浮力解题方法及典例
浮力压强综合计算技巧

浮力压强综合计算技巧1.平衡法:根据阿基米德原理,浮力等于物体在液体中排开的液体重力,即F浮=G物。
2.阿基米德法:浮力等于液体中排开的液体重力,即F浮=ρ液V物g。
3.称重法:在浸入液体中时,用弹簧测力计测量物体的重力,即F浸入=G物-F浮。
4.上下压力法:测量液体上表面和下表面的压力差,即F 浮=F下-F上。
二、综合计算方法1.对于漂浮和悬浮的情况,优先考虑F浮=G物,求出浮力后再综合阿基米德公式求出物体体积和密度等。
2.对于总压力的计算,可以使用公式法或者法,其中公式法是根据总压力等于总压强乘以底面积,而法是将总压力分解为物体重力、液体重力和重力的和,再计算总压强。
三、注意事项在综合计算时,一般情况下会综合浮力求出物体体积,质量和密度题目会给出其中一个量,懂两个量后就可以求出第三个量。
另外,在计算压强时,要注意区分液体的密度和高度,以免计算出错。
液体压强的计算公式为P=ρgh,其中ρ为液体密度,单位为千克/米3;g为重力加速度,约为9.8牛/千克;h为液体自由液面到液体内部某点的竖直距离,单位为米。
从公式中可以得知,液体内部压强只与液体的密度和深度有关,与液体的质量、重力、体积以及的形状、底面积等无关。
公式P=ρgh只适用于计算静止的液体产生的压强,而对固体、气体或流动的液体均不适用。
在液体压强公式中,h表示深度,而不是高度。
因此,在计算液体压强时,判断出h的大小是关键。
为了探究液体压强大小与哪些因素有关,可以采用转换法和控制变量法。
转换法是通过液体压强计中两玻璃管液面的高度差的大小来比较液体压强的大小,将抽象的东西变成了直观且形象的东西,使问题简化了。
控制变量法是在探究液体压强与深度的关系时,要保持液体密度不变,在探究液体压强与液体的密度关系时,要保持液体的深度不变。
计算浮力的方法有称重法、压力差法、阿基米德原理法和平衡法。
其中,称重法是通过测量物体的重量和示重来计算浮力;压力差法是通过测量浮力产生的上下压力差来计算浮力;阿基米德原理法是通过知道物体排开液体的质量或体积来计算浮力;平衡法适用于漂浮或悬浮的自由状态的物体。
解题方法:利用浮力知识求物体或液体的密度

利用浮力知识求物体或液体的密度:1.对于漂浮的物体,浮力等于重力,而浮力F浮= ρ液gV排,重力G物=ρ物gV排,因F浮≈G物,只要知道V排与V物的关系和ρ液或ρ物就可求出ρ物或ρ液;例1:将密度为0.6×103kg/m3,体积125cm3的木块放入盐水中,木块有1/2的体积露出盐水面,则木块受到的浮力为____N,盐水的密度____________ kg/m3g取10N/kg解析:木块漂浮,所受浮力等于重力,F=G= Mg=p木Vg=0.6×103kg/m3×0.125×10-3m3×10N/kg=0.75N,盐水的密度:=×103kg/m32. 若,物体完全浸没在液体中,根据阿基米德原理,及称重法,可求出,又因为,此时,可得;根据此式,已知ρ液,可求出ρ物,已知ρ物可求出ρ液;液面升降问题的解法:1. 组合物体漂浮类型要看液面是上升还是下降,关键是比较前后两次物体排开液体的体积的变化;设物体原来排开液体的体积为V排,后来排开液体的体积为V‘排,若V’排>V排,则液面上升,若V’排<V排,则液面下降;若V’排=V排,则液面高度不变,又根据阿基米德原理知,物体在液体中所受的浮力,故,因为液体的密度ρ液不变,固物体的排开液体的体积取决于物体所受的浮力,所以只要判断出物体前后所受浮力的变化情况,即可判断出液面的升降情况;例1一个水槽内漂浮着一个放有小铁球的烧杯,若将小铁球取出放入水槽里,烧杯仍漂浮在水槽中,则水面将A.