【中考物理】专题09 计算浮力问题的多种方法 (解析版)
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专题 09 计算浮力问题的多种方法
解决专题问题策略
一、计算浮力的方法
方法一:压力差法
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。
方法二:公式法
阿基米德原理数学表达式 F 浮=G 排液=ρ 液gV 排,这公式对任何受到浮力的物体都适用。计算时已知 ρ 液和 V
排
方法三:称量法
根据力的平衡原理,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
方法四:平衡法
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。
注意:用二力平衡的思想解决浮力问题
(1)物体漂浮或者悬浮时,物体处于平衡状态,这时浮力等于重力 F 浮=G
(2)有一个重物压在物体上,物体静止在液体表面或者悬浮在液体中,这时物体的重力加上重物的压力
等于物体在液体中受到的浮力,即 F 浮=G+N
(3)物体挂在弹簧秤下,并且部分或全部浸在液体中,物体平衡时,物体重力等于弹簧秤读数加上物体
受到的浮力,即 F 浮+F=G
1
(4)物体在液体里,物体下端用绳拴住挂,并且部分或全部浸在液体中,物体平衡时,物体重力加上绳
的拉力等于物体受到的浮力,即 F 浮=G+F
二、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=G-G 示;被强制压(按)入液体中时,F 浮=G+F(F 为压力或拉力),若有几个物体连接在一起,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。
注意:在解决比较难的浮力问题时,经常用到二力平衡的思想。
(1)物体漂浮或者悬浮时,物体处于平衡状态,这时浮力等于重力 F 浮=G
(2)有一个重物压在物体上,物体静止在液体表面或者悬浮在液体中,这时物体的重力加上重物的压力
等于物体在液体中受到的浮力,即 F 浮=G+N
(3)物体挂在弹簧秤下,并且部分或全部浸在液体中,物体平衡时,物体重力等于弹簧秤读数加上物体
受到的浮力,即 F 浮+F=G
(4)物体在液体里,物体下端用绳拴住挂,并且部分或全部浸在液体中,物体平衡时,物体重力加上绳
的拉力等于物体受到的浮力,F 浮=G+F
中考典型例题解析
【例题 1】(2020 苏州模拟)一均匀的长方体浸没在液体中,如图所示.已知它的底面积为 S,上表面所
处深度为 h1,下表面所处深度为 h2,则长方体下表面所受到液体的压力表达式为 、浮力表达式为
.(液体密度 ρ 液和 g 为已知量)
2
【答案】ρ 液gh2S;ρ 液g(h2﹣h1)S.
【解析】由液体压强公式 p=ρgh 及压强公式的变形公式 F=pS 得:
F1=p1S=ρ 液gh1S;
F2=p2S=ρ 液gh2S,
F浮=F2﹣F1=ρ 液gh2S﹣ρ 液gh1S=ρ 液g(h2﹣h1)S.
【点拨】这是用浮力产生原因即压力差法求解浮力问题的典型题。
【例题 2】(2020 江苏南京模拟)A、B是两个不溶于水的物块,用一根细线连接在一起,先后以两种不同
方式放入同一个装有水的烧杯中,处于如图甲、乙所示的静止状态。试判断两种情况下,烧杯中水面的高
度 h 甲、h 乙的大小关系为( )
A.h 甲<h乙B.h 甲>h乙C.h 甲=h 乙D.无法判断
【答案】C
【解析】把 AB 当做一个物体进行受力分析:
因为漂浮,所以,甲图物体受到的浮力:F 甲=GA+GB;
因为漂浮,所以,乙图物体受到的浮力:F 乙=GA+GB;
故两种情况下,F 甲=F 乙;根据 F 浮=ρ 水V排g 可知,排开液体的体积也相同,
h= ,所以 h 甲=h 乙
【例题 3】(2021 海南二模)如图所示,已知重为 10N 的长方体木块静止在水面上,浸入在水中的体积占
木块总体积的 (g 取10N/kg)。
(1)求木块所受到的浮力大小;
(2)若木块下表面所处的深度为 0.2 米,求木块下表面受到水的压强;
(3)若要将木块全部浸没水中,求至少需要施加多大的压力。
【答案】(1)木块所受到的浮力为 10N;
3
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2024-12-26 67
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