浮力(二)——典型题解法举例

1、浮力（二）一一典型题解法举例浮力是初中物理力学中，也是全部初中物理中最复杂，最灵活的一部分,有的题还有一些特殊的简便的方法.但是，归根结底就是那么几个关系，解题时只要列清这几个关系式，问题就基本理清了.比如，受力分析和平衡关系；浸入部分的体积和物体的总体积；物体密度和浸入的液体的密度.当然，首先要搞清题中所描述的物理状态，搞清题目所求的是哪些量，然后，要画出受力分析图.这里就举出一些典型题，并以分析它们的方法作为范例.而排开水的多少又直接和例1、如图1所示，底面积为20厘米2,上下等粗的烧杯中的水面上浮着一质量为80克的木块，木块上放着一个23.4克的铁块，木块上表面恰好全部浸入水中，若把铁块

2、直接放入（p铁=7.8X103千克/米3,g=10牛/千克）求：（1）水面下降多少厘米？（2）zla寸容器底部的压强改变了多少？分析：液面的升降和木块排开的水的体积有关物体在水中的状态有关.比如，当铁块放在木块上时，整体漂浮，这时浮力等于重力，即F浮=G木+。，可是当铁块投入水中时，铁块除受浮力、重力，还受底面的支持力，这个支持力就是刚才减少的浮力.反过来，由浮力的变化，可以推出排开水的体积，进而推出水面的变化和水对容器底的压强.解：令铁的体积为Pt,浮力减少的量为F浮=G-F浮t=0.204牛AV=口曲/工10-喇Ah二业工2型=1.02X1厂米02厘米水面降底的高度为加媳口7米底面受水压强

3、变化P=P水g4h=103X10X1.02X10-2帕=102帕例2、一块边长是0.1米的正方体木块，在水中最多能托起7.0牛、密度为7.0X103千克/米3的铁块而不致下沉，则木块的密度是多少？分析：本题在浮力题中并不复杂，但它的困难之处在于“不下沉”三字，也就是物体什么时候受水的浮力最大？是木块刚刚没入水中时，还是铁块刚刚全部没入水中时？从题意分析，应是后者.见图2解：根据平衡关系G木+G=F浮有p木gV木+p铁gV铁=p水g（V木+V铁）7一口牛Pfeg761晨千克/朱鼠口牛/于克I。阡克俳M10牛/艳xLx10饰-7,。牛1产对其1百克/采答：木块的密度为0.4X103千克/米3.例3

4、、如图3所示，水槽中装有一定量的水，将一只装有铁块的塑料盒放入水中，此时，水槽底部受到水的压强是Pi,将铁块从盒中取出后直接放入水槽中，水对水槽底部的压强为P2,若Pi-P2=490帕，水槽的底面积为2分米2,铁的密度是7.8X103千克/米3,则()A.水面下降了5厘米B.塑料盒受到的浮力减小了9.8牛C.铁块受到的水槽的支持力是9.8牛D.铁块质量约1.75千克分析：已知条件4P=P-P2=490帕使我们了解了哪些情况，又可以推导出哪些情况呢？灿:P=pgh,.P=pgAh,即有竺Pg可以求得水面变化了多少.而.F=PS有F=APS,而底面受的支持力N=AF=APS.再从金属块受力分析，支

5、持力和浮力等于其重力，N=p金gV金-p水gV金=(P金-P水)gV金，可求出V金进而求出m金Ahi=解：(1)VP=Pgh,Apia。帕3Tl晨千克侏3乂98tH千克(2)N=AF=AP-S=490帕X2X10-2米2=9.8牛(3)N=GF浮=p金gV金-p水gV金=(p金-P水)gV金V金=0.25X10-3米3,m金=P金V金=1.25千克.正确的选择是A、C、D.例4、一个体积为0.2分米3的铁球，密度为7.8X103千克/米3.用一根细纯与木块连接在一起，如图4所示，木块的密度0.5X103千克/米3,体积为5分米3,若不断向容器内注水，求：(1)当水浸没木块的体积为3分米3时木块

