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时间:2021-03-21
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1、浮力专题复习 知识要点: 1、正确理解阿基米德原理: 浸在液体中的物体受到向上的浮力、浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力,这就是阿基米德原理,其数学表达式是:F浮=G排液=ρ液gV排。 对阿基米德原理及其公式的理解,应注意以下几个问题: (1)浮力的大小由液体密度ρ液和排开液体的体积V排两个因素决定。浮力大小与物体自身的重力、物体的体积、物体的密度及物体的形状无关。浸没在液体中的物体受到的浮力不随深度的变化而改变。 (2)阿基米德原理对浸没或部分浸在液体中的物体都适用。 (3)当物体浸没在液体中时
2、,V排=V物,当物体部分浸在液体中时,V排G物,物体上浮; F浮ρ物,物体上
3、浮; ρ液<ρ物,物体下浮; ρ液=ρ物,物体悬浮; 对于质量分布不均匀的物体,如空心球,求出物体的平均密度,也可以用比较密度的方法来判断物体的浮沉。 3、正确理解漂浮条件: 漂浮问题是浮力问题的重要组成部分,解决浮力问题的关键是理解物体的漂浮条件F浮=G物。 (1)因为F浮=ρ液gV排, G物=ρ物gV物, 又因为F浮=G物(漂浮条件) 所以,ρ液gV排=ρ物gV物, 由物体漂浮时V排ρ物, 即物体的密度小于液体密度时,物体将浮在液面上。此时,V物=V排+V露。 (2)根据漂
4、浮条件F浮=G物, 得:ρ液gV排=ρ物gV物, V排=·V物 同一物体在不同液体中漂浮时,ρ物、V物不变;物体排开液体的体积V排与液体的密度ρ液成反比。ρ液越大,V排反而越小。 4、计算浮力的一般方法: 计算浮力的方法一般归纳为以下四种: (1)根据浮力产生的原因F浮=F向上-F向下,一般用于已知物体在液体中的深度,且形状规则的物体。 (2)根据阿基米德原理:F浮=G排液=ρ液gV排,这个公式对任何受到浮力的物体都适用。计算时要已知ρ液和V排。 (3)根据力的平衡原理:将挂在弹簧秤下的物体浸在液体中
5、,静止时,物体受到重力,浮力和竖直向上的拉力。这三个力平衡:即F浮=G物-F拉 (4)根据漂浮、悬浮条件:F浮=G物,这个公式只适用于计算漂浮或悬浮物体的浮力。 运用上述方法求浮力时,要明确它们的适用范围,弄清已知条件,不可乱套公式。 5、浮力综合题的一般解题步骤: (1)明确研究对象,判断它所处的状态。 当物体浸没时,V排=V物, 当物体漂浮时,V排+V露=V物, (2)分析研究对象的受力情况,画出力的示意图,在图中标出已知力的符号、量值和未知力的符号。 (3)根据力的平衡原理列方程,代入公式、数值
6、、进行计算,得出结果。 典型例题解析: 例1、边长1dm的正方形铝块,浸没在水中,它的上表面离水面20cm,求铝块受的浮力?(ρ铝=2.7×103kg/m3) 解法一:上表面受到水的压强: P上=ρ水gh上=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.2m=1.96×103Pa 上表面受到水的压力 F向下=P上·S=1.96×103Pa×0.01m2=19.6N 下表面受到水的压强 P下=ρ水gh下=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.3m=2.94×103Pa 下表面受到水的压力 F
7、向上=P下·S=2.94×103Pa×0.01m2=29.4N 铝块所受浮力 F浮=F向上-F向下=29.4N-19.6N=9.8N 解法二:V排=V物=(0.1m)3=10-3m3 F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×10-3m3=9.8N 答案:铝块所受浮力是9.8N。 说明: (1)解法一适用于规则物体,解法二说明浮力大小只与ρ液、V排有关,与物体密度和深度无关。 (2)题中铝块密度是多余条件,用以检验对阿基米德原理的理解。 若误将ρ铝、代入公式,求出的将是物体重力。
8、 在用公式求浮力时,要在字母右下方加上脚标。 例2、容积为1000m3的氢气球,吊篮和球壳的质量为150kg,在空气密度1.29kg/m3的条件下,这气球能载多少吨的物体停留在空中?现在需要载900kg的物体而保持平衡,应放掉多少立方米的氢气?(氢气密度为0.09kg/m3). 解析:由阿基米德原理可知,气球受到的浮力为: F浮=ρgV=
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