初中物理浮力三大模型计算题详解

[名校]初中物理浮力三大模型计算题详解模型1漂浮、悬浮模型漂浮悬浮模型模型一：如图甲，物体漂浮在液面解题思路：受力分析，物体受到重力和浮力，两个力平衡．浮力求解：(1)若已知物体质量m，则F浮＝G物＝m物g(2)若已知物体底面积S及浸入液体中的深度h，则F浮＝ρ液gV排＝ρ液gSh模型二：如图乙，物体在压力F作用下浸没在液体中解题思路：受力分析，图乙中物体受重力、浮力、压力作用，三个力平衡．浮力求解：(1)已知物体的体积V，则F浮＝ρ液gV排＝ρ液gV(2)已知重力G和压力F，则F浮＝G＋F模型三：如图丙，在物体上加另外一物体，使其刚好浸没解题思路：受力分析，物体A受重力，B的压力，浮力作用，三个力平衡．浮力求解：(1)已知物体的体积V，则F浮＝ρ液gV排＝ρ液gV(2)已知重力GA和GB，则F浮＝GA＋GB模型四：如图丁，物体在拉力F作用下浸没在液体中解题思路：受力分析，物体受重力、拉力、浮力作用，三个力平衡．浮力求解：(1)已知物体的体积V，则F浮＝ρ液gV排＝ρ液gV(2)已知重力G和拉力F，则F浮＝G＋F模型五：如图戊，在物体A下挂另外一物体B，使其刚好浸没解题思路：受力分析，物体A受重力、B的拉力、浮力作用，三个力平衡．浮力求解：已知物体的质量GA，A受到的拉力F，则A受到的浮力F浮＝GA＋F模型2注水、排水模型注水排水模型过程一：此过程中加水的体积为ΔV加水1＝Δh1(S容－S物)＝h浸(S容－S物)，物体受到的浮力为F浮＝ρ液gS物h浸．过程二：整个过程中细线的拉力为0，物体受浮力和重力二力平衡．此过程中液面相对物体的位置不变，即h浸不变．第二次加水的体积为ΔV加水2＝Δh2S容＝h绳S容，物体受到的浮力为F浮＝ρ液gS物h浸．过程三：圆柱体受竖直向下的重力、拉力和竖直向上的浮力，三力平衡．此过程液面从四周上升，即第三次加水的体积为ΔV加水3＝Δh3(S容－S物)，物体受到的浮力为F浮＝ρ液gS物h物＝ρ液gV物，绳子受到的拉力为F拉＝F浮－G＝ρ液gV物－G.过程四：细线拉直，拉力不再增大，物体浸没，浮力也不变．第四次加水的体积为ΔV加水4＝Δh4S容，物体受到的浮力为F浮＝ρ液gS物h物＝ρ液gV物，绳子受到的拉力为F拉＝F浮－G＝ρ液gV物－G.注：排水过程为注水过程的逆过程，从过程四→过程三→过程二→过程一分析计算即可．模型3入水、出水模型入水出水模型过程一：物体受拉力向下运动，当物体刚接触液面时，此过程中物体只受绳的拉力和自身重力，则F拉＝G物．过程二：物体继续向下运动，浸入液体中的高度为h浸，液面上升高度为Δh1，此过程中物体受绳向上的拉力、浮力和向下的自身重力，该过程中物体受到的浮力为F浮＝ρ液gV排，拉力F拉＝G物－F浮＝G物－ρ液gS物h浸；液面上升高度Δh1等于下图所示过程三：物体刚好被浸没时，液面上升高度达到最大．物体受到的浮力最大，为F浮＝ρ液gV排＝ρ液gV物，绳子的拉力为F拉＝G物－F浮＝G物－ρ液gV排＝G物－ρ液gV物，由过程二到过程三中，液面上升的高度为Δh2等于下图所示过程四：物体接触底面时，绳的拉力为0，液面高度变化量为0.物体受到的浮力不变为F浮＝ρ液gV排＝ρ液gV物，物体受到的支持力为F支＝G物－F浮＝G物－ρ液gV排，此时容器底部受到液体的压强变化量为Δp