浮力经典题型.doc

重点讲解从三个方面认识浮力F1F2图1一、什么是浮力？平时我们将一个木块放入水中，松开手后，木块会上浮，说明木块受到水对它向上的浮力；可将一石块放入水中，松开手后，它会下沉，石块受不受浮力的作用呢？为了验证石块也受到浮力的作用，我们只要将石块挂在弹簧秤下，测出石块在空气中时弹簧秤的示数和石块在水中时弹簧秤的示数进行比较就行了，如图1所示。会发现，石块在空气时对弹簧秤的拉力F1大于石块在水中时对弹簧秤的拉力F2，这说明，石块在水中时，水对它施加了一个向上托的力，这就是浮力。可见计算浮力大小的公式可表示为：F浮=F1F2。例1、一个重为43.61N的铜球，全部浸没水中时，弹簧秤读数为33.81N。问此铜球受到的浮力是多大？二、浮力是怎样产生的？ABAB图2F秘上F秘下因为液体内部有压强，所以浸入液体内部物体的上下两表面受到的压强是不相等的，以边长为a的正方体为例，如图2所示。底面B浸入液体更深的位置，液体对它的压强要大于对上表面A的压强，因为它们的面积相等，所以液体对物体下表面的向上的压力要大于液体对上表面向下的压力，这两个压力的差就是浮力的大小，其方向竖直向上。图3F秘下由此可知，计算浮力大小的公式为：F浮=F向上F向下。如果物体只受液体对它向下的压力，向上的压力为零，则物体不受浮力的作用。如用塞子塞住水槽下面出水口，水槽中注满水时，如图3所示，虽然塞子的上表面受到水向下的压力，但下表面由于没有浸在水中，故没有水对它产生向上的压力，所以塞子不受浮力的作用。图4图5例2、如图4所示，一个三角形的物体浸没在水中，则它_(填“会”、“不会”)受到水对它的浮力。三、实验研究物体的浮沉条件物体在液体中到底是下沉还是上浮，要看它所受力的大小。如果物体受到向上的浮力大于向下的重力，则它会下沉；如果浮力小于重力，它会下沉；如果浮力等于重力，它就会停留在液体的任何深度。F浮GGF浮GF浮甲乙丙图6例3、如图6所示是三个体积相同而材料不同的物体甲、乙、丙，浸没在同一液体中，它们的受力情况如图所示，那么，上浮的物体是_，下沉的物体是_，悬浮的物体是_。授之以渔 计算浮力的四种方法图1一、根据定义求浮力浮力的定义是浸在液体中的物体受到液体对它们向上的托力。故我们把物体放到液体中时，会有一种变轻的感觉，故计算浮力的公式为F浮=GF拉(G为物体的重力，F拉为物体浸在液体中时对弹簧秤的拉力)例1、(2007年盐城)聪聪在探究物体浮沉条件的实验中，把一些碎石放入小瓶里，并拧紧瓶盖，用弹簧测力计测出重力为6.7N。浸没水中后，弹簧测力计示数变为3.9N，小瓶所受浮力为_N。若要让小瓶悬浮在水中，必须从瓶中取出_N的石块。二、根据产生的原因求浮力浮力产生的原因是物体受到液体上、下两表面的压力差。故F浮=F向上F向下(F向上是液体作用在物体下表面的向上的压力，F向下是液体作用在物体上表面的向下的压力)。图2例2、如图2所示，一边长为10cm和正方体竖直浸没在密度为0.8103kg/m3的液体中，上表面和液面相距6cm，则正方体上表面受到液体的压力为_N，方向_；下表面受到液体的 _N，方向_；正方体受到的浮力大小为_N，方向_。三、根据阿基米德原理求浮力对于小物体受到的浮力可以根据其定义用弹簧秤测出，对于规则物体受到的浮力可以通过其原因得出，但计算一般物体受到的浮力大小，还需要阿基米德原理，它的内容是：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开液体的重力。即F浮=G排。例3、质量为79g的实心铁块浸没在水中时，受到的浮力是_N。(铁=7.9103kg/m3，g取10N/kg)四、根据物体的浮沉条件求浮力当物体漂浮或悬浮时，F浮=G；当物体下沉时，F浮铁水)遇到这类的问题，以后要考虑周到，画出图来，问题的不确定性正是考查我们严谨思维的好素材，多做这样的题，可以让我们考虑问题更全面。授之以渔物体浮沉的四种判断方法一、计算法图1例1、（2007年南京）把重5N、体积为0.4dm3的物体投入水中若不计水的阻力，当物体静止时，下列说法中正确的是(g取10N/kg)( )A. 物体漂浮，F浮5N B物体漂浮，F浮4NC物体悬浮，F浮5N D物体沉底，F浮4N二、推理法例2、（2007年湖州）如图1所示，一铅块用细线挂在一个充气的小气球的下面，把它放入水中某处恰好处于状态，如果往池中缓慢注入一些水，则铅块及气球( ) A仍能静止 C向下运动D向上运动 D静止、向上或向下运动都有可能三、假设法例3、(2004年山西)将一实心物体先后投入足量的水和酒精中，物体静止时，所受浮力分别为6N和5N，判定物体在水和酒精中的浮沉状态可能是(酒=0.8103kg/m3) ( )A在水中漂浮，在酒精中漂浮 B在水中漂浮，在酒精中沉底C在水中悬浮，在酒精中漂浮 D在水中沉底，在酒精中沉底四、图示法例4、(2006年杭州)如图2所示，A、B两实心球静止在水中，则( )AB图2A两球受到的浮力一定相等B两球受到的浮力不等，A球受到的浮力大C两球的密度不等，B球的密度大DB球的重力一定大于A球压强和浮力 参考答案授之以渔正确审题是减少出错的重要因素例1、错解：A或C。