浮力典型题
做有关浮力的题时,首先要明确物体的浮沉状态,根据物体的浮沉情况选择合适的方法做题。
不同的浮沉状态,隐含的条件不同。
漂浮:F浮=G物,V排ρ物
悬浮:F浮=G物,V排=V物,m排=m物,ρ液=ρ物
沉底:F浮判断物体的浮沉情况
1、计算物体浸没时的浮力(F浮=G排=m排g=ρ液gV排)和物体重力做比较
2、计算物体密度和液体密度做比较
例1:重10N,体积为0.8dm3的物体浸没在水中,如果它只受浮力和重力两个力的作用,问:此物体是上浮、下沉还是悬浮?(g取10N/kg)
例2:将质量是890g的铜块放入水中时,它受的浮力多大?若将铜块放入水银中,当铜块静止时所受的浮力多大?(ρ铜=8.9g/cm3, ρ水银=13.6g/cm3)(g取10N/kg)
比较浮力的大小
步骤:1.明确物体所在液体是否相同,确定液体密度ρ液的关系。
2.明确物体体积关系,结合物体在液体中的浮沉情况,确定V排的关系。
3.选择方法:
(1)若ρ液和V排的大小关系符合一个相同,一个大小关系已知,则用公式
F浮=ρ液gV排比较。
(2)若ρ液和V排的大小关系不符合一个相同,一个大小关系已知,则根据
浮沉条件(F浮与G物的关系)比较。
例1、甲、乙、丙三个体积相同的实心小球,静止在液体中如图8所示,关于三个小球下面说法正确的是( )
A. 三个球受到的浮力关系为F甲=F乙>F丙
B. 三个球受到的浮力关系为F甲<F乙=F丙
C. 三个球的密度关系为ρ甲<ρ乙<ρ丙
D. 三个球的密度关系为ρ甲>ρ乙>ρ丙
分析:因为在同种液体中,所以ρ液相同;又因为物体体积相同,甲、乙浸没而丙漂浮,所以V排甲=V排乙>V排丙
两个因素,符合一个相同,一个已知,所以用公式法:F浮=ρ液gV排
例2. 将重力相同的木块和铁块放入水中静止后,则( )
A、木块受的浮力大 B、铁块受的浮力大
C、木块和铁块所受浮力一样大 D、无法判断谁受的浮力大
分析: 因为在同种液体中,所以ρ液相同;又因为铁块体积小,完全浸没,而木块体积大却只有部分体积浸入水中,所以V排大小关系不知道。
两个因素,符合一个相同,一个未知,所以用浮沉条件:
例3、甲、乙两个完全相同的密度计放在A、B两种液体中,如图43所示,则甲、乙密度计受浮力F甲、F乙和A、B液体密度比较( )
A. F甲>F乙,ρA>ρB B. F甲=F乙, ρA=ρB
C. F甲<F乙,ρA<ρB D. F甲=F乙, ρA>ρB
分析:比较F浮:ρ液大小关系未知,V排关系已知,用浮沉条件;
比较密度:公式法,根据公式ρ=F浮/gV排
比较大小的通用方法(公式法):
用大小关系相同的、已知的量表示要比较的物理量。
巩固练习:
1、将体积相同的木球A,塑料球B,铜球都浸没在水中,如图所示,则( )
A、A球受的浮力最大; B、B球受的浮力最大;
C、C球受的浮力最小; D、三个球所受的浮力大小相同
2、两手分别拿着一个小木块和一个大石块,把它们都浸没到水中,同时松开手,小木块上浮,大石块下沉,则小木块受到的浮力F木____大石块受到的浮力F石;小木块受到的浮力F木_____G木;大石块受到的浮力F石______G石。(填“<”“=”“>”)
3、一个体积为V的实心铁球,分别放入足够深的水、酒精以及水银中,已知ρ水银>ρ铁>ρ水>ρ酒精,则铁球在_______中受到的浮力最大,F浮=______;在______中受到的浮力最小,此时F浮=___________。
4、金鱼缸中小金鱼口中吐出的小气泡,在升至水面的过程中体积逐渐变大,这个过程中气泡所受浮力将( )
