《浮力》计算题专讲.ppt

,浮力计算题专讲,浮力计算常用公式,1、F浮=GF（测量法）2、F浮=F上F下（压力差法）3、F浮=G（悬浮或漂浮）（平衡法）4、F浮=G排=m排g=液V排g（公式法）5、G物=m物g=物V物g,浮力计算题分类及例题,2、悬吊型,3、压入/下拉型,4、液面升降问题,1、悬浮或漂浮型,物体在液体中处于漂浮或悬浮状态，此时有：F浮=G物F浮=G排=m排g=液V排gG物=m物g=物V物g,1、悬浮或漂浮型,例题：水面上有一冰山，知其露出水面的体积为400m3，求冰山的质量,在本题中，我们仅知道V露400m3,但是我们可以根据冰山漂浮时，F浮=G物，以及水和冰的密度，可以求出冰山的质量。,依题意有冰山的体积：V=V排V露又冰山漂浮在水面上F浮=G物即：水V排g冰Vg水（V-V露）冰VV=水V露/(水-冰)=,已知：冰=0.9103kg/m3,水=1.0103kg/m3,V露=400m3求：m,答：该冰山的质量是3.6106kg,m=冰V=0.9103kg/m34000m3=3.6106kg,2、悬吊/支持型,物体被绳子等吊着或其他物体支持浸没在液体中,受力分析如图F浮=GF,例题：在空气中用弹簧测力计称某石块重力为10N，浸没在水中称时示数为4N，浸没在另一种液体中称时示数为1.6N，求液体的密度液,已知：G=10N水1103kg/m3F1=4NF2=1.6N,求：液,分析：由G和F1可以算出该物体在水中所受到的浮力，再由水的密度可以算出该物体的体积，由G和F2可以算出该物体在另一种液体中所受到的浮力。,解:石块浸没在水和液体中,V排=V石块在水中受到的浮力F浮1=G-F1=水Vg石块在液体中受到的浮力F浮2=G-F2=液Vg由得,答：该液体的密度是1.4103kg/m3,3、压入/下拉型,用外力将物体压入(或下拉)在液体中，或一物体将另一物体压入液体中，两物体共同悬浮于液体中(如果将其分离，则一物体下沉，另一物体漂浮)。受力分析如图F浮=G+F,例题:底面积为0.04m2的圆柱形容器中装有水，金属块B的体积为10-4m3。把B叠放在木块A上，并把它们放入水中。静止时，它们浸没在水中，如图，若把金属块B从A上拿下放入水中，静止时，容器中水面下降2.2cm，如图，求金属块的密度,分析:B在A上时对A的压力F1=GB-F浮B分析A受力情况，有：F浮1GA+F1当B拿下后，A漂浮在水面，依题意有V露VAV排Sh,解：B在A上时对A的压力F1=GB-F浮BBVBg水VBg分析A受力情况，有：F浮1GA+F1即：水VAg=GA+F1当B拿下后，A漂浮在水面，依题意有V露VAV排Sh又此时A受到的浮力F浮2GA即：水V排g=GA得水V露g=F1=BVBg水VBg,答：金属块的密度是9.8103kg/m3,已知：s=0.04m2，h=0.022m，vB=10-4m3,v露sh，水=1.0103kg/m3,4、液面升降问题,当放置入液体中的物体受到的浮力发生变化时，引起液面的升高或降低，从而导致液体对容器底部的压强发生相应变化，一般计算程序是：VF浮/液gh=V/S（S为容器底面积）p=液gh,例题：如图所示，一圆柱形容器，底面积为100cm2，内装有20cm深的水。现把一质量为160g，密度为0.6103kg/m3的木块放入水中，水未溢出。求：1、静止后木块浸入水中的体积（g10N/kg）2、若把木块缓慢地刚好压入水中（水未溢出），此时水对容器底的压强为多大？3、若在木块上放一铁块，使它们不沉入水底，铁块的最大质量是多少？,分析：木块静止时漂浮在水中有G木=F浮可以算出V排当把木块压入水中时，液面上升，上升液面的体积等于木块的体积，再由容器的底面积可以算出h，进而可以算出p。若在木块上放一铁块，使它们不沉入水底，铁块和木块可以看作一个整体，铁块的质量最大时铁块和木块应该在水中悬浮。,解:（1)木块静止时漂浮在水中有G木=F浮即:m木g=水V浸gV浸=m木/水=0.16kg/1.0103kg/m3=1.610-4m3（2)木块的体积V木=m木/木=0.16kg/0.6103kg/m3=2.66710-4m3木块压入水中水面上升的高度h=V木/S=2.66710-4m3/10-2m2=2.66710-2m水对容器底的压强p=水g(h+h)=1.0103kg/m310N/kg(0.2m+2.66710-2m)=2.2667103Pa,已知：木=0.6103kg/m3=0.6g/cm3水=1.0103kg/m3=1g/cm3h=20cm=0.2m铁7.9g/cm3m木0.16kgg=10N/kgs=100cm2=10-2m2求：（1）V浸（2）p（3）m铁,答：1、静止后木块浸入水中的体积是1.610-4m3。2、若把木块缓慢地刚好压入水中（水未溢出），此时水对容器底的压强为2.2667103Pa3、若在木块上放一铁块，使它们不沉入水底，铁块的最大质量是122.13g.,3)依题意有:G总=F浮总即:(m木+m铁)g=F浮木+F浮铁=水V木g+水V铁gV铁=m铁/铁v木m木/木,如图，将一空玻璃小试管放入盛有60mL水的量筒中，量筒中水面升至73mL处，再将其压入水中，水面下降至66mL处.(量筒中水的质量不变.g=10N/kg)求：(1)小试管的质量；(2)小试管玻璃的密度.,典型例题,典型例题,解:G玻璃=F浮=液gv排=1.0103101310-6=0.13Nm玻璃=G/g=0.13/10=0.013kgV=610-6m3玻璃=m/v=0.013/610-6=2.2103kg/m3,典型例题,2000年，质量m=1.4107kg的俄罗斯“库尔斯克”号核潜艇在巴伦支海遇难.经研究，“库尔斯克”号的打捞方案之一，是在潜艇周围缠满可充气的浮力袋.若每只浮力袋充气后的体积V0=10m3.试估算需用这种浮力袋多少只？（海水密度近似取=1.0103kg/m3,g=10N/kg,充气袋重力忽略不计.）,每只浮力袋的浮力：F浮=液gv排=1.0103kg/m310N/kg10m3=1.0105N,将潜艇打捞起来所需的浮力：F浮总=G=mg=1.4107kg10N/kg=1.4108N,需要浮力袋个数：n=F浮总/F浮=1.4108N/（1.0105N）=1.4103个,典型例题,作业：1.有一个飞艇体积是3103米3,自重9.8103牛顿,它可以吊运多重的货物?2.将一个质量为78克的铁块放在木块上面,木块恰好全部浸没水中,若将铁块拿掉,则木块露出水面的体积为多少厘米3?3.一物体漂浮在水面上，露