巧求浮力有“四法”

巧求浮力有“四法” 巧求浮力有“四法” 数理化学习(初中版 巧求浮力有"四法.'' 陕西省洋县龙亭中学(723303)郑中全 在实际应用中,浮力的计算比较繁难,方 法很多,技巧性强,这里对常用的四种方法作以 介绍,可根据具体情况,选择简便方法,以巧妙 解决浮力问,培养自己的物理思考能力和灵 活运用知识的能力. 1.据弹簧秤的测量结果求浮力 先用弹簧秤称出物体受到的重力G,再把 该物体浸人液体中,弹簧秤上示数减小到F,由力的合成知识可知,物体在液体中受到的浮力 等于弹簧秤上两次示数之差,即F浮=G— 例l如果没有量筒,只有弹簧秤,怎样求 出一个形状不规则的金属块的密度?写出步骤 和依据的原理. 解析:(1)用弹簧秤测出金属块在空气中 的重力G,则金属块的质量为 G m:——. g (2)用弹簧秤测出金属块完全浸没在水中 的读数,,则金属块所受浮力为 F浮=G—F. (3)据阿基米德原理得出金属块的体积. 由F浮=P液g得 :址: 鱼: p水gp水g (4)金属块的密度为 mG/gC P一V_ 评注:这种方法常用来测形状不规则物体 的体积,:置_:;并可间接测出物体 p液gp液g 的密度.p=赦.运用此法的条件是,物 体的密度大_r液体的密度,即P物>P液. ? 38? 2.据浮力产生的原因求浮力 根据浮力产生的原因可知,物体在液体中 受到的浮力,浮等于物体下面受到向上的压 力,下与上表面受到的向下的压力,之差,即 F浮=F下一F. 例2某长方体高20厘米,底面积为50厘 米,将它浸在水中,它的上表面离水面l0厘 米,求这个长方体受到的浮力是多少牛顿? 解析:由于长方体上下表面所受压力差即 为,浮,依题意: F下=p下S=P水ghFS : (0.1+0.2)P7kgS F上=P上S=p水ghS:0.1p水gS. F浮:F下一FJ=0.2p水gS =0.2×10'×9.8×5×10一 = 9.8(牛). 评注:用压力差求浮力,必须灵活运用P: F pgh与p:两公式求解.此种方法可以计算 J 有规则形状物体所受的浮力,对不规则形状物 体所受浮力的计算比较困难. 3.据阿基米德原理求浮力 浸人液体里的物体受到向上的浮力,浮力 的大小等于它排开的液体受到的重力,这就是 阿基米德原理,用公式表示即是 ,浮力=G排=p液g. 例3悬挂在细绳下的铜块,先后浸没在 水,酒精,盐水中,则铜块浸没在——中时受到 的浮力最大;铜块浸没在——中时受到的浮力 最小(P酒精<P水<P盐术). 解析:因为是同一铜块先后浸没在不同液 体中,根据阿基米德原理,F浮=P{II[g,可知 2005年第1期 当一定时,物体受到的浮力的大小与排开液 体的密度成正比.已知P酒精<p水<P盐水,所以 铜块浸没在盐水中时受到的浮力最大,浸没在 酒精中时受到的浮力最小. 评注:用此法求浮力,密度应该用液体的密 度,不能用浸在液体中的物体的密度;体积应该 是物体排开液体的体积,一般不等于物体的体 积(只有浸没在液体中的物体的体积才等于它 排开液体的体积). 4.据物体的浮沉条件求浮力 物体漂浮和悬浮的条件是:F浮:G,漂浮 和悬浮是浸入液体里的物体的两种平衡状态, 虽然它们都存在F浮=G的关系,但二者是有区 别的,前者是物体的一部分浸在液体里,有P物 <P液;后者是物体浸没在液体里,有P物=P液. 例4一木块浮在水面上露出水面的体积 为24厘米,把露出水面的部分截去,原水下部 分又有l8厘米露出水面,这个木块原来体积 是多大? 解析:由于木块漂浮,根据浮沉条件F浮= G,可得: p水g(木一24×10曲)=P木gV,, P水g[一(24+18)×10]=P木g(V木 一 ), 24×10一 解得P束=0.75×10千克/米, =96×10曲米. 评注:此法只能用在物体受重力和浮力作 用处于静止状态的情况,对于漂浮在液面或停 留在液体内部不同深度处两种情形都适用.因 此,只要题目中有漂浮或悬浮的条件,应以F浮 = G为突破口. 浮力考题错解 山东省邹城市兖矿集团第二中学(273500)梁佃斌 例l浸没在水中的物块在下沉的过程 中,关于上下表面受到的压力与压力差的变化, 正确的说法是() (A)压力增大,压力差增大 (B)压力增大,压力差减小 (C)压力增大,压力差不变 (D)压力不变,压力差不变 错解:选(A)认为随着物体下沉,深度增 加,液体压强增加,所以液体对物体上下表面的 压力都增大,上下表面的压力差也增大. 分析:物体上下表面受到的压力和上下表 面的压力之差,是两个不同的概念.错解发生 的原因就在于没有区别这两个概念,把它们混 为-一谈了.物体上下表面受到的压力可以从压 (初二) 强的定义出发求得:压力,等于压强P与受力 面积5的乘积F=pS,液体内部的压强随着深 度的增加而增大所以物体下沉,上下表面受到 液体对浸没在其中的物体上下 的压力都增大. 表面的压力差,就是液体对物体的浮力.根据 阿基米德原理,浮力等于物体排开的液体的重 力,已知浸没在水中的物体,排开水的体积不可 能再发生变化,即物体排开的水的重力不变,浮 力不变,压力差也不变.本题正确答案应选 (C). 例2一冰块漂浮在盛有水的容器中,冰 块的内部有一小石块.当冰熔化后,容器中水 面的高度将—— . 错解:水面的高度将保持不变. ? 39-