上升B.不变C.下降D.无法判断解析:铁球和烧杯漂浮在水中,装有铁球的烧杯所受的浮力F浮与烧杯和铁球的总重力平衡,则有:;把铁球放入水槽中,铁球下沉,铁球单独受到的浮力,;烧杯单独受到的浮力为;铁球放入水槽中后,铁球和烧杯所受浮力之和为F浮2,因此,烧杯和铁球后来排开水的体积之和小于原来排开的水的体积,所以水面下降,故正确选项为C;2.纯冰熔化类型:此类题的规律技巧:若冰块漂浮于水中,则冰熔化后液面不变;若冰块漂浮于密度大于水的液体中,则冰熔化后液面上升;若冰块漂浮于或浸没于密度小于水的液体中,则冰熔化后液面下降;要判断液面的升降,必须比较冰排开液体的体积与冰熔化成水的体积之间的关系;冰未熔化时,若它漂浮在液面上,则所受的浮力与重力相等,即;冰块所受的,冰块的重力,由此可得;冰熔化后,化成水的体积;所以当冰块漂浮于水中时,,液面不变;当时,,液面上升;若冰块浸没液体中,则冰块排开液体的体积等于冰块的体积,而冰熔化后的体积小于冰的体积,故液面下降;例2如图所示,烧杯中的冰块漂浮在水中,冰块上部高出杯口,杯中水面恰好与杯口相平,待这些冰全部熔化后A.将有水从杯中溢出B.不会有水从杯中溢出,杯中水面也不会下降C.烧杯中水面下降D.熔化过程中水面下降,完全熔化后有水溢出解析:冰熔化后烧杯中的水面将保持不变,故不会有水溢出;答案:B漂浮物体切去露出部分后的浮沉情况:漂浮物体,如将露出液面的部分切去后,物体的重力减小,而浸在液体中的部分没有变,根据F浮= ρ液gV排知物体所受浮力不变;这时浮力大于重力,剩余部分上浮;例1长为L的蜡烛底部粘有一铁块,使其竖直停留在水中,如图所示,这时露出水面的长度为L0,将其点燃,直到自然熄灭,设燃烧掉的长度为d,则A.d<L0B.d=L0C.d>L0D.无法判断解析:假设将露出的部分一次切去,再分析剩余部分的沉浮情况就很容易得出结论;如将露出水面的部分切去,这时蜡烛的重力减小,而在水中的部分未变,即排开的水的重力——浮力未变,显然这时浮力大于重力,剩余部分将上浮;可见,蜡烛燃烧过程是逐渐上浮的,所以最终烧掉的长度大于L0,故正确选项为C;答案:C•密度计:•在物理实验中使用的密度计是一种测量液体密度的仪器;它是根据物体浮在液体中所受的浮力等于重力的原理制造与工作的;密度计是一根粗细不均匀的密封玻璃管,管的下部装有少量密度较大的铅丸或水银;使用时将密度计竖直地放入待测的液体中,待密度计平稳后,从它的刻度处读出待测液体的密度;常用密度计有两种,一种测密度比纯水大的液体密度,叫重表;另一种测密度比纯水小的液体,叫轻表;••密度计的原理是:F浮=ρ液gV排=G计不变;密度计在不同的液体中所受浮力相同,ρ液增大时,V排减小,密度计在液面以上的部分增大,刻度越靠下密度值越大;••气体的浮力:•气体的浮力与液体的同理,物体在空气中时,上下表面受到空气的压力差就是空气的浮力;故物体在空气中称得的重量,并不是物体真正的重量,但因其所受的浮力很小可以忽略不计;不但空气如此,物体在任何气体中,均受到气体的浮力;•氢气球和热气球浮沉原理比较:••饺子的浮沉:•生饺子被放入锅中时便沉到锅底,煮熟的饺子就浮起来了,如果把饺子放凉,再放入锅中,又会沉到锅底这是为什么呢因为生饺子放人锅中,由于浮力小于重力而下沉;煮熟的饺子因为饺子内气体受热膨胀,浮力增大,当浮力大于重力时,饺子上浮;凉的熟饺子因遇冷体积缩小使浮力减小,浮力小于重力而下沉;•。
浮力解题的四种方法

