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浮力是初中物理力学中的难点之一,也是各地中考命题的热点.本文将选取近几年各地中考的一些经典题目和同学们一起赏析,并就如何解决浮力的计算题、如何判断物体的浮力大小和物体的浮沉情况提出一些简单易学的方法供同学们参考.
技巧一 利用称重法F浮=G-F■解决问题.?摇
例1 一块质量为1kg的物体挂在弹簧测力计的下端,当它一半浸在水中时,示数为7N,如果把物体全部浸没在水中,则物体的所受到的浮力为多大?
精析 根据G■=mg、F■=G-F■,求出一半浸入水中时物体受到的浮力为F■,再根据阿基米德原理得出全部浸入时物体所受到的浮力F■=2F■.
解 G■=mg=1kg×10N/kg=10N
物体一半浸没在水中时,所受到的浮力
F■=G-F■=10N-7N=3N
F■=2F■=6N
技巧二 应用二力平衡解决简单问题
例2 把质量为250g,体积为300cm3的金属球放入水中,静止时它受到的浮力为多少?
精析 解本题的关键在于确定金属球在水中静止时所处的状态.方法一,求出球的密度ρ■,再跟ρ■比较.方法二,假设该球全部浸没水中,求出它在水中受到的最大浮力,然后跟它的重力比较.
解法一 ρ■=■=■=0.83g/cm3<1g/cm3
∵ρ■<ρ■?摇 ∴球静止时漂浮在水面上
F■=G=mg=0.25kg×9.8N/kg=2.45N
解法二 假设将球浸没水中,则最大浮力
F■=ρ■gV■=103kg/m3×9.8N/kg×3×10-4m3=2.94N
G=2.45N,∵F■>G?摇∴球将上浮,静止时漂浮在水面上,此时浮力F■=G=2.45N
技巧三 应用漂浮条件与阿基米德原理结合解决问题
例3 有一木块,放入水中静止后,有■的体积露在水面上,若将它放入另一种液体中时,有■的体积浸入液体中,求液体的密度.
精析 此题是利用阿基米德原理及漂浮条件解决密度问题的典型问题,而且条件较为隐蔽,在解决此类条件隐蔽的问题时,首先要认真分析题目中的一些关键词语,如上题中的“■■露出水面”,此处有两层含义:(1) 物体是漂浮在液面,(2)■ V■=■V■.其次,要对物体的状态和受力做认真的分析,才能建立正确的方程.
解 设该木块的体积为V■,放入水中后有■的体积露在水面,则意味着有■■的体积浸入水中,即■V■=■V■.
受到的浮力F■=ρ■·g·■V■,又因为放入另一种液体中漂浮时有■■的体积浸在液体里,即V′排=■V■,受到的浮力F′■=ρ■·g·■V■.由于木块在水中和在液体中都是漂浮状态,其受到的浮力都等于重力.即■F’■=G,F’■=G.?摇?摇则 F’■=F’■
即 ρ■·g·■V■ =ρ■·g·■V■?摇
■ρ■=■ρ■=1.25×103kg/m3
答 液体的密度是1.25×103kg/m3
技巧四 利用浮沉条件解决实际问题
例4 如图所示,将一个鸡蛋放入装有适量盐水的容器中,发现鸡蛋悬浮在盐水中.此时,鸡蛋受到的浮力?摇 ?摇?摇鸡蛋受到的重力(选填“大于”、“小于”或“等于”);若要使鸡蛋漂浮在水面,应该加入适量的;若要使鸡蛋沉入容器的底部,应该加入适量的 .
精析 物体的悬浮的条件是物体受到的浮力等于物体受到的重力,若是实心物体,物体的密度等于液体的密度;若要使物体上浮,必须使物体的浮力大于物体的重力,可以通过增大液体的密度或增大物体排开液体的体积来实现;若要使物体下沉,必须使物体的浮力小于物体的重力,可以通过减小液体的密度或减小物体排开液体的体积来实现.向液体中加盐,使液体密度变大,物体受到的浮力变大;向液体中加水,使液体的密度减小,物体受到的浮力减小.
解 等于 食盐 水
例5 轮船的排水量是轮船满载货物正常航行时排开水的质量,轮船的排水量往往用漆标注在轮船的船体上,常常称为“吃水线”,表示轮船安全航行时,排开水的体积.排水量为5000t的轮船,满载时在长江中航行,船受到的浮力为?摇?摇?摇?摇 N;船从长江驶入黄海后,船受到的浮力将?摇?摇?摇 ?摇(选填“变大”、“变小”或“不变”),船体上的吃水线位置将?摇 ?摇?摇?摇 (选填“上升”、“下降”或“不变”).
精析 轮船受到的浮力大小等于排开水受到的重力的大小,即是G■=m■g.轮船是漂浮在水面上的,受到的浮力大小等于重力,在江水中和海水中都是漂浮的,受到的浮力都等于轮船的重力,所以受到的浮力不变.由于海水的密度比江水的密度大,根据阿基米德原理F■=ρgV■可知V■减小,轮船上浮一些,吃水线下降.
