浮力 知識點總結及練習題

2021-10-16 21:10:51 字數 4996 閱讀 7005

1、浮力的定義:一切浸入液體(氣體)的物體都受到液體(氣體)對它豎直向上的力叫浮力。

2、浮力方向:豎直向上,施力物體:液(氣)體

3、浮力產生的原因(實質):液(氣)體對物體向上的壓力大於向下的壓力,向上、向下的壓力差即浮力。

4、物體的浮沉條件:

(1)前提條件:物體浸沒在液體中,且只受浮力和重力。

(2)請根據示意圖完成下空。

下沉懸浮上浮漂浮

f浮 < gf浮 = g f浮 > g f浮 = g

液<ρ物 ρ液 =ρ物 ρ液 >ρ物 ρ液 >ρ物

(3)、說明:

① 密度均勻的物體懸浮(或漂浮)在某液體中,若把物體切成大小不等的兩塊,則大塊、小塊都懸浮(或漂浮)。

②一物體漂浮在密度為ρ的液體中,若露出體積為物體總體積的1/3,則物體密度為(2/3)ρ

分析:f浮 = g 則:ρ液v排g =ρ物vg

ρ物=( v排/v)·ρ液= 2 3ρ液

③ 懸浮與漂浮的比較

相同: f浮 = g

不同:懸浮ρ液 =ρ物 ;v排=v物

漂浮ρ液 >ρ物;v排④判斷物體浮沉(狀態)有兩種方法:比較f浮與g或比較ρ液與ρ物 。

⑤ 物體吊在測力計上,在空中重力為g,浸在密度為ρ的液體中,示數為f則物體密度為:ρ物= gρ/ (g-f)

⑥冰或冰中含有木塊、蠟塊、等密度小於水的物體,冰化為水後液面不變,冰中含有鐵塊、石塊等密大於水的物體,冰化為水後液面下降。

5、阿基公尺德原理:

(1)、內容:浸入液體裡的物體受到向上的浮力,浮力的大小等於它排開的液體受到的重力。

(2)、公式表示:f浮 = g排 =ρ液v排g 從公式中可以看出:液體對物體的浮力與液體的密度和物體排開液體的體積有關,而與物體的質量、體積、重力、形狀 、浸沒的深度等均無關。

(3)、適用條件:液體(或氣體)

6.漂浮問題「五規律」:

規律一:物體漂浮在液體中,所受的浮力等於它受的重力;

規律二:同一物體在不同液體裡漂浮,所受浮力相同;

規律三:同一物體在不同液體裡漂浮,在密度大的液體裡浸入的體積小;

規律四:漂浮物體浸入液體的體積是它總體積的幾分之幾,物體密度就是液體密度的幾分之幾;

規律五:將漂浮物體全部浸入液體裡,需加的豎直向下的外力等於液體對物體增大的浮力。

7、浮力的利用:

(1)、輪船:

工作原理:要使密度大於水的材料製成能夠漂浮在水面上的物體必須把它做成空心的,使它能夠排開更多的水。

排水量:輪船滿載時排開水的質量。單位 t 由排水量m 可計算出:

排開液體的體積v排= m/ρ液;排開液體的重力g排 = m g ;輪船受到的浮力f浮 = m g 輪船和貨物共重g=m g 。

(2)、潛水艇:

工作原理:潛水艇的下潛和上浮是靠改變自身重力來實現的。

(3)、氣球和飛艇:

工作原理:氣球是利用空氣的浮力公升空的。氣球裡充的是密度小於空氣的氣體如:氫氣、氦氣或熱空氣。為了能定向航行而不隨風飄盪,人們把氣球發展成為飛艇。

(4)、密度計:

原理:利用物體的漂浮條件來進行工作。

構造:下面的鋁粒能使密度計直立在液體中。

刻度:刻度線從上到下,對應的液體密度越來越大

8、浮力計算題方法總結:

(1)、確定研究物件,認準要研究的物體。

(2)、分析物體受力情況畫出受力示意圖,判斷物體在液體中所處的狀態(看是否靜止或做勻速直線運動)。

(3)、選擇合適的方法列出等式(一般考慮平衡條件)。

計算浮力方法:

1、示重差法,就是物體在空氣中的重與物體在液體中的重的差值等於浮力。即。

例1:彈簧秤下掛一鐵塊,靜止時彈簧秤的示數是4n,將鐵塊一半浸入水中時,彈簧秤的示數為3.5n,這時鐵塊所受的浮力是_________n,ρ鐵:ρ水

2、壓力差法:應用f浮=f向上-f向下求浮力。這是浮力的最基本的原理。

例2:2.如圖所示:某物塊浸沒在水中時,下表面受到水的壓力為2.3牛,上表面受到水的壓力為1.5牛,則該物塊受到水的浮力為___ 牛,方向為________。

3、公式法: f浮=ρ液**排=g排液

例3:將體積是50cm3的物體浸沒在水中,它受到的浮力多大?若此物體有一半浸在煤油中,它所受的浮力多大?(ρ煤油=0.8×103kg/m3)g取10n/kg

4、受力分析法:如果物體在液體中處於漂浮或懸浮狀態,則物體受重力和浮力作用,且此二力平衡,則f浮=g物。如果物體受三個力而處於平衡狀態。

則要分析出重力和浮力以外的第三個力的方向,當第三個力方向與重力同向時,則f浮=g物+f3,當第三個力方向與重力方向相反,則f浮=g物-f3。

例4:把質量是200g的塑料塊放入水中,靜止時塑料塊有一半露出水面。(g取10n/kg)

求:(1)塑料塊在水中受到的浮力?

(2)塑料塊的體積和密度?

5、排水量法:f浮=排水量(千克)×g

輪船的滿載重量,一般是以排水量表示的,即是排開水的質量,船也是浮體,根據浮體平衡條件也得:船受到的總f浮=g總,而排水量(千克)×g,就是船排開水的重,即是浮力,又是船、貨的總重力。

6、應用阿基公尺德原理和浮沉條件解浮力綜合題

例5:重10n,體積為0.8dm3的物體浸沒在水中,如果它只受浮力和重力兩個力的作用,問:此物體是上浮、下沉還是懸浮?(g取10n/kg)

例6:將質量是890g的銅塊放入水中時,它受的浮力多大?若將銅塊放入水銀中,當銅塊靜止時所受的浮力多大?

(ρ銅=8.9g/cm3, ρ水銀=13.6g/cm3)(g取10n/kg)

浮力典型題型:

1、浮力比較題

例1、甲、乙、丙三個體積相同的實心小球,靜止在液體中如圖8所示,關於三個小球下面說法正確的是( )

a. 三個球受到的浮力關係為f甲=f乙>f丙b. 三個球受到的浮力關係為f甲<f乙=f丙

c. 三個球的密度關係為ρ甲<ρ乙<ρ丙 d. 三個球的密度關係為ρ甲>ρ乙>ρ丙

例2、將重力相同的木塊和鐵塊放入水中靜止後,則(  )

a、木塊受的浮力大       b、鐵塊受的浮力大

c、木塊和鐵塊所受浮力一樣大  d、無法判斷誰受的浮力大

例3、甲、乙兩個完全相同的密度計放在a、b兩種液體中,如圖43所示,則甲、乙密度計受浮力f甲、f乙和a、b液體密度比較( )

a. f甲>f乙,ρa>ρb   b. f甲=f乙, ρa=ρb

c. f甲<f乙,ρa<ρb   d. f甲=f乙, ρa>ρb

2.浮力變化題

一般情況下,在同種液體中,關注v排的變化情況,如果液體發生改變,一般用浮沉條件來分析。

例1.乙個充氣的氣球下面掛乙個金屬塊,把它們放入水中某處恰能靜止,如果把金屬塊及氣球的位置輕輕向上移一些,則金屬塊和氣球( )