浮力解题的四种方法1、压力差法:根据物体浸在液体中受到的浮力等于物体受到液体向上和向下的压力差(F浮=F下-F上,F下表示物体下表面受到液体向上的压力,F上表示物体上表面受到液体向下的压力)。
根据浮力产生的原因,液体对物体下表面向上的压力为F向上,对物体上表面向下的压力为F向下,则物体所受浮力为F浮=F向上-F向下。
即浮力等于浸在液体中的物体受到的向上的压力和向下的压力之差。
适用:于物体的形状规则、密度均匀、它所受浮力可用液体对物体向上和向下的压力来计算。
例1、边长为10cm的正方体浸没在水中,物体的上表面与液面平行,上表面受到的压力为14.7N,下表面受到的压力为4.9N,求物体受到的浮力是多少?解:根据压力差法求浮力:物体受到的浮力为F浮=F向上-F向下=14.7N-4.9N=9.8N2、阿基米德原理:根据物体浸在液体中受到的浮力等于物体排开液体的重力(F浮=V排ρ液g)浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力,用公式表示就是:F浮=G排=ρ液gV排。
ρ液表示液体的密度,g=9.8N/Kg, V排表示物体排开的液体的体积。
当物体浸在气体中时,则F浮=ρ气gV排从公式上看物体所受浮力大小只跟液体密度和物体排开液体体积大小有关,与其他无关。
适用:知道排开液体的重力或体积。
例1、有一个小石块,放入盛满水的烧杯中,溢出15N的水,求小石块在水中所受的浮力?解:根据阿基米德原理可知小石块在水中受到的浮力F 浮=G 排=15N3、力的平衡原理:根据物体在液体中平衡时所有向上力的和等于所有向下力的和若物体漂浮或悬浮在液体(或气体)中时,应根据物体所受浮力等于物体的重力(即F 浮=G 物)来计算。
此法也称为平衡法。
适用:漂浮或悬浮例1、一艘30000N 的轮船在海上航行时,受海水的浮力多大?从海上到长江上航行时浮力多大?解:因为这艘轮船是漂浮,所以轮船所受的浮力F 浮=G 物=30000N ,轮船从海上航行到长江,轮船重力不变,所以所受浮力不变。
浮力计算题型及解题技巧

浮力是物理学中的重要概念,其在计算题中的应用也比较广泛。
以下是一些常见的浮力计算题型和解题技巧:1.计算物体所受的浮力大小这种题型通常会给出物体的体积、密度、重力加速度等参数,要求计算物体在液体中所受的浮力大小。
解题技巧如下:•首先,根据物体的密度和液体的密度,判断物体是否完全浸没在液体中,还是只有一部分浸在液体中。
•对于完全浸没的物体,可以根据阿基米德原理计算物体所受的浮力大小:F浮=ρgV排,其中ρ为液体的密度,g为重力加速度,V排为物体的排开液体的体积。
•对于只有一部分浸在液体中的物体,可以根据物体的密度和液体的密度,计算物体所受的浮力大小:F浮=ρgV浸/V物,其中V浸为物体浸在液体中的体积,V物为物体的总体积。
2.计算物体在液体中所受的浮力变化量这种题型通常会给出物体在液体中所受的浮力大小的变化量,要求计算物体所受的浮力变化量。
解题技巧如下:•首先,根据物体的体积、密度、重力加速度等参数,计算物体在液体中所受的浮力大小。
•然后,根据物体所受的浮力变化量,可以计算物体在液体中所受的浮力变化量:ΔF浮=ΔρgVΔV排,其中Δρ为液体的密度变化量,g为重力加速度,ΔV排为物体的排开液体的体积变化量。
3.计算物体在液体中所受的浮力对运动状态的影响这种题型通常会给出物体在液体中所受的浮力大小和物体的运动状态,要求计算浮力对物体的运动状态的影响。
解题技巧如下:•首先,根据物体的体积、密度、重力加速度等参数,计算物体在液体中所受的浮力大小。
