中考物理中浮力一直是学生们学习过程中的难点,其主要问题主要是在于浮力的应用比较灵活,而且通常出现在压轴题部分,对于浮力的解题要求较高,浮力往往也容易与滑轮组部分进行综合性考察,所以很多学生对于浮力较难题的考察无从下手。
如果要彻底解决此类问题,首先要搞清楚浮力这部分是如何进行考察?
一、了解浮力的相关概念,明确浮力产生的原因以及浮力的方向
二、熟练运用阿基米德原理以及适用的范围
三、清晰了解物体沉浮的条件,以及对应的重力与浮力的关系和物体密度与液体密度之间的关系
对浮力的认识
在液体当中,不管物理是处于那种状态(上升、漂浮、悬浮、下沉),物体形状是否为规则还是不规则,只要物体地步有液体的存在,都会受到浮力的作用,并且受力方向永远是竖直向上。
三种情况的浮力分析
1、若物体只有地面浸入液体(漂浮状态),此时物体只有下表面受到浮力
2、若物体全部浸入液体(悬浮或上升状态),此时物体所受浮力为上下表面的压力差
3、若物体在液体中下沉且最终与容器底面接触,此时物体所受浮力为上表面的压力差
计算浮力的四种方法
一、称重法:利用弹簧测力计前后两次示数差求浮力大小
F浮 = F1 - F2
二、压力差法:利用浮力产生的原因来计算浮力.
基本公式 F浮=F向上-F向下.
三、原理法:利用阿基米德公式求解浮力
基本公式:F浮=G排液=M排液g=ρ液gV排液.
适用范围 :普遍适用.
四、平衡法:利用物体漂浮或悬浮的条件来计算浮力.
基本公式 :F浮=G物(物体漂浮或悬浮)、F浮+N支=G物(物体沉底)、F浮=G物+F拉.(用绳子拉住)
求解浮力问题的一般步骤
1. 明确研究对象(受力物体)
2. 明确研究对象所处的运动状态.(漂浮、悬浮、沉底、上浮或下沉等)
3. 对研究对象进行受力分析,并画出受力示意图.(除分析重力、浮力外,还要注意是否有其它相关联的物体对它是否有拉力、压力等)
3. 列出物体处于平衡状态下的力的平衡方程(在展开方程时,应注意抓住题中的关键字“全浸”、“部分浸”、“漂浮”、“沉底”、“露出水面”等)
4. 列等式、解方程求出未知量.
例题讲解
例1 下列说法中正确的是 ( )
A.物体浸没在水中越深,受的浮力越大
B.密度较大的物体在水中受的浮力大
C.重的物体受的浮力小
D.同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大
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/cm3,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gV物
计算物体在液体中受的浮力:F浮=液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.
已知:m=79g=0.079kg
铁=7.9g/cm3
求:m铁、G铁、m排、F浮
解 m铁=0.079kg
G铁=m铁g=0.079kg×10N/kg=0.79N
V排=V铁=10 cm3
m排=液gV排=1g/cm3×10 cm3=10g=0.01kg
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.
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