浮力的计算方法

v1.0可编写可改正浮力的计算方法一、浮力的根源假想一个立方体淹没在水中，如图1所示，它的6个表面都遇到水的压力，它的左右、前后双侧遇到的压力是大小相等、方向相反的，即受力相互均衡；只有上下两个表面因为深度不一样，水的压强不一样，遇到水的压力也因此不相等。下表面遇到水向上的压力F1大于上表面遇到水向下的压力F2，向上和向下这两个压力之差就是液体对浸入物体的浮力。浮力的方向老是竖直向上的，与重力的方向相反。二、浮力大小的计算方法1．两次称量求差法由上边的剖析知道，浮力的方向是竖直向上的，与重力的方向恰好相反，因此先用弹簧测力计称出物体在空气中的重力F1，而后把物体浸入液体中，这时弹簧测力计的读数为F2，则。例1一个重2N的钩码，把它挂在弹簧测力计下淹没在水中时，弹簧测力计的读数是1．2N，则钩码遇到的浮力是分析由得2．二力均衡法把一个物体淹没在液体中让其从静止开始自由运动，它的运动状态不过有三种可能：下沉、不动或上调。物体淹没在液体中静止不动，叫做悬浮，上调的物体最后有一部分体积露出液面，静止在液面上，叫做漂浮。下沉的物体最后沉入液体的底部。依据物体的受力均衡可知，悬浮和飘荡的物体，浮力等于重力，即而下沉后的物体还要遇到容器壁的支持力，故，即例2一轮船由海里航行到河里，以下说法正确的选项是（）A．轮船在河里遇到的浮力大B．轮船在海里遇到的浮力大C．轮船所受浮力不变D．没法确立浮力的大小1v1.0可编写可改正分析轮船由海里航行到河里，依据轮船飘荡的特色可知，其所受的浮力大小等于物体的重力，故正确答案为选项C。3．阿基米德原理法阿基米德原理的内容是：浸入液体中的物体遇到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体遇到的重力，即阿基米德原理法经常与二力均衡法相联合使用。例3如图2所示，把一个小球分别放入盛满不一样液体的甲、乙两个溢水杯中，甲杯中溢出液体的质量是400g，乙杯中溢出液体的质量是500g，则小球质量是________g。分析依据阿基米德原理知，图甲中小球遇到的浮力为图乙中小球遇到的浮力为而图甲中小球是沉入液体底部的，由二力均衡法剖析知，图乙中小球是飘荡在液体表面的，故即，故。4．公式法由阿基米德原理知这是求浮力常用的公式例四三个直径同样的甲球、乙球、丙球分别放入水中，最后均衡时如图3所示，则遇到的浮力大小关系是________。2v1.0可编写可改正分析三球浸入水中的体积关系为，由浮力公式知。浮力公式是解决浮力大小问题的重要工具，它与其余几种方法相联合，能够解决几乎所有的浮力大小的计算问题。下边依据公式法与二力均衡法来推导实心物体在液体中的沉浮条件。由二力均衡法的剖析知，实心物体完全淹没在液体中有上调、静止和下沉三种可能：当时，下沉；当时，悬浮；当时，上调，最后飘荡。由浮力公式知又因为物体淹没在液体中，故。联立以上各式得：当时，物体将下沉；当时，物体处于悬浮状态；当时，物体将向上运动，最后处于飘荡状态。这是一个重要的结论，请看下边的例题。例5测定人体血液密度的方法是：在几支试管内分别装入密度不一样的硫酸铜溶液，再向每支试管内滴入一滴血液，若血液在某一支试管内悬浮，那么血液的密度就________（填大于、等于或小于）该试管内硫酸铜溶液的密度。分析因为血液在试管内硫酸铜溶液中处于悬浮，故ρ血液＝ρ硫酸铜，血液的密度等于该试管内硫酸铜溶液的密度。三、综合应用关于综合性题目，即浮力与密度、压强、二力均衡条件和杠杆等相联合类题目，只需灵巧运用以上各样方法，问题能够获得顺利解决。请看以下几个例题。例6某同学利用同一密度计来丈量和比较甲、乙两种液体的密度，其丈量情况如图4所示，则甲、乙两种液体的密度关系是（）A．B．C．D．不可以确立3v1.0可编写可改正分析图中甲、乙两种液体都能使密度计飘荡在液面上。由二力均衡法知F浮甲＝F浮乙＝G物，又因为密度计浸入液体甲中的体积大于浸入液体乙中的体积。即。由公式法知，，故有由知应选项C是正确的。例7图5是一饮水机结构的剖面表示图，控水槽中浮体A与阀门C经过一轻杆相连，已知桶内纯净水的水位高40cm，阀门C横截面积是水位时，浮体A遇到的浮力是多少分析C对浮体A的压力而均衡，故