•然后,根据牛顿第二定律,可以计算出物体的加速度:a=F合/m,其中F合为物体所受的合力,m为物体的质量。
•最后,根据加速度的大小和方向,可以判断物体是加速上升、减速上升、加速下降、减速下降等运动状态。
需要注意的是,在计算浮力的过程中,要遵循阿基米德原理和牛顿第三定律等物理原理,避免出现错误。
同时,在解题过程中要灵活运用各种物理公式和解题方法,避免思维定势。
除了上述提到的浮力计算题型和解题技巧,还有一些其他的浮力计算问题需要我们注意:1.计算浮力对物体的运动状态的影响这种题型通常会给出物体在液体中所受的浮力大小和物体的运动状态,要求计算浮力对物体的运动状态的影响。
最为经典五类浮力问题

最为经典五类浮力问题。
1、一木块用细绳系在容器底部,向容器内倒水,当木块露出水面体积是20cm3时,细绳对木块的拉力为0.6N,将细绳剪断,木块上浮,静止时,有2/5的体积露出水面,求:(1)木块的密度;(2)木块的重力.(g=10N/kg)先给你个推导公式很好用物体漂浮在某种液体上,根据重力等于浮力可得p物*g*v物=p液*g*v物排整理可得p物=p液*(v物排/v物)总结成一句话(记住):一个物体漂浮在某种液体上,如果排开水的体积占总体积的n/m ,则物体的密度为这种液体密度的n/m如果理解的话,第一问:木块的密度=(3/5)*1=0.6那么第二问也很简单木块的拉力为0.6N,木块的密度0.6F=pgvv(应该露出的体积)=10cm330cm3----2/5木块的体积=30/(2/5)=75cm3木块的重力=pgv=0.6*10*75=450N2、科技工作者曾经制作了体积为1500立方米的氢气球,球壳和吊蓝总重2500牛.氢气密度为0.09千克/立方米.空气密度为1.29千克/立方米.问这个气球能吊起多重的物体?对于密度的和物体沉浮条件的理解,密度间的差值,就是所能负载的数值氢气的密度为0.09千克/立方米空气的密度为1.29千克/立方米那么1立方米气球能够升空的最大负载就是1.29-0.09=1.20千克体积相同,质量相同(加负载的总合),那么就可以认为整体密度与外界物质的密度相同如果理解的话,这道题就很简单了1500*1.20=1800千克。
负载为18000N(g取10N/kg)18000N-2500N=15500N3、一个小瓶装满水时质量为32g,装满酒精时质量为28g,则这个小瓶的质量cm3----表示为立方厘米利用密度差来解题,简单很多p水=1.0g/cm3p酒=0.8g/cm3两者的密度差值=0.2g/cm3它们都是装满一个同样的瓶子,所以体积相等装满水时质量为32g,装满酒精时质量为28g两次质量的差值=32g-28g=4g所以瓶子的体积为(4g)/(0.2g/cm3)=20cm3所以瓶子的质量=32-20=12g(利用水的密度等于1来计算)4、一块体积为V,质量为M和合金,他是由密度为P1和P2的两种金属合成的:(1)写出合金密度的表达式(2)求出这两种金属在合金中的质量之比M1:M2的表达式(1)合金密度的表达式P=M/V(2)可以利用十字相乘法求出体积比(设P1<P2)P1-------P2-P----P----P2-------P-P1V1:V2=(P2-P):(P-P1)M1:M2=P1*V1:P2*V2=(P1/P2)*(P2-P)/(P-P1)=P1*(P2-P):P2*(P-P1)5、冰块在水中溶化,液面高度不变冰块中密度小于水的杂质,溶化后高度不变冰块中密度大于水的杂质,溶化后高度降低冰块漂浮在密度大于水的液体上(盐水),溶化后液面升高。
