一道浮力题的分析

《一道浮力题的分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、一道浮力题的分析题1（北京市中考试题）如图1—5—8所示的木块浸没在水中，细线对木块的拉力是2N．剪断细线，待木块静止后，将木块露出水面的部分切去，再在剩余的木块上加1N向下的压力时，木块有20cm3的体积露出水面．求木块的密度．（g取10N/kg）本题解析：如图（a）（b）（c）（d）.　　　　（a）　　　　　　（b）　　　（c）(d)方法一：(基本思路是将外力因素去除后标准的木块漂浮状态分析)我们可以分析，当图（a）变到图（b）时，即将拉力F1去除后到木块漂浮状态，浮力减少了F1=2N,所以排开水的体积减少2N∕(1*103kg/m3*10N/kg)=2*10-4m3=200c

2、m3.此时木块浮出水面的体积合计为200cm3设想将图c中的1N的力撤去后到图d的木块漂浮状态，则因浮力减少1N,木块排开水的体积将减少1N∕(1*103kg/m3*10N/kg)=1*10-4m3=100cm3.所以，此时木块浮出水面的体积合计为100cm3+20cm3=120cm3.图(b)时木块的浮力F浮2=G1,图(d)时F浮4=G1F浮2-F浮4=ρ水*120*10-6m3*gG1-G2=ρ木*200*10-6m3*g因为F浮2=G1,F浮4=G2所以ρ木*200*10-6m3*g=ρ水*120*10-6m3*g所以ρ木=0.6ρ水=0.6*103kg/m3方法2：（基本

3、思路是力的平衡分析）设木块的原始体积是V0,去除后的体积是V1。在图（a）时，F浮1=G1+F1即：ρ水*V0*g=ρ木*V0*g+2(N)（ρ水-ρ木）*V0*g=2(N)在图（c）时，F浮3=G2+F2即：ρ水*（V1-20*10-6m3）*g=ρ木*V1*g+1(N)（ρ水-ρ木）*V1*g=1.2(N)所以V1:V0=1.2;2=0.6而在图（b）时，F浮2=G1即：ρ水*V1*g=ρ木*V0*g所以，ρ木：ρ水=V1:V0所以，ρ木=0.6ρ水=0.6*103kg/m3快捷方式：1.在处于漂浮状态时，有公式：F浮=G.=>ρ液V排g=ρVg=>ρ:ρ液=V:V排,即漂浮物

4、体的密度与溶液密度之比和排开面积与漂浮体积之比相等；图12.当施加一个力F使得原有处于漂浮状态的物体完全或半浸没在液体中，如图2或图3，则如果将力F撤去，则漂浮物体上浮露出液面的面积将增加：F/ρ液g图2图33.记住几个常用的体积和重量及浮力的关系（g=10N/kg）1）1立方米水=1000千克=1吨；2）1立方分米水=1千克=10N3）产生1N的浮力需要排开100cm3的水题2 在柱状容器里注入适量的浓盐水，在盐水中放入一块冰，冰与盐水的质量相等，并始终漂浮在盐水面上。当一半冰熔化之后，发现容器里的水面上升的高度为h，当剩余的冰全部熔化之后，水面将又会上升（ ）A．h B．h C

5、．h D．h解：在解答此题时，我们可以使用一个快捷方式点。如下图：漂浮的物体质量是m,烧杯里的液体的质量是M，液体的密度是ρ液；则我们可以得出，图中的V=Sh=(m+M)/ρ液.推导过程如下：V液=M/ρ液;V排=mg/ρ液g=m/ρ液V=V液+V排=m/ρ液+M/ρ液=(m+M)/ρ液这个快捷点很有用。我们先来用这个点来解这道题。设浓盐水的体积为V盐，冰块融化成水后的体积为V水，冰块和盐水的质量均为M.则在冰没有融化时，V0=Sh0=2M/ρ盐=2V盐；在冰融化一半时，V1=S(h0+h)=2M/ρ液=2M/[(M+1/2M)/(V盐+1/2V水)]=4/3V盐+2/3V水;在冰

6、完全融化后，V2=S(h0+h+h’)=2M/ρ液=2M/[2M)/(V盐+V水)]=V盐+V水V1-V0=Sh=2/3V水-2/3V盐;V2-V1=Sh’=1/3V水-1/3V盐;所以：Sh=2Sh’h’=1/2h.我们可以用这一快捷点方便解答下列题目：如下图中，容器内分别装有水和盐水，在液面上浮着一块冰，问：（1）冰在水中熔化后，水面如何变化?（2）冰在盐水中熔化后，液面如何变化?　　（a）　　　　　（b）1当冰在水中熔化前，水位的总体积V1=（M水+M冰）/ρ水；当冰在水中熔化后，水位的总体积V2=（M水+M冰）/ρ水；冰融化后水的密度保持不变，所以水位不发生变化；2.当冰在

7、盐水中熔化前，水位的总体积V1=（M盐水+M冰）/ρ盐水1；当冰在盐水中熔化后，水位的总体积V2=（M盐水+M冰）/ρ盐水2；由于冰融化后稀释了盐水导致盐水密度降低，即ρ盐水1>ρ盐水2,=>V1水位上升。如果我们不用这个点的话，需要如下较为复杂的浮力计算。解　（1）如图（a）冰在水中，熔化前处于漂浮状态．　　F浮＝G冰　　水gV排＝m冰g　　V排＝　　冰熔化成水后，质量不变：m水＝m冰　　求得：V水＝＝　　比较①和②，V水＝V排　　也就是冰熔化后体积变小了