A. 不变 B. 变大 C. 变小 D. 无法确定
5、将体积相同的木块和铁块放入水中静止后,则( )。
A、木块受的浮力大 B、铁块受的浮力大
C、木块和铁块所受浮力一样大 D、无法判断谁受的浮力大
6、潜水艇从潜行变为上浮,在浮出水面之前,所受海水的压强和浮力变化情况正确的是( )
A. 压强减小,浮力不变 B. 压强增大,浮力不变
C. 压强不变,浮力变大 D. 压强不变,浮力变小
7、浸没在液体中的物体当______时,物体会上浮,在上浮过程中,未露出液面前浮力______;露出液面后继续上浮时,浮力______。( 填“变大”、“变小”或“不变”)
求浮力的四种方法
1、称重法:F浮=G物-F拉(一般在实验题、出现弹簧测力计、拉力时用)
原理:当物体的密度比液体的密度大时,物体被一个力拉住悬浮在液体中,则物体受到了三个力的作用,由同一直线上三力平衡,应用公式:F浮=G物-F拉,再由F浮=G物-F拉求浮力。
例1:弹簧秤下挂一铁块,静止时弹簧秤的示数是4N,将铁块一半浸入水中时,弹簧秤的示数为3.5N,这时铁块所受的浮力是_________N。
2、公式法:F浮=G排=m排g=ρ液gV排(知道ρ液和V排或G排、m排时可用,主要用于物体浸没在液体中时)
例2:将体积是50cm3的物体浸没在水中,它受到的浮力多大?若此物体有一半浸在煤油中,它所受的浮力多大?(ρ煤油=0.8×103kg/m3)g取10N/kg
3、漂浮条件:F浮=G物(只能漂浮或悬浮时用)
例3:把质量是200g的塑料块放入水中,静止时塑料块有一半露出水面。(g取10N/kg)
求:(1)塑料块在水中受到的浮力? (2)塑料块的体积和密度?
4、压差法:F浮=F向上-F向下
例4:如图所示:某物块浸没在水中时,下表面受到水的压力为2.3牛,上表面受到水的压力为1.5牛,则该物块受到水的浮力为___ 牛,方向为________。
巩固练习
1.一个1牛的钩码,挂在弹簧秤钩上, 当钩码浸没在水中时弹簧秤的示数是0.87牛,这个钩码受到水的浮力是_____牛; 若钩码受到的浮力是0.1牛时,弹簧秤的示数应是_______牛。
2.木桩打到泥中时,受到水的浮力是____牛。
3.将2.00牛的金属块用线悬挂,使其全部浸入盛满酒精的容器中,测得溢出的酒精重为0.32牛,则金属块受到的浮力是________牛。
4.弹簧秤下悬挂一物体,在空气中称时弹簧秤的示数是392牛,浸没在水中时弹簧秤的示数是342牛,则物体受到的浮力是______,物体的体积是_______,物体的密度是__________;若将弹簧秤上提,使物浸入水中的体积减小一半,则此时物体受到的浮力等于________,弹簧秤的示数变为__________。
5.如图10甲所示,物体重_______N。把物体浸没在水中,弹簧测力计示数为3N,如图l0乙所示,则物体受到浮力为_______N。还可利用此实验器材探究浮力大小与_______的关系。
6.将质量为1kg的物体浸没在水中称,其重为8N,则该物体在水中受到的浮力是_______N,它的方向是_______(g取10N/kg)。
7.小刚自制了一个泡沫救生圈,其质量为8kg,体积为0.06m3,求:(1)救生圈漂浮在水面上时,它所受的浮力多大 (2)当小刚躺到救生圈上面时,救生圈刚好完全浸没在水中,则小刚的重力是多少 (g=l0N/kg)
8.质量为316克的实心铁球,浸没在水中时受到的浮力是多大?若将该铁球浸没在某种液体中,受到的浮力是0.3136牛,则这种液体的密度是多少?(ρ铁=7.9×103千克/米3)