中考物理浮力解题技巧及经典题型及练习题(含答案)

中考物理浮力解题技巧及经典题型及练习题(含答案)一、浮力1.质量相等的甲、乙两实心小球,密度之比ρ甲:ρ乙=3:2,将它们都放入水中,静止时两球受到的浮力之比为F甲:F乙=4:5,则乙球的密度为()A.23ρ水 B.54ρ水 C.56ρ水 D.45ρ水【答案】C【解析】根据题意知道,m甲=m乙,ρ甲:ρ乙=3:2,由ρ=m/V知道, V甲:V乙=2:3;当两球在水中静止时的状态有下面几种情况:(1)甲乙都下沉:则排开水的体积之比等于V甲:V乙=2:3,由阿基米德原理知道受到的浮力等于排开水的体积之比,应是2:3,故不符合题意;(2)甲乙都漂浮:所以受到的浮力都等于自重,而两球质量相等、重力相等,受浮力相等,而F甲:F乙=4:5,故不符合题意;(3)甲漂浮、乙下沉:因为甲漂浮,所以F甲=G甲=mg;乙下沉,F乙<G乙=mg,即F甲>F 乙,而F甲:F乙=4:5,故不符合题意;(4)甲下沉、乙漂浮:甲下沉,F甲<G甲=mg;乙漂浮,F乙=G乙=mg,所以F甲<F乙,而F 甲:F乙=4:5,故符合题意;甲下沉乙漂浮时,甲受到的浮力F甲=ρ水V甲g,乙受到的浮力F 乙=m乙g=ρ乙V乙g;因为F甲:F乙=4:5,即ρ水V甲g:ρ乙V乙g=4:5,ρ乙=5ρ水V甲/4V乙=5ρ水×2 /4×3=5/6ρ水,故选C。
2.如图所示,边长为10cm的实心正方体,静止在乙液体中。
h1等于10cm,其上表面受到液体向下的压力F1=8N,下列说法正确的是A.液体的密度为0.8×103g/cm3B.正方体受到的浮力为8NC.正方体上表面受到液体的压强为8×104pa D.正方体下表面受到液体的压力为18N【答案】B【解析】【详解】AC.根据题意知道,正方体的上表面积是:S=L2 =(10cm)2 =100cm2 =0.01m2,由于上表面受到液体向下的压力F1 =8N,所以,上表面受到液体向下的压强是:1218N=800Pa0.01mFpS==上由p=ρgh知道,液体的密度是:1800Pa=10N/kg 0.1mp gh ρ=⨯上 =0.8×103 kg/m 3 , 故AC 不符合题意;BD .下表面受到液体的压强是:p 下 =ρgh 2 =0.8×103 kg/m 3×10N/kg×(0.1m+0.1m )=1600Pa ,由Fp S=知道,下表面受到液体的压力是: F 下=p 下S =1600Pa×0.01m 2 =16N ,由浮力产生的原因知道,正方体受到的浮力是:F 浮 =F 下 -F 1 =16N-8N=8N ,故B 符合题意,D不符合题意。
浮力解题思路 典型例题(含答案)

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=ρ液gV排。
对阿基米德原理及其公式的理解,应注意以下几个问题:(1)浮力的大小由液体密度ρ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)。
当液体密度ρ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,其计算公式是:F浮=ρ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ρ物和液体的密度ρ液的大小,就可以判断物体的浮沉。