分析：题中有两个力，一个是金属块的重力10N，一个是它对斜面的压力6N，计算金属块对斜面的压强时，应选择对斜面的压力6N。因为重力与压力是不同的，只有放在水平桌面上的物体，其压力在大小上才等于重力，现在的金属块放在了斜面上，故压力的大小应该是6N。题中只有一个面积20cm2，但其单位并不是国际单位制中面积的单位，故还要进行换算，20cm2=20104 m2=2103 m2。所以由压强公式可得金属块对斜面的压强N/m2=3103 Pa，故选B。例2、错解：B或D。分析：由于在压力不变的情况下，压强的大小与受力面积成反比，当放在面积为2S的桌面上时，实际与箱子的接触面积为S；当放在面积为S/2的凳面上时，实际的接触面积为S/2，如图1所示。所以面积是原来的一半，那么压强就为原来的2倍，故应选C。例3、错解：坦克不能从江面上通过。分析：该题有多种比较方法。如果比较压强，则计算出坦克对冰的压强与江面所能承受的压强做对比即可；如果比较质量，则计算出冰面所能承受的最大压力，再转换成物体的质量即可；如果比较面积，则计算出需要的最小接触面积与实际的接触面积做对比即可。但该题中的坦克是两条履带，与地面的接触面积是23.5m2=7 m2。这2条履带可是隐含的条件，你是否注意到了。由压强公式可得坦克对江面的压强N/m2=0.392105 Pa，因0.392105 PaG，物体会上浮最终成为漂浮物体，所以物体静止时受到的浮力为4N，B正确。授之以渔巧用分类讨论锁定不确定因素例1、F浮GF浮GGF浮 图1 甲 乙 丙分析：题中只说溢出50g水，由此能推出它受到的浮力是0.5N，但没说用的是什么材料的物体，体积有多大，是漂浮还是下沉，然后就让我们判断小球质量的关系，刚接触，真是没一点儿头绪，不知从何处下手，面对这样多的不确定性，我们一定要分类讨论。小球在水中的情况只可能有三种，漂浮、悬浮、和下沉，如图1所示。当小球漂浮时，F浮=G=0.5N，小球的质量为50g；当小球悬浮时，F浮=G=0.5N，小球的质量也为50g；当小球下沉时，GF浮=0.5N，小球的质量大于50g。所以小球的质量肯定大于或等于50g，不会出现小于50g的情况，故A正确，B不对；对于C、D的说法，小球的质量大于50g时只有下沉的情况，此时球排开水的体积与物体的体积是相等的，故体积一定等于50cm3，C正确；而小球质量等于50g的情况有两种，漂浮时球的体积就大于排开水的体积，故D不对。应选A、C。例2、分析：通过图示，我们可以看出，木球的漂浮的，铜球是悬浮的，而铁球是下沉的，则可以推断出，悬浮的铜球一定是空心的，如果实心它一定会下沉；而木球和铁球既可能是实心的也可能是空心的，因为无论实心还是空心的木球都会漂浮，铁球的下沉也有可能是空心的，这都存在着不确定的因素，故第一空应填“铜”；第二空应填“木”或“铁”。授之以渔物体浮沉的四种判断方法例1、分析：根据物体的重和体积，我们可以先求出它的密度，然后再将它的密度与水进行对比，从而判断出它的浮沉情况，最后再得出其浮力的大小。由于其质量为0.5kg，体积为0.4103m3，所以它的密度大于水，物体会下沉；这样排开液体的体积是0.4dm3，所以它受到的浮力是F浮=水V排g=1.0103kg/m30.4103m310N/kg=4N。故选D。点评：先确定状态，再求浮力的大小。例2、分析：气球与铅块原来处于悬浮状态，浮力等于它们的重力；当向池中注水时，水面升高，水对气球的压强增大，其体积会减小，排开液体的体积减小，使其受到的浮力变小，浮力小于气球与铅块的重，所以它会下沉。故选B。点评：气球受压后体积会变小是该题的转折点。例3、分析：题中只告诉我们浮力的大小，还是在两种不同的液体中，物体的重力不知，密度不知，欲判断它们的浮沉情况，可以先假设它们都浸没在液体中，则由在水中浮力是6N可以推出在酒精中的浮力F酒=0.8103kg/m310N/kg =4.8N；而现在物体在酒精中的浮力是5N，由4.8N变成5N似乎不太可能；再由酒精中的浮力是5N推出水的中浮力为F水=1.0103kg/m310N/kg =6.25N；而物体在水中的浮力是6N，由6.25N变为6N的方法是使物体上浮，故物体在水中漂浮，在酒精中下沉。应选B。点评：由4.8N变成5N的不可能为解题打开了思路。欲使浮力增大，则需