液＝－1V答案金屬球密度為1＋，容器中液體質(zhì)量m液＝－1V．例20如圖1—5—13（a），在天平左盤放一杯水，右盤放砝碼，使天平平衡．（a）（b）（1）將一質(zhì)量為27g的鋁塊（鋁＝2.7g/m3）放入左盤水中，水不溢出，天平還能平衡嗎？（2）將鋁塊如圖1—5—13（b）方式放入左盤中，天平還能平衡嗎？解（1）因?yàn)殇X＞水，放入容器中，鋁塊將沉底，容器底部增加的壓力就是鋁塊重力．天平此時不平衡，左盤下沉，右盤增加27g砝碼，可使天平再次平衡．（2）鋁塊浸沒于水中，但未沉底，此時容器中液面升高△h，容器底部增加的壓力△F＝水g△h·S＝水gV鋁＝F?。X塊體積，V積＝＝＝10cm3鋁塊排開水質(zhì)量：m排＝水V鋁＝1g/cm3×10cm3＝10g天平不平衡，左盤下沉．右盤再放10g砝碼，可使天平再次平衡．例25（北京市中考試題）在量筒內(nèi)注入適量的水，將一木塊放入水中，水面達(dá)到的刻度是V1，如圖1—5—18（a）所示；再將一金屬塊投入水中，水面達(dá)到的刻度是V2，如圖（b）所示；若將金屬塊放在木塊上，木塊恰好沒入水中，這時水面達(dá)到的刻度是V3．如圖（c）所示．金屬密度＝________．（a）（b）（c）精析經(jīng)題是將實(shí)驗(yàn)和理論綜合，要能從體積的變化，找到金屬塊的質(zhì)量和體積．解因?yàn)椋?，所以要求得，關(guān)鍵是求m和V．比較（a）和（b）圖，金屬塊體積V＝V2－V1．金屬塊質(zhì)量可從浮力知識出發(fā)去求得．圖（a）中，木塊漂浮G木＝F浮木①圖（c）中，木塊和鐵漂浮：G木＋G鐵＝F浮木′②②－①G鐵＝F浮木′－F浮木m鐵g＝水g（V木—V木排）＝水g（V3—V1）m鐵＝水g（V3—V1）＝＝·水答案·水例26如圖1—5—19所示輕質(zhì)杠桿，把密度均為4.0×103kg/m3的甲、乙兩個實(shí)心物體掛在A、B兩端時，杠桿在水平位置平衡，若將甲物體浸沒在水中，同時把支點(diǎn)從O移到O′時，杠桿又在新的位置平衡，若兩次支點(diǎn)的距離OO′為OA的，求：甲、乙兩個物體的質(zhì)量之比．圖1—5—19精析仍以杠桿平衡條件為出發(fā)點(diǎn)，若將其中一個浸入水中，杠桿的平衡將被破壞，但重新調(diào)整力臂，則可使杠桿再次平衡．已知：甲、乙密度＝4.0×103kg/m3，甲到支點(diǎn)O的距離是力臂lOA，乙到支點(diǎn)的距離是力臂lOB，△l＝OO′＝lOA求：解支點(diǎn)為O，杠桿平衡：G甲lOA＝G乙lOB①將甲浸沒于水中，A端受的拉力為G—F浮甲，為使杠桿再次平衡，應(yīng)將O點(diǎn)移至O′點(diǎn)，O′點(diǎn)位于O點(diǎn)右側(cè)．以O(shè)′為支點(diǎn)，杠桿平衡：（G甲－F浮甲）（lOA＋lAO）＝G乙（lOB＋lAO）②由②得G甲lAO—F浮甲lAO＝G乙lOB—G乙lAO將①代入②得G甲lAO—F浮甲lAO＝G甲lOA—G乙lAO;約去lAO，并將G甲、F浮甲，G乙各式展開gV甲－水gV甲＝水gV甲－gV乙;將＝4.0×103kg/m3代入，單位為國際單位．×4×103V甲－×1×103V甲＝4×103V甲－×4×103V乙;得＝又∵甲、乙密度相同：∴＝＝答案甲、乙兩物體質(zhì)量之比為2∶1例27（北京市中考試題）某人用繩子將一物體從水面下2m深處的地方勻速提到水面0.5m處的過程中，人對物體做功為54J．當(dāng)將物體拉到有體積露出水面時，讓其靜止，此時繩子對物體的拉力為40N．不計繩子的質(zhì)量，忽略水的阻力，求物體的密度．