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天津名师总结:中考物理浮力比例规律

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浮力知识综合性强,应用起来方法比较灵活,同学们不妨使用以下方法。

  一、计算浮力的两个重要的比例推论:

  1、物体漂浮时:F浮=G物

  ρ液gV排=ρ物gV物,-=-

  应用:一木块漂浮在水面,有2/5体积露出水面,求木块密度。

  ∵ -=-=3/5

  ∴ρ木=-ρ水=0.6×103千克/米3

  2、物体全浸时:F浮=ρ液gV排

  G物=ρ物gV物,-=-

  应用:一物体在空气中用弹簧秤称量,示数为245N;全部浸没水中后,弹簧秤的示数为49N;求物体密度。

  F浮=G物-F浮=245-49=196N

  ∵-=-=196/245=4/5

  ∴ρ物=-ρ水=1.25×103千克/米3

  特点:计算快速准确,规律记忆深刻。

二、求浮力的方法:

  1、F浮=F向上—F向下(压力差法)浮力产生原因。

  适用:形状规则,可以找到上下表面的物体。

  2、F浮=G物—F浮(示数差法)(实验法)

  适用:有弹簧秤读数,形状可以不规则的小物体。

  3、F浮=G排液=ρ液gV排(阿基米德原理法)

  适用:可以知道排开液体的重力或体积。

  4、F浮=G物(平衡法)

  适用:漂浮或悬浮

  5、F浮=m排g(排水量法)

  适用:轮船或已知排开液体的质量

  例题:(1)将体积相同的三个小球A、B、C放入水中,静止时在水中的位置如下图所示,三个球受到的浮力分别为FA、FB、Fc,则这三个浮力的大小关系是?

  解答:利用方法3,比较V排。

  ∴FC>FB>FA

  (2)将质量相同的三个小球A、B、C放入水中,静止时在水中的位置如下图所示,三个球受到的浮力分别为FA、FB、Fc,则这三个浮力的大小关系是?

  解答:利用方法4和浮沉条件,比较F浮和G物。对A和B漂浮,F浮A=G物,F浮B=G物,对C沉底,F浮C

  ∴FC

  利用求浮力的5种方法做以下对比的比例题目(已知:ρ铁=7.9×103kg/m3,ρ铝=2.7×103kg/m3,ρ木=0.6×103kg/m3,ρ水银=13.6×103kg/m3,ρ冰=0.9×103kg/m3。)(设第一种物质角标是1,第二种物质角标是2)

  (一)1.质量相同的铁块、铝块放入水中静止后,所受浮力之比是多少?

  分析:铁块、铝块放入水中后,全部浸没,求浮力用阿基米德原理。

  -=-=-=-=-

  2.体积相同的铁块、铝块放入水中静止后,所受浮力之比是多少?

  -=-=-=-

  (二)1.质量相同的铁块、木块放入水中静止后,所受浮力之比是多少?

  分析:铁块放入水中后,全部浸没,求浮力用阿基米德原理F浮=ρ液gV排。木块放入水中后,漂浮水面,求浮力用浮沉条件F 浮=G物。

  -=-=-·■=-

  2.体积相同的铁块、木块放入水中静止后,所受浮力之比是多少?

  -=-·■=-=-

  (三)1.质量相同的铁块、铝块放入水银中静止后,所受浮力之比是多少?

  分析:铁块、铝块放入水银中后,漂浮水银面,求浮力用浮沉条件F浮=G物。

  -=-=-

  2.体积相同的铁块、铝块放入水银中静止后,所受浮力之比是多少?

  -=-=-=-

  (四)1.质量相同的铁块、木块放入水银中静止后,所受浮力之比是多少?

  分析:铁块、木块放入水银中后,漂浮水银面,求浮力用浮沉条件F浮=G物。

  -=-=-

  2.体积相同的铁块、木块放入水银中静止后,所受浮力之比是多少?

  -=-=-=-

  (五)1.质量相同的冰块、木块放入水中静止后,所受浮力之比是多少?

  分析:冰块、木块放入水中后,漂浮水面,求浮力用浮沉条件F浮=G物。

  -=-=-

  2.体积相同的冰块、木块放入水中静止后,所受浮力之比是多少?

三、利用比值分析物体状态:

  例题1.一个实心小球先后放入盛有足够的水和足够多的酒精的两个容器中,小球受到的浮力分别是0.9牛和0.8牛,酒精的密度为0.8×103kg/m3。

  1)分析小球在水中和在酒精中的浮沉状态;2)求小球的密度。

  解:(1)假设小球在水中和在酒精中均不漂浮,或悬浮或一漂一悬,则应有-=-=1,与题目已知条件矛盾,故不可能;

  假设小球在水中和在酒精中均为沉底,则应有V排水=V排酒=V球,-=-=-=-,与题目已知条件矛盾,故也不可能。

  由分析可知:小球在水中和在酒精中时,只能是一漂一沉。

  又因为ρ水>ρ酒,所以小球在水中一定是漂浮,在酒精中一定是沉底的。

  (2)因小球在水中漂浮,F浮水=G

  ∴ρ水gV排水=ρ球gV球

  ρ球=-……①

  由已知条件:-=-=-=-

  -=-=-

  得-=-……②

  将②式代入①式得:

  ρ球=-ρ水=0.9×103千克/米3

  例题2.一均匀干木块,挂在弹簧测力计下静止时弹簧测力计的读数为45N,当该物体漂浮在水面静止时,其露出水面的体积是整个体积的1/4(水密度ρ水=1×103kg/m3,取g=10N/kg)。求:(1)该干木块的密度。(2)将该木块挂在弹簧测力计下放入水中,当该物体没入水中的体积是整个体积的一半时,弹簧测力计的示数是多少?

  解答:(1)物体漂浮时:F浮=G物

  ρ液gV排=ρ物gV物

  ∴-=-

  ∴ρ木=-ρ水=0.75×103千克/米3

  (2)∵F浮1=ρ水gV排1=ρ水·g·3/4V=45

  ∴F浮2=ρ水gV排2=ρ水·g·1/2V=30

  ∴F拉=G物-F浮2=45-30=15N

  练习题:用弹簧秤测得一块矿石所受的重力为22牛,把矿石浸没在水中称量,弹簧秤的示数为18牛;把矿石浸没在另一种液体中称量,弹簧秤的示数为18.8牛,求这种液体的密度。(g取10牛/千克)

  答案:ρ液=-ρ水=0.8×103千克/米3


 

来源:中国哲士网

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