a.仍能靜止 b.向下運動  c.向上運動 d.上下晃動

解釋:由於氣球的位置輕輕向上移,所以受到水的壓強變小,導致氣泡體積變大,浮力變大,超過了重力,因此選c。

例2、金魚缸中小金魚口中吐出的小氣泡,在公升至水面的過程中體積逐漸變大,這個過程中氣泡所受浮力將( )

a. 不變b. 變大c. 變小d. 無法確定

例3、 潛水艇從潛行變為上浮,在浮出水面之前,所受海水的壓強和浮力變化情況正確的是( )

a. 壓強減小,浮力不變 b. 壓強增大,浮力不變

c. 壓強不變,浮力變大 d. 壓強不變,浮力變小

例4、游泳的人由河邊走向深水處的過程中,如果河底布滿碎石子,則( )

a. 腳越來越疼,因為水對腳的壓力越來越大

b、腳疼得越為越輕,因為河底對人的支援力越來越小

c、腳越來越疼,因為水對人的浮力越來越大

d、腳疼得越來越輕,因為人受到的重力越來越小

3.判斷物體是否實心

例:體積是 30cm3的鐵球,質量是79g,它是空心的還是實心的?如果是空心的,空心部分的體積多大?(ρ=7.9g/ cm3)

分析:(1)根據密度公式變形v=m/ρ 求出此時鐵球的實心體積,再與鐵球的實際體積(30cm3)相比較,如果相等,則是實心的,如果實心體積小於實際體積,則是空心的.(2)用鐵球的實際體積減去實心部分的體積就是空心部分的體積.此題主要有三種做法,可以通過密度、體積或質量來判斷實心還是空心.但要計算空心體積最好根據體積進行計算.

4.合金比例計算題

例1:有塊金和銀的合金,質量為596克,將它浸沒在水中稱,彈簧測力計示數為5.56牛,試求這塊合金中,金和銀的質量各是多少?

(ρ金=19.3g/cm3,ρ銀=10.5g/cm3).

分析:本題解題關鍵是先求出合金的體積,然後建立方程組進行解答

5.「切割」題

例1:乙個體積為v的實心長方體,放入水裡,靜止時長方體能浮在水面.現將它露出水面的部分切去,再把它剩餘部分放入水裡.若要求長方體剩餘部分靜止時,露出水面的體積v』與長方體的體積v的比值為最大,則長方體的密度為多少?

分析:物體漂浮時浮力等於自身的重力,根據浮力公式列出等式,削掉浮出水面部分後,再根據浮力公式列出等式,要想露出水面的體積v』與長方體的體積v的比值為最大,根據浮力公式列出等式求出比值的大小

例2:浮在水面上的長方體木塊的密度為ρ,水的密度為ρ0,將木塊浮在水面以上的部分切去,木塊又會上浮,待穩定後再次切去水面以上的部分,剩餘木塊的體積正好是原來的1/2,則可判斷ρ:ρ0為(  )

分析:由於木塊漂浮,利用阿基公尺德原理和物體的漂浮條件可得f浮=ρ水v排g=g木=ρ木v木g,得出兩種情況下的關係式,再根據切去水上部分後剩餘部分的體積等於沒切去時排開水的體積、最後剩餘木塊的體積正好是原來的1/2 ,得出木塊和水的密度的大小關係.

6.判斷容器底部壓力變化情況

例1:靜止在水平桌面上的容器裡盛有液體,液體對容器底部的壓力不一定等於液體重力(  )

例2:木塊下方吊著一鐵塊懸浮在水中,如果將繩子剪斷,當鐵塊和木塊靜止時,水對容器底部的壓強和壓力的變化(  )

a.壓強不變,壓力不變 b.壓強變小,壓力變大

c.壓強變大,壓力變小 d.壓強變小,壓力變小

分析:液體產生的壓強與液體密度和深度有關.判斷物體靜止時液面降低,從而根據公式p=ρgh可解.當繩子被剪斷,木塊上浮,鐵塊下降.最終兩物體靜止時,木塊部分體積露出水面,處於漂浮狀態.因此液面較原來下降;

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