解 4.9×107 不变 下降
(责任编辑:李建军)
技巧一 利用称重法F浮=G-F■解决问题.?摇
例1 一块质量为1kg的物体挂在弹簧测力计的下端,当它一半浸在水中时,示数为7N,如果把物体全部浸没在水中,则物体的所受到的浮力为多大?
精析 根据G■=mg、F■=G-F■,求出一半浸入水中时物体受到的浮力为F■,再根据阿基米德原理得出全部浸入时物体所受到的浮力F■=2F■.
解 G■=mg=1kg×10N/kg=10N
物体一半浸没在水中时,所受到的浮力
F■=G-F■=10N-7N=3N
F■=2F■=6N
技巧二 应用二力平衡解决简单问题
例2 把质量为250g,体积为300cm3的金属球放入水中,静止时它受到的浮力为多少?
精析 解本题的关键在于确定金属球在水中静止时所处的状态.方法一,求出球的密度ρ■,再跟ρ■比较.方法二,假设该球全部浸没水中,求出它在水中受到的最大浮力,然后跟它的重力比较.
解法一 ρ■=■=■=0.83g/cm3<1g/cm3
∵ρ■<ρ■?摇 ∴球静止时漂浮在水面上
F■=G=mg=0.25kg×9.8N/kg=2.45N
解法二 假设将球浸没水中,则最大浮力
F■=ρ■gV■=103kg/m3×9.8N/kg×3×10-4m3=2.94N
G=2.45N,∵F■>G?摇∴球将上浮,静止时漂浮在水面上,此时浮力F■=G=2.45N
技巧三 应用漂浮条件与阿基米德原理结合解决问题
例3 有一木块,放入水中静止后,有■的体积露在水面上,若将它放入另一种液体中时,有■的体积浸入液体中,求液体的密度.
精析 此题是利用阿基米德原理及漂浮条件解决密度问题的典型问题,而且条件较为隐蔽,在解决此类条件隐蔽的问题时,首先要认真分析题目中的一些关键词语,如上题中的“■■露出水面”,此处有两层含义:(1) 物体是漂浮在液面,(2)■ V■=■V■.其次,要对物体的状态和受力做认真的分析,才能建立正确的方程.
解 设该木块的体积为V■,放入水中后有■的体积露在水面,则意味着有■■的体积浸入水中,即■V■=■V■.
受到的浮力F■=ρ■·g·■V■,又因为放入另一种液体中漂浮时有■■的体积浸在液体里,即V′排=■V■,受到的浮力F′■=ρ■·g·■V■.由于木块在水中和在液体中都是漂浮状态,其受到的浮力都等于重力.即■F’■=G,F’■=G.?摇?摇则 F’■=F’■
即 ρ■·g·■V■ =ρ■·g·■V■?摇
■ρ■=■ρ■=1.25×103kg/m3
答 液体的密度是1.25×103kg/m3
技巧四 利用浮沉条件解决实际问题
例4 如图所示,将一个鸡蛋放入装有适量盐水的容器中,发现鸡蛋悬浮在盐水中.此时,鸡蛋受到的浮力?摇 ?摇?摇鸡蛋受到的重力(选填“大于”、“小于”或“等于”);若要使鸡蛋漂浮在水面,应该加入适量的;若要使鸡蛋沉入容器的底部,应该加入适量的 .
精析 物体的悬浮的条件是物体受到的浮力等于物体受到的重力,若是实心物体,物体的密度等于液体的密度;若要使物体上浮,必须使物体的浮力大于物体的重力,可以通过增大液体的密度或增大物体排开液体的体积来实现;若要使物体下沉,必须使物体的浮力小于物体的重力,可以通过减小液体的密度或减小物体排开液体的体积来实现.向液体中加盐,使液体密度变大,物体受到的浮力变大;向液体中加水,使液体的密度减小,物体受到的浮力减小.
解 等于 食盐 水
例5 轮船的排水量是轮船满载货物正常航行时排开水的质量,轮船的排水量往往用漆标注在轮船的船体上,常常称为“吃水线”,表示轮船安全航行时,排开水的体积.排水量为5000t的轮船,满载时在长江中航行,船受到的浮力为?摇?摇?摇?摇 N;船从长江驶入黄海后,船受到的浮力将?摇?摇?摇 ?摇(选填“变大”、“变小”或“不变”),船体上的吃水线位置将?摇 ?摇?摇?摇 (选填“上升”、“下降”或“不变”).
精析 轮船受到的浮力大小等于排开水受到的重力的大小,即是G■=m■g.轮船是漂浮在水面上的,受到的浮力大小等于重力,在江水中和海水中都是漂浮的,受到的浮力都等于轮船的重力,所以受到的浮力不变.由于海水的密度比江水的密度大,根据阿基米德原理F■=ρgV■可知V■减小,轮船上浮一些,吃水线下降.
解 4.9×107 不变 下降
(责任编辑:李建军)