6、能保持静止，求纯的拉力.(2)继续向容器内注水，木块浸入水中的体积至少为多大时，铁球对容器底没有压力？分析：首先要判明状态，找到物体平衡时各个力的关系.结合图我们可以判断出，木块此时漂浮，它受向上的浮力和向下的重力、拉力.浮力的大小由浸入水中的体积决定了，重力由自身的体积和密度可以算出.进而由平衡关系F浮=G+T(T为绳子给的拉力)，可以求出T.我们分析时，把木块和铁球看做有联系又互相独立的两个物体，它们之间的联系，就是铁球给木块的拉力等于木块给铁球的拉力，这是作用力和反作用力的关系.此时铁球的状态无须管，但是，随着木块浸入水中体积的增加，T=F浮木-G木增大，铁球受的拉力T=Ga-N也增大(

7、N为铁球受的底面支持力)，直到这拉力T'等于球的重力时，底面支持力为零.解：(1)G木+T=F浮木，T=F浮木-G木=p水gV排木-p木gV木=4.9牛对铁球和木块整体受到的浮力应和它们的重力平衡，F浮木+F浮铁=&+G铁p水gV排木,+p水gVs=p木gV木+p铁gV铁解得：V排木=3.86X10-3米3例5、将一个木块放入水中，它露出水面部分的体积是24厘米3,将露出水面部分截去后放入水中，它露出水面部分体积为16厘米3,求木块总体积和它的密度.见图5图5分析：本题关键仍是找到两种状态下，处于平衡关系的各个量，列出方程.比如在第一种情况下，设木块总体积为V,则VsFV-24

8、X10-6米3.截去24厘米3后，木块体积为V-24X10-6米3,而它浸入水中部分改为V-40X10-6米3.解：=F浮1=G二p水g(V-24X10-6米3)=p木gV(1)又=F浮2=Gp水g(V-40X10-6米3)=p木(V-24X10-6米3)g(2)州解得：8V=576crn解得V=72crri代入P木：港产“卜赤千克/*例6、质量相等的甲乙两球其密度之比为3:2,所受浮力之比为4：5,求p乙.分析，首先判断状态.它们的状态可能是两个都漂浮；一浮一沉；两球都沉,4种情况.质量相等，若漂浮，所受浮力之比应为1：1.若两个都沉没，它们既然密度之比为3:2,体积之比应为2:3,浮力之比

9、也应为2:3.只可能一沉一浮，这时当然是密度大的沉，密度小的浮，即甲沉乙浮.解：解题时，根据所求和有关的公式，都用甲的物理量来代，最后消掉，即可得出结果.5lJI闻剧1帆除必工/棚1JPi-T7-,1例7、一实心小球分别放入盛有足够多的水和酒精的容器中，小球受到的浮力分别为0.9牛和0.8牛.已知水和酒精的密度之比为5:4,求小球的密度.见图6分析：首先确定状态.如果小球在水中和酒精中都漂浮，那么它们受到的浮力应相等.必然是一沉一浮，显然应在密度小的酒精中沉，解题过程中，还是要把相关的物理量都推导到与水或都推导到与酒精相联系的量上去，彼此建立了联系，就可以运算了.解：设定小球在酒精中沉淀，则V球二V排酒，根据阿基米德原理:P酒ggd书xl心千克，米彳10；3gF弊水P水gV推水F怦水gU乘gU椎乙我球&-1口一3米3=19Mla千克/米3。.胖图T例8、如图7所示的容器内盛有空气，活塞可左右移动且不漏气，容器中有一球A,当用力F向左推动活塞时，下列说法中正确的是（）A.木球A对容器的压力将增大B.木球A对容器的压力将减小C.木球A对容器的压力将不变D.无法比较木球A对容器压力的