初中物理浮力经典题
1. 认识到水、其它液体和空气对浸入其内的物体都会产生浮力的作用。
2. 通过实验探究浮力的大小跟哪些因素有关,并了解阿基米德原理。
3. 能用弹簧秤测量浮力,用F浮=ρ液gV排公式计算浮力。
4. 能用二力平衡的关系推导出物体在液体中浮沉的条件,并会用物体的浮沉条件解释有关现象和解决实际问题。
二. 重点、难点:
1. 浮力产生的原因
2. 阿基米德原理:
3. 用密度判断物体的浮沉
4. 浮力的应用
1. 什么叫浮力:浸在水中的物体受到水对物体向上托的力。推广在其他液体和空气中也会受对物体向上托的力。
2. 浮力产生的原因:浸入液体中的物体,受到液体的压强和压力,由于物体上、下表面在液体中的深度不同,因此物体上、下表面所受液体的压强不同,下表面受到液体向上
的压强大于上表面受到液体向下的压强,从而使物体下表面受到向上的压力大于上表面受到向下的压力,向上和向下的压力差就是物体在液体中受到的浮力。
3. 求浮力的方法:
①浮力等于弹簧秤的读数差;
②浮力等于液体对物体向上和向下的压力差;
③阿基米德原理:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。用公式表示:
此公式中ρ液是液体的密度,g是9.8牛顿/千克,V排是排开液体的体积(物体在液面以下的体积)
物体浸在液体中有两种情况:
一是浸没:V排=V物;
二是部分浸入:V排<V物;或V排+ V露= V物
④利用物体在液体中处于平衡状态:漂浮、悬浮。
4. 物体的浮沉条件:
5. 浮力的应用
(1)轮船是采用空心的方法来增大排开水的体积从而增大可以利用的浮力,使其漂浮在水面上,其大小用排水量表示。
(2)潜水艇是靠改变水舱中水的多少,即靠改变自身重力来实现上浮或下潜的 。
(3)气球和飞艇是通过充气、放气调整气囊的体积来改变浮力,实现上升和下降的 。
(4)密度计是测量液体密度的仪器,是利用物体漂浮在液面的条件来工作的密度计漂浮在不同液体的液面上,因为重力不变,浮力等于重力,密度计在不同液体中所受浮力相同,对于密度不同的液体,所排开液体的体积就不同,浮在密度小的液面上,排开的被体的体积大,浸人液体中的深度大;浮在密度大的液面上,排开的液体的体积小,浸入液体中深度小些。即密度计的刻度值是“上小下大 ”。
【典型例题】
例题1、弹簧秤的下端吊着一个金属球,弹簧秤的示数是10牛,当金属球徐徐浸入水中时,弹簧秤的示数将( ),金属球受到的浮力将( ),若金属球有一半浸入水中时,弹簧秤的示数是9 牛,这时金属球受到的浮力是( )牛,如果把它全部浸入水中,弹簧秤的示数将变为( )牛。
解答:减小、增大、1N、8N
精析:用弹簧秤测浮力时,弹簧秤的示数为拉力F不等于F浮,物体在重力G、拉力F和浮力F浮的作用下处于平衡状态,则有:F浮=G-F。
例题2、如图所示:三球体积相同,都静止在水中,则( )
A、A 球受浮力最大; B、B 球受浮力最大;
C、C 球受浮力最小; D、三球所受浮力一样大
解答:D
精析:
根据可知,浮力的大小跟液体的密度、物体排开液体体积V排有关,而与物体自身的重力、体积、密度、形状无关。浸没在液体里的物体受到的浮力不随物体在液体中的深度变化而变化。
例题3、一个漂浮在小型游泳池水面上的小船,一个人从池里捞下面几种物体放入船中,其中能使池中水面升高的是( )
A、从池中捞铁块 B、从水面上捞木块
C、从池中捞石块 D、将池中的一些水装入船中
解答:A、C
精析:要判断池中不面上升、下降或是不变,应比较被捞物体在捞起前排开水的体积和船排开水的体积以及捞起后和船作为一个整体漂浮时排开水的体积的关系,也就是比较物体被捞起前后浮力的大小是否变化。从池中捞铁块或石块前,船在水中漂浮,所受浮力
等于船重力,铁块或石块沉底,所受浮力小于重力,而捞起后与船作为一个整体漂浮,所受浮力等于船重加铁块或石块重,所受浮力增大,排开水的体积增大,池中水面升高。木块捞起前后均漂浮在水面上,所受浮力不变,水面高度不变。水悬浮在水中时和捞到船上后,所受浮力不变,排开水的体积不变,水面高度不变。
例题4、重1.47牛的铁球挂在弹簧秤下,将铁球浸没在水中,弹簧秤的示数是0.49牛,求: ⑴铁球受的浮力?⑵铁球的体积?⑶铁球是空心的还是实心的?
解答与精析:
例题5、某条链条可以承受7×104牛的拉力,能否用这根链条吊起水中体积为4米3 的花岗岩石板?(花岗岩密度为2.6×103千克/米3)
解答与精析:
所以用这根链条可以吊起在水中体积为4米3的花岗岩石板。
当花岗岩石板逐渐露出水面时,石板受到的浮力越来越小,链条上受到的拉力将越来越大,设花岗岩石板浸在水面下部分体积V时,链条上受到的拉力恰为7×104牛。
当花岗岩石板浸在水面下的体积小于3.26米3时,链条将承受不了石板的拉力而断裂。
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