《中考物理总复习》专题22 浮力计算问题(原卷版).doc
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1、专题22 浮力计算问题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=液gV排。(1)浮力的大小由液体密度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,V排=V物,当物体部分浸在液体中时,V排<V物,(V物=V排+V露)。 液体密度液一定时,V排越大,浮力也越大。(4)阿基米德原理也适用于气体,其计算公式
2、是:F浮=气gV排。2.如何判断物体的浮沉:判断物体浮沉的方法有两种:(1)受力比较法:浸没在液体中的物体受到重力和浮力的作用。F浮>G物,物体上浮;F浮<G物,物体下浮;F浮=G物,物体悬浮;(2)密度比较法:浸没在液体中的物体,只要比较物体的密度物和液体的密度液的大小,就可以判断物体的浮沉。 液>物,物体上浮;液<物,物体下浮; 液=物,物体悬浮。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=液gV排
3、,G物=物gV物,又因为F浮=G物(漂浮条件)所以,液gV排=物gV物,由物体漂浮时V排<V物可得液>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)根据漂浮条件F浮=G物,得:液gV排=物gV物,V排=物V物/液同一物体在不同液体中漂浮时,物、V物不变;物体排开液体的体积V排与液体的密度液成反比。液越大,V排反而越小。4.计算浮力的一般方法:(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)据阿基米德原理:F浮=G排液=液gV排,这公式对任何受到浮力的物体都适用。计算时已知液和V排(3)根据力的平衡
4、原理:将挂在弹簧秤下的物体浸在液体中,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。5.计算浮力问题的基本思路(1)仔细审题,注意抓住隐含条件的关键词,如浸入、浸没、装满、未装满、溢出、未溢出、漂浮、悬浮、上浮、下沉等。(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)在受力分析的基础上,列出关系式,比如物体在液体中漂浮或悬浮时F浮G物;用线吊在液体中时:F浮GG示;被强制压(按)入液体中时,F浮GF(F为压力或拉力),若有几个物体连接在一起
5、,可以将它们视为一个整体进行研究。(4)把阿基米德原理公式或密度、重力的计算公式代入关系式,代入已知量解出未知量,这种思维方式不仅对较难题适用,对解较容易的浮力题也适用。【例题1】在如图所示的甲图中,石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中。图乙是钢绳拉力随时间t变化的图像。若不计水的摩擦力,则可算出该石料的密度为( )A石料的重为1400N B石料的重为500NC石料的密度为2.8×103kg/m3 D石料的密度为3.2×103kg/m3【例题2】如图所示,a、b 是两种物质质量与体积的关系图像,分别用 a、b 两种物质制成体积相等的甲、乙两实心
6、物体,浸没在水中。松手稳定后 ( ) A.乙漂浮,乙受到的浮力小 B.甲漂浮,甲受到的浮力大C.乙下沉,甲受到的浮力大 D.甲下沉,乙受到的浮力大【例题3】如图所示,乒乓球从水里上浮直至漂浮在水面上,乒乓球在A位置时受到的浮力为FA,水对杯底压强为pA;在B位置时受到的浮力为FB,水对杯底压强为pB,则它们的大小关系是FA FB,pA pB,已知乒乓球的质量为2.7g,当它漂浮在水面时,排开水的体积为 cm3【例题4】如图所示,用滑轮组提升水中的物体A,若物体的质量为140kg,体积为60dm3,滑轮组的机械效率为80%,取g=10N/kg,不计绳重及轮与轴的摩擦,求(1)物体A在水中被匀速提
7、升时,拉力F是多大?(2)如果动滑轮挂钩用钢丝绳与物体A相连,而连接滑轮组的绳子所能承受的最大拉力为350N,当物体露出水的体积多大时绳子会断?一、选择题1.在弹簧测力计下悬挂一个实心小球,弹簧测力计的示数是8N把实心小球浸没在密度为0.8×103kg/m3的油中,弹簧测力计的示数是6N,说法正确的是( )A小球受到的浮力是2N B小球的质量是0.8kgC小球的体积是2.5×10-4m3 D小球的密度是3.2×103g/cm32.把一实心金属块浸在盛满酒精的杯中静止后,溢出酒精8g(酒精0.8×103kg/m3),若把这一金属块浸在盛满水的杯子中静止后,
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