1cm2，不计浮体A、阀门C自己的质量，求保持必定先对浮体A进行受力剖析，浮体A遇到浮力和阀门。阀门C对浮体A的压力与浮体A对阀门C的支持力是一对相互作使劲，大小相等，方向相反，故浮体A对阀门C的支持力也等于浮体A的浮力，即再对阀门C作受力剖析，因不计重力，阀门C遇到水的压力和浮体A的支持力而均衡，故，因此例8一块冰浮于水面上，那么当冰融化后，其水面高度能否变化假如冰里含有石块或木块，水面高度又怎样变化分析要判断冰融化前后水面高度的变化状况，就要比较融化前的V排与融化后的大小，是木块或石头在冰融化后排开水的体积。（1）若冰里无杂质，设冰的质量为m冰，融化后冰变为水的质量为m冰化水。因为冰融化前是飘荡，故，即，融化后，又故，4v1.0可编写可改正故冰融化前后水面高度不发生变化。（2）若冰中含有木块，则冰融化前由冰与木块处于飘荡可知。，即冰融化后由（1）知因为木块飘荡，有故，即因此，故冰融化前后水面高度无变化。（3）若冰中含有石块，则冰融化前因为冰块与石块办理。飘荡，则，即。当冰融化成水后，因为，石块下沉，则，故。6．飘荡问题“五规律”：规律一：物体飘荡在液体中，所受的浮力等于它受的重力；规律二：同一物体在不一样液体里，所受浮力同样；规律三：同一物体在不一样液体里飘荡，在密度大的液体里浸入的体积小；规律四：飘荡物体浸入液体的体积是它整体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几；规律五：将飘荡物体所有浸入液体里，需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。7．浮力的利用：1）轮船：工作原理：要使密度大于水的资料制成能够飘荡在水面上的物体一定把它做成空心的，使它能够排开更多的水。排水量：轮船满载时排开水的质量。单位t，由排水量m可计算出：排开液体的体积V排=；排开液体的重力G排=m；轮船遇到的浮力F浮=mg，轮船和货物共重G=mg。2）潜水艇：工作原理：潜水艇的下潜和上调是靠改变自己重力来实现的。3）气球和飞艇：工作原理：气球是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体如：氢气、氦气或热空气。为了能定向航行而不随风飘扬，人们把气球发展成为飞艇。5v1.0可编写可改正4）密度计：原理：利用物体的飘荡条件来进行工作。结构：下边的铝粒能使密度计直立在液体中。刻度：刻度线从上到下，对应的液体密度愈来愈大。1．小华用如图甲所示进行实验“研究影响浮力大小的要素”，A是实心圆柱体，依据数据作出的弹簧测力计示数F与物体浸入水中的深度h的关系图象如图乙，从图乙可知（）A．物体遇到的重力为2NB．当物体淹没在水中时遇到的浮力为2NC．该物体的密度为×103kg/m3D．浸入液体的物体所受的浮力大小与深度成正比2．小李同学为了丈量某种液体的密度和实心金属块的密度，他先在弹簧秤下挂上金属块，静止时弹簧秤示数如图甲所示.而后将金属块淹没在盛满该液体的溢水杯中，此时弹簧秤示数如图乙所示，溢出液体在量筒中液面地点如图乙所示.则（取g＝I0N/kg）(1)从溢水杯溢出的液体体积为cm3.(2)该液体的密度为kg/m3.(3)实心金属块的密度为kg/m3.如下图，用手提住弹簧测力计（图中手未画出），下边吊着一个金属块.当金属块未接触容器中的水时（如图a），弹簧测力计的示数为5N；当金属块所有浸入水中时（如图c），弹簧测力计的示数为3N.（g取10N/kg）6（a）（b）（c）图9-60v1.0可编写可改正1）求金属块所有浸入水中时遇到的浮力；2）求金属块的体积和密度；3）在使金属块由图（b）地点逐渐浸入水中至图（c）地点的过程中，试剖析水对容器底部压力的变化状况1：A、由图示图象可知，物体没有浸入液体时测力计示数为4N，则物体重力：G=4N，故A错误；B、由图示图象可知，物体完整淹没在水中时遇到的浮力：F浮=G﹣F=4N﹣2N=2N，故B正确；C、由浮力公式：F浮=ρgV排可知，物体的体积：V=V排===2×10﹣43m，由G=mg可知，物体的质量：m===，物体的密度：ρ物体===2×103kg/m3，故C错误；D、由图示图象可知，物体没有完整淹没在液体中前遇到的浮力与物体浸入液体的深度成正比，物体完整进入液体后遇到的浮力不变，故D错误；应选B．2．（1）直接读出读数即可50（2）从问题中可知，要求液体的密度就要先知道其液体的体积和它的质量，液体体积是已知条件为50ml,那还需知道质量，而我们依据题意可知液体的质量就是物体排开液体的质量，即物体在水中遇到的浮力，求其浮力即液体的重，由两次称量求差法可求。F浮F1F2=m=G=10N/kg=gm50.065kg/m31.2103kg/m3V107