ρ液>ρ物,物体上浮;ρ液<ρ物,物体下浮;ρ液=ρ物,物体悬浮;对于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=ρ液gV排,G物=ρ物gV物,又因为F浮=G物(漂浮条件)所以,ρ液gV排=ρ物gV物,由物体漂浮时V排<V物可得ρ液>ρ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:ρ液gV排=ρ物gV物,V排=·V物同一物体在不同液体中漂浮时,ρ物、V物不变;物体排开液体的体积V排与液体的密度ρ液成反比。
浮力常见问题及解题思路

浮力与流速的关系
流速与压强的关系
应用
流体中流速越大的地方压强越小,流 速越小的地方压强越大。
利用流速与压强的关系来解释流体动 力学中的现象,如船只航行时的阻力、 飞机起飞时的升力等。
浮力与流速的关系
当物体在流体中运动时,流速大的地方对物 体的压力较小,流速小的地方对物体的压力 较大,因此,流速的变化会影响物体所受的 浮力。
船只稳定性分析
船只在装载货物时,重心位置会发生变化,如果重心位置过低,船只稳定性会变差,容易 发生翻船事故。因此,在装载货物时需要合理安排货物位置,保持船只稳定性。
潜水艇工作原理分析
潜水艇工作原理
潜水艇能够在水下潜行是因为它能够通过调节自身重量来改变浮力大小。潜水艇内部有压载水舱,通过注水和排水来 调节自身重量,从而实现上浮和下潜。
浮力与压强的关系
液体压强
液体内部压强随深度的增加而增大,在同一深度处液体向 各个方向的压强相等。
浮力与压强的关系
物体在液体中所受的浮力与物体表面所受的液体压强有关, 当液体深度增加时,物体表面所受的压强增大,因此,物 体所受的浮力也会随之增大。
应用
利用液体压强的特点来解释生活中的现象,如潜水员下潜 时需要穿抗压服、深水炸弹等。
潜水艇浮力与重力关系
潜水艇在水中受到的浮力与它的体积和水的密度有关,而重力则与它的重量和重力加速度有关。通过调节压载水舱的 水量,潜水艇可以保持浮力与重力相等,实现在水中的悬浮状态。
潜水艇稳定性分析
潜水艇在水中受到水流、海浪等因素的影响,稳定性会发生变化。为了保持稳定性,潜水艇需要具备足 够的平衡能力,同时需要采取措施减小外部因素对稳定性的影响。
03 解题思路与方法
分析物体受力情况
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浮力解题方法总结及典例
1.浮力综台题的解答方法
解浮力综合题的基本步骤是:①确定研究物体,并对物体进行受力分析;②在受力分析的基础上,列出力的关系式;③把阿基米德原理公式或密度、重力的计算公式代入关系式;④根据已知条件解出所求量。
2.利用浮力知识求实心物体密度的两种方法
①若ρ物>ρ液,物体完全浸没在液体中,根据阿基米德原理F 浮=ρ液gV 排及称重法F 浮=G-G 示,可求出V 排=G-G 示/ρ液g ,又因为G=mg=ρ物gV 物,此时V 物=V 排,可得ρ物=( G / G-G 示)ρ液。
根据此式,已知ρ液,可求出ρ物;已知ρ物,可求出ρ液。
②若ρ物<ρ液,物体漂浮在液面上,根据物体漂浮条件G 物=F 浮=ρ液gV 排;利用大头针可使物体完全浸入液体中,求出物体的体积V ;因此物体密度ρ物=m/V=G 物/Vg=ρ液gV 排/V 。
3.利用漂浮体求液体或物体密度的方法
对于漂浮的物体,浮力等于重力,而浮力F 浮=ρ液gV 排,重力G 物=ρ物gV 物,因F 浮=G 物,只要知道V 排与V 物的关系和ρ液(或ρ物)就可求出ρ物(或ρ液)。
【典型例题解析】
【例1】如图所示,一边长为10cm 的立方体木块,在水中静止时,刚好有二分之一露出水面,若g 取10 N/kg ,求: (1)木块的密度是多大?
