浮力解题思路-典型例题

1、 正确理解阿基米德原理：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的液体受到的重力，这就是阿基米德原理，其数学表达式是：F浮=G排液=液gV排。对阿基米德原理及其公式的理解，应注意以下几个问题： （1）浮力的大小由液体密度液和排开液体的体积V排两个因素决定。浮力大小与物体自身的重力、物体的体积、物体的密度及物体的形状无关。浸没在液体中的物体受到的浮力不随深度的变化而改变。（2）阿基米德原理对浸没或部分浸在液体中的物体都适用。（3）当物体浸没在液体中时，V排=V物，当物体部分浸在液体中时，V排G物，物体上浮；F浮物，物体上浮；液物，物体下浮； 液=物，物体悬浮；对于质量分布不均匀的物体，如空心球，求出物体的平均密度，也可以用比较密度的方法来判断物体的浮沉。3、正确理解漂浮条件：漂浮问题是浮力问题的重要组成部分，解决浮力问题的关键是理解物体的漂浮条件F浮=G物。（1）因为F浮=液gV排，G物=物gV物，又因为F浮=G物（漂浮条件）所以，液gV排=物gV物，由物体漂浮时V排物，即物体的密度小于液体密度时，物体将浮在液面上。此时，V物=V排+V露。（2）根据漂浮条件F浮=G物，得：液gV排=物gV物，V排= V物同一物体在不同液体中漂浮时，物、V物不变；物体排开液体的体积V排与液体的密度液成反比。液越大，V排反而越小。4、计算浮力的一般方法：（1）根据浮力产生的原因F浮=F向上F向下，一般用于已知物体在液体中的深度，且形状规则的物体。（2）根据阿基米德原理：F浮=G排液=液gV排，这个公式对任何受到浮力的物体都适用。计算时要已知液和V排。（3）根据力的平衡原理：将挂在弹簧秤下的物体浸在液体中，静止时，物体受到重力，浮力和竖直向上的拉力。这三个力平衡：即F浮=G物F拉（4）根据漂浮、悬浮条件：F浮=G物，这个公式只适用于计算漂浮或悬浮物体的浮力。5、浮力 综合题的一般解题步骤：（1）明确研究对象，判断它所处的状态。当物体浸没时，V排=V物，当物体漂浮时，V排+V露=V物，（2）分析研究对象的受力情况，画出力的示意图，在图中标出已知力的符号、量值和未知力的符号。（3）根据力的平衡原理列方程，代入公式、数值 、进行计算，得出结果。例1、如图4所示的直筒形容器的底面积为100厘米2，筒内有用密度不同的材料制成的a、b两实心小球。已知a球的体积为80厘米3，是b球体积的3.4倍。两球用细线相连能悬浮在水中。现剪断细线，a球上浮，稳定后水对容器底的压强变化了40帕。试求：（1） 细线被剪断前后水面的高度差。（2） a、b两球的密度。（本题g取近似值10牛/千克）解析：（1）分析容器底部的压强变化的原因，是因为剪断细线后，a球上浮，由 悬 浮变为了漂浮，排开水的体积变小，液面下降，由p=gh可知应有：p=gh故液面下降高度为：h= =0.004（米）=0.4（厘米）（2）经分析可知a球露出水面的体积应为液体下降的体积，所以，a球漂浮时露出部分的体积V露=hS=0.4100=40（厘米3）此后球排开水的体积为：V排=VaV露=Va应用阿基米德原理，对a来考虑，a球漂浮时有：水gV排=agVa，故，a=水=0.5103千克/米3把a、b看作一个整体来考虑，a、b一起悬浮时有：水g（Va+Vb）=agVa+bgVb将Va=3.4Vb代入解得：b=4.4水3.4a=2.7103千克/米3例2如图7-5所示，质量相等的A、B、C三个小球，放在同一液体中，结果A球漂浮，B球悬浮，C球下沉到容器底部，下列说法中正确的是（ ）A如果三个小球都是空心的，则它们的体积可能相等B如果三个小球的材料相同，则A、B两球一定是空心的C如果三个小球都是空心的，则它们所受浮力的大小关系为FAFBFCD如果三个小球都是实心的，则它们密度的大小关系为ABC例4. 大军将一支密度计分别放入两种不同的液体中，如图9-15所示。若两种液体的密度分别甲、乙，静止时密度计所受浮力分别为F甲、F乙，则（ ）A甲乙 F甲F乙B甲F乙 C乙甲 F甲甲 F甲F乙图9-15ha b 图 9-16hFOOhFFOhOFhA B C D图9-17例5. 用图像来描述物理过程或物理规律是很直观的。如图9-16（a）一立方体木块，下面用一段细线与之相连，细线另一端固定在在容器底（容器高比细线与木块边长之和大得多）。现