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文档简介
利用平衡法计算浮力第8招教你一招
平衡法求浮力:物体处于漂浮和悬浮状态时,物体受到
的浮力与自身的重力是一对平衡力,可用“F浮=G”求浮
力;下沉物体受到向上的拉力处于平衡状态时,可用力的平
衡式F拉+F浮=G求浮力;上浮物体受到向下的拉力处于平
衡状态时,可用力的平衡式F浮=G+F拉求浮力。
如图所示,体积为1×103cm3的木块,用绳子系在底面
积为200cm2的柱形容器中,当浸没在水中时,绳子的拉力F
=4N;若不计绳重,g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3。
求:(1)木块受到的重力;(2)木块的密度;(3)剪断细绳,待木块静止时,容器底部的压强的减少量Δp。
解:(1)木块浸没在水中时,受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ
水gV木=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×103×10-6m3=
10N,木块受力平衡,G木+F=F浮,则G木=F浮-F=
10N-4N=6N。
二力平衡1.五颜六色的橡皮泥能捏制成各种形状,可以培养儿童
的动手能力和创造力,深受儿童喜爱。现有一个底面积
S=10cm2、高h=5cm的圆柱形橡皮泥静止在水平桌
面上,橡皮泥的质量m=0.1kg,桌上另有一水槽,槽
内水的深度H=20cm,已知水的密度ρ水=1.0×103
kg/m3,g取10N/kg。求:
(2)水槽底部所受水的压强p2;p2=ρ水gH=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10-2m
=2000Pa。(1)橡皮泥的重力G和橡皮泥对桌面的压强p1;(3)将橡皮泥放入水槽内,橡皮泥静止时所受的浮力F浮。
2.[2023·福建]小华利用氦气球与探空仪了解空气状况。如图
甲所示,质量为0.4kg的探空仪静止在水平桌面上,与桌面
接触面积为0.02m2。在室内测试时,将探空仪固定在充有
氦气的气球上,释放后氦气球恰好能携带探空仪悬浮在空
中,如图乙所示。已知球壳质量为0.23kg,球内氦气的密
度为0.17kg/m3,室内空气的密度为1.22kg/m3,g取10
N/kg。求:(1)探空仪所受的重力;解:G=mg=0.4kg×10N/kg=
4N。(2)探空仪对水平桌面的压强;
(3)悬浮时氦气球的体积(计算浮力时,不计探空仪的体积和
球壳的厚度)。
多力平衡3.[2023·泰安]某同学受“怀丙打捞铁牛”故事的启发,设计
了以下“打捞”过程:如图甲所示,金属块A部分陷入淤
泥内,轻质小船装有18N的沙石,细绳将金属块A和小船
紧连,细绳对小船的拉力为2N,水面与船的上沿相平;将
小船内所有沙石清除后,金属块A被拉出淤泥静止在水
中,如图乙所示。已知金属块A的体积为2×10-4m3,ρ水=
1.0×103kg/m3,g取10N/kg,小船的质量忽略不计,细绳
的质量和体积忽略不计。
解:(1)p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×50×10-2m=5
000Pa。
F浮'=ρ水gV排'=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2×10-
3m3=12N,F拉=F浮'=12N,绳子对A的拉力F拉'=F拉=12N,有GA=FA浮+F拉',即ρAgVA=ρ水gVA+F拉',解得ρA=
7×103kg/m3。
(1)图甲中木块受到的浮力大小;
(2)
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