(2)用手将木块缓慢压入水中,当木块刚好全部没入水中时,手对木块的压力是多大?
【解析】由于木块漂浮在水面上,且刚好有二分之一的体积露出水面,即V 排为V 木的一半,故可根据漂浮条件F 浮=G 来列式计算;木块的重力不变,当木块刚好全部被压入水中时,浮力增大,增大的浮力等于木块原来外部体积排开的水的重力,即为手对木块的压力。
(1)木块的体积V 木=(10cm)3=10-3 m 3 木块静止在水面上时所受的浮力为:
F 浮=ρ水gV 排= ρ水gV 木/2=103×10×(10-3/2)N= 5N 因为
G 木与F 浮是平衡力,所以木块的重力G 木=F 浮=5N 木块的质量m 木=G 木/g=5/10kg=0.5kg
木块的密度ρ木=m 木/V 木=0.5/10-3kg/m 3=0.5×103 kg/m 3
(2)木块刚好全部没入水中时所受的浮力F '浮=ρ水gV '排=ρ水gV 木=103×10×10-3 N=10N
因手对木块的压力F 和木块的重力G 木的合力与木块所受的浮力F '浮是平衡力
所以F=F '浮-G 木=10N-5N=5N 。
【点评】在解答漂浮类问题时,往往以浮力与重力相等入手,再根据阿基米德原理解决。
【例2】某物体在空气中称量时,弹簧测力计的示数为5N ,完全浸没在水中称量时,弹簧测力计的示数为2N ,完全浸没在另一种液体中称量时,弹簧测力
计的示数为1.5N,求该种液体的密度。
【解析】根据题意,可求出物体在水中和在液体中所受的浮力,从而依次可求出物体的体积、液体的密度。
物体在水中所受浮力F
浮水= G-G
示
,物体的体积V=V
排水
=F
浮水
/ρ
水
g=G-G
示
/ρ
水g
物体在液体中所受浮力F
浮液=G-G'
示
,根据F
浮液
=ρ
液
gV
排液
,V
排液
=V,得。
【点评】本题为我们提供了一种测定液体密度的方法,所需器材是烧杯、水、弹簧测力计、石块和细线。
【例3】有甲、乙两实心物体ρ
乙=4ρ
甲
/5,甲物体漂浮在某种液面上时,
有1/3体积露出液面,求乙物体漂浮在液面时,露出液体体积和总体积之比。
【解析】甲、乙两物体在液体中都处于漂浮状态,它们受到的浮力都等于自身重力。
要求乙物体在液体中排开液体体积与物体的体积之比,关键要找出ρ
乙
与ρ
液的关系,U=U
排
+U
露。
解:甲物体漂浮时:F
浮1=G
甲
ρ
液g2 V
甲
/3 =ρ
甲
gV
甲
∴ρ
甲=2ρ
液
/3
∵ρ
乙=4ρ
甲
/5
∵ρ
乙=(4/5×2/3)ρ
液
=8ρ
液
/15
∵乙物体漂浮时:F
浮乙=G
乙
ρ
液·gV
排乙
=ρ
乙
·gV
乙
ρ
液(V
乙
-V
露
)=ρ
乙
V
乙
∴。
【答案】乙物体在液体漂浮时,露出液面体积和总体积的比为7/15。
【点评】解有关漂浮问题的关键,就是要紧紧抓住漂浮条件,即漂浮物体受力的特点:
F
浮=G
物
,分清物体的体积V,排开液体的体积V排,露出液体的体积V
露
及
它们之间的关系:V=V
排+V
露
;区分液体的密度和物体的密度。
根据题目条件,列
出方程求解。