初中物理浮力典型例题解析

初中物理浮力典型例题解析

精析 阿基米德原理的数学表达式为：F浮＝

液

gV排，公式表明了物体受到的浮力大小只跟液体的密度和物体排开液体的．．．．．．．．．．

体积有关．根据公式分析题目叙述的内容，问题就可以迎刃而解了． ．．

解 A选项：物体浸没在水中，无论深度如何，V排不变，水的密度不变，F浮不变．A选项不正确． B选项：物体所受的浮力与物体密度的大小没有直接的关系，B选项不正确．

C选项：重力的大小对物体所受的浮力无影响．例如：大铁块比小铁块要重一些，但将两者浸没于水中，大铁块受的浮力反而大些，因为大铁块的V排大．C选项不正确．

D选项：同体积的铁块和木块，浸没于水中，V排相同， 水相同，F浮铁＝F浮木，铁块和木块受的浮力一样大． 答案 D

注意：物体所受的浮力跟物体自身的重力、自身的密度、自身的形状无关．

例2 质量为79g的铁块，密度是7.9g/cm，这个铁块的质量是多少?重多少?将这个铁块浸没于水中，排开水的质量是多少?所受浮力是多少?（g取10N/kg）

精析 这道题考查学生对计算物体重力和计算浮力的公式的区别． 计算物体重力：G＝

物

3

gV物

液

计算物体在液体中受的浮力：F浮＝ 已知：m＝79g＝0.079kg 求：m铁、G铁、m排、F浮

解 m铁＝0.079kg

gV排．可以说：从计算的方法上没有本质的区别，但计算的结果却完全不同．

3

铁

＝7.9g/cm

G铁＝m铁g＝0.079kg×10N/kg＝0.79N

V排＝V铁＝

m铁

铁

＝

79g

7.8g/cm3

3

＝10 cm

3

m排＝

液

gV排＝1g/cm×10 cm＝10g=0.01kg

3

F浮＝m浮g—0.01kg×10N/kg＝0.1N

从上面的计算看出，铁块的重力和铁块浸没在水中受的浮力大小完全不同，但计算方法委相似，关键 是区别 液和 物，区别V排和V物，在理解的基础上进行计算，而不是死记硬背，乱套公式．

例3 （广州市中考试题）用弹簧测力计拉住一个重为43N的空心铜球，全部浸在水中时，弹簧测力计的示数为33.25N，此铜球的空心部分的体积是________m．（已知铜的密度为8.9×10kg/m） 已知：G＝43N，浸没水中F＝33.2N 求：V空

3

3

3

解 可在求得浮力的基础上，得到整个球的体积，进一步求出实心部分体积，最后得到结果． F浮＝G—F＝43N—33.2N＝9.8N

V排＝

F浮

水g

＝

9.8N

＝1×1033

1.0 10kg/m 9.8N/kg

—3

—3

m

3

浸没：V＝V排＝1×10m

3

球中所含铜的体积V铜＝

m铜

铜

＝

G铜

铜g

＝

43N

33

1.0 10kg/m 9.8N/kg

≈0.49×10m

V空＝V—V铜＝1×10m—0.49×10m ＝0.51×10m 答案 0.51×10m

例4 体积相同的A、B、C三个物体，放入水中静止后，处于图1—5—1所示的状态，试比较三个物体受的重力GA、GB、GC和密度 A、 B、 C．

—3—3

—3

—3

3

3—33

3

3

图1—5—1

精析 不同物体的重力可借助浮力的知识来比较． 解法1 由图来判断物体的状态：A、B漂浮，C悬浮． 由状态对物体进行受力分析： GA＝F浮A，GB＝F浮B，GC＝F浮C． 比较A、B、C三个物体受的浮力 ∵ VA排＜VB排＜VC排， 液相同． 根据F浮＝

液

gV排，可知：

F浮A＜F浮B＜F浮C， ∵ GA＜GB＜GC．

比较物体密度 ＝

mV

＝

G gV

A＜

B＜

C

解法2 由物体的浮沉条件可知： A、B漂浮 ∴

A＜

水

， B＜ 水， C＝ 水，

A、B漂浮于水面：F浮A＝GA

水

gVA排＝ AgV

F浮B＝GB

水

GvB排＝ BGv

由图：VB排＞VＡ排 ∴

B＜

A

比较密度： C＞ B＞ A

比较出密度后，由G＝mg＝ Vg，就可比较出物体重力：GC＞GB＞GA．

上述分析看出：由物体的状态，作出正确的受力分析与阿基米德原理相结合是解决问题的关键． 答案 C的重力和密度最大，B居中，A最小．

例5 将一个蜡块（ 蜡＝0.9×10kg/m）分别放入酒精、水和盐水中静止后，试比较它受的浮力大小和排开液体的体积大小．（

盐水

33

＞ 水＞ 蜡＞

酒精

）

精析 确定状态→受力分析→比较浮力→比较V排．

此题考查学生能否在判断状态的基础上，对问题进行分析，而不是急于用阿基米德原理去解题． 解 蜡块放入不同液体中，先判断蜡块处于静止时的状态． ∵

盐水

＞ 水＞ 蜡＞

酒精

∴ 蜡块在酒精中下沉，最后沉底；在水和盐水中最后处于漂浮状态． 设蜡块在酒精、水、盐水中受的浮力分别为F1、F2和F3，蜡块重力为G．

对蜡块进行受力分析：F1＜G，F2＝G，F3＝G．同一物体，重力G不变，所以F1＜F2＝F3

根据阿基米德原理：V排＝

F浮

液g

酒精中：V排酒精＝V物

水中：V排水＝

F2

水g

盐水中：V排排水＝

F3

盐水g

酒精 水 盐水 （a） （b） （c）

图1—5—2

∵ F2＝F3， 水＜ ∴ V排水＞V排盐水 而V排酒精＞V排水＞V排盐水

把状态用图1—5—2大致表示出来．

答案 蜡块在酒精中受的浮力最小，排液体积最大；在水和盐水中受的浮力相等，排水体积大于排开盐水体积． 例6 （广州市中考试题）将重为4.5N、体积为0.5dm的铜球浸没在水后放手，铜球静止后所受的浮力是________N． 精析 此题考查学生是否注意了在解题前先要对物体作“状态的判定”，即铜球静止时是漂浮于水面，还是沉于水中．有的学生拿到题后，就认定V排＝0.5 dm，然后根据F浮＝

3

3

盐水

液

gV排，求出浮力F浮＝4.9N．

【分析】 当题目未说明铜球静止时处于什么状态，可以用下面两种方法判定物体的状态． 解法1 求出铜球的密度： 球＝

m

V球

＝

GgV球

（g取10N/kg） 球＝

4.5N

10N/kg 0.5dm3

＝0.9kg/dm＝0.9kg/dm×

33

10kg/m

这是一个空心铜球，且 球＜ 水，所以球静止后，将漂浮于水面，得F浮＝G＝4.5N． 解法2 求出铜球浸没在水中时受的浮力F浮＝ 答案 4.5N

例7 （广州市中考试题）把一实心金属块浸在盛满酒精的杯中静止后，溢出酒精8g（ 金属块浸在盛满水的杯子中静止后，从杯中溢出水的质量是 （ ） A．15g B．12.5g C．10g D．8g

精析 分析出金属块在酒精和水中的状态，是解决问题的关键． 解 ∵

＝0.8×10kg/m），若把这一

3

3

33

液

gV排＝1×10kg/m×10N/kg×0.5×10m＝5N．

33－33

酒精

金属

＞

酒精

，

金属

＞ 水

∴ 金属块 …… 此处隐藏：9193字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……