超重和失重状态下液体的浮力.pdf

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1、Vo1．33NO．476物理教学探讨第33卷总第476期2．2015．36．JournalofPhysicsTeaching2015年第2期业业业i问题l；恭讨芥带论芥《超重和失重状态下液体的浮力张德才兴义市第八中学．贵州兴义562400摘要：液体处于平衡状态时，对浸在其中的物体的浮力等于物体排开液体的重力，即：液体处于超重状态时，对浸在其中的物体的浮力大于物体排开液体的重力；液体处于失重状态时，对浸在其中的物体的浮力小于物体排开液体的重力。关键词：超重；失重；浮力中图分类号：G633．7文献标识码：A文章编号：1003—6148(2015)2-0036—31问题vg~-o2l：一。图

2、1中，静止的容器中当容器以加速度口(0<匀加速上升时，弹簧盛有液体，一轻弹簧下端与伸长量为，弹力大小变为=kx：，选竖直向上容器底连接，上端连接一物为正方向，则有：体，物体浸没在液体中。F-G-F2=ma，①若容器静止时弹簧即pg—_p1厂g一20，处于伸长状态．当容器以加速度a(a

3、有：上升和下降时，弹簧长度是变长还是变短?G+F3-F=ma，2错误解答即Pg+kx3-pVg--p"Va，物体的质量为m、体积为、密度为P，液体解得好：．gvq,-p>pw一的密度为P．弹簧的劲度系数为k，重力加速度为。tf,o所以，X3>X。，弹簧变长。①若容器静止时弹②若容器静止时弹簧处于伸长状态。伸长量簧处于压缩状态，压缩量为，p。物体的受力为X4,p。弹力方向变为情况如图2所示。重力竖直向上，如图3所示。弹G=mg--p，弹力方向竖力大小后，则有：直向下，大小FI=kx，浮力F+F；GF=pVg，则有：即Pkx4=p"Vg，G+，解得：。即pVg-pg+l。解得图2弹簧处于伸

4、长状态当容器以加速度oJa<图3弹簧处于压缩状态收稿日期：2014-10-03作者简介：张德才(1966一)，男，中学高级教师，州级骨干教师，兴义市优秀教学名师，一直从事高中物理教学工作。第33卷总第476期物理教学探讨Vo1．33No．4762015年第2期JournalofPhysicsTeaching2．2015．37．；重中状的若态物黧容，体即器受处到于的浸完浮人全力液失体为olE}=饔I；．譬三士；E：I三一l-_I-．I．__-上的浮力F。由于长方图4液体处于超重状态体随容器一起以加速度0运动，根据牛顿第二定律．对长方体，有：F-mg=ma，即Vg-pVa，可得F=pV(g

5、+a)>pvg。所以，当液体处于超重状态时，浸入液体中的物体受到的浮力大于物体排开液体的重力。4液体处于失重状态时对物体的浮力如图5所示，容器内盛有密度为P的液体，当液体随容器以加速度口<竖直向下做匀加速运动，即处于失重状态时，在液体中取一个体积为的长方体，其质量m=pV，长方体受到竖直向下的重力mg和竖直向上的浮力由于长方体随容器一起以加速度口运动．根据牛顿第二定律，对长方体，有：mg-F=ma，即pF=pVa，可得F=pV(g-Vg。Vo1．33NO．476物理教学探讨第33卷总第476期2．2015．40．JournalofPhysicsTeaching2015年第2期其实，以上

6、做法不正确。根据麦克斯韦方程，’‘l_●V×=一，●●+Q：：II变化的磁场产生螺旋电场，是螺旋电场推动V、V、I●电路中电荷定向运动产生电流，而不是右边的导__体圆所产生的电压在左边电路中所产生的电场、、l●来推动电荷做定向运动而形成电流的。所以，以EE一上的解法有问题。图3平行板电容器的电场分布3关于感生电压问题正确根据．z：一，解得距离磁场中心d￡例3如图4所示电路，右边是一个半径F0-为r处的电场强度大小为E=，如图6所示。10enl的导体圆．其中磁场的变化率A：20T／s，t左边的电阻R为2n，试问CD之间的电压约为多少?C图6变化的磁场严生螺旋甩场因此，du=Ecosa·d

7、l，在图6中，不难得到dl·D图4变化的磁场产生感生电动势COSOtrdO错解根据法拉第电磁感应定律：E电动势=于是解得：du=之，得到E电动势=—ABx~rro：0．1盯。因此，可以画，所以，，出它的等效电路(如图5所示)。再根据闭合电路欧姆定律，得到CD之间的电压为U=0．11T。如果取"IT'贝lJ=。参考文献：[1】梁冰．圆形磁场中的一个重要结论及应用U】．物理教学探讨，2010，(5)：40．I21王新建．例谈j用v-t图像求解物理问