初中物理計(jì)算浮力大小知識(shí)點(diǎn)歸納
初中物理計(jì)算浮力大小知識(shí)點(diǎn)歸納
浮力現(xiàn)象我們?cè)趺磳W(xué)習(xí)呢?在初中就開(kāi)始學(xué)習(xí)了，我們一定要把握好機(jī)會(huì)把這部分內(nèi)容學(xué).小編整理了相關(guān)資料，希望能幫助到您。
初中物理浮力知識(shí)點(diǎn)歸納總結(jié)
1、浮力
1、浮力的定義：
一切浸入液體(氣體)的物體都受到液體(氣體)對(duì)它豎直向上的力叫浮力。
2、浮力方向：
豎直向上，施力物體：液(氣)體
3、浮力產(chǎn)生的原因(實(shí)質(zhì))：
液(氣)體對(duì)物體向上的壓力大于向下的壓力，向上、向下的壓力差即浮力。
4、物體的浮沉條件：
(1) 前提條件：物體浸沒(méi)在液體中，且只受浮力和重力。
(2) 請(qǐng)根據(jù)示意圖完成下空。
(3) 說(shuō)明：
① 密度均勻的物體懸浮(或漂浮)在某液體中，若把物體切成大小不等的兩塊，則大塊、小塊都懸浮(或漂浮)。
?、谝晃矬w漂浮在密度為ρ的液體中，若露出體積為物體總體積的1/3，則物體密度為(2/3)ρ
分析：F浮 = G 則：ρ液V排g =ρ物Vg
ρ物=( V排/V)·ρ液= 2 /3ρ液
?、?懸浮與漂浮的比較
相同： F浮 = G
不同：懸浮 ρ液 =ρ物 ;V排=V物
漂浮 ρ液 >ρ物; V排
④判斷物體浮沉(狀態(tài))有兩種方法：比較F浮 與G或比較ρ液與ρ物 。
?、?物體吊在測(cè)力計(jì)上，在空中重力為G,浸在密度為ρ的液體中，示數(shù)為F則物體密度為：ρ物= Gρ/ (G-F)
?、薇虮泻心緣K、蠟塊、等密度小于水的物體，冰化為水后液面不變，冰中含有鐵塊、石塊等密大于水的物體，冰化為水后液面下降。
5、阿基米德原理：
(1) 內(nèi)容：浸入液體里的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開(kāi)的液體受到的重力。
(2) 公式表示：F浮 = G排 =ρ液V排g 從公式中可以看出：液體對(duì)物體的浮力與液體的密度和物體排開(kāi)液體的體積有關(guān)，而與物體的質(zhì)量、體積、重力、形狀 、浸沒(méi)的深度等均無(wú)關(guān)。
(3) 適用條件：液體(或氣體)
6、漂浮問(wèn)題“五規(guī)律”：
規(guī)律一：物體漂浮在液體中，所受的浮力等于它受的重力;
規(guī)律二：同一物體在不同液體里漂浮，所受浮力相同;
規(guī)律三：同一物體在不同液體里漂浮，在密度大的液體里浸入的體積小;
規(guī)律四：漂浮物體浸入液體的體積是它總體積的幾分之幾，物體密度就是液體密度的幾分之幾;
規(guī)律五：將漂浮物體全部浸入液體里，需加的豎直向下的外力等于液體對(duì)物體增大的浮力。
7、浮力的利用：
(1) 輪船：
工作原理：要使密度大于水的材料制成能夠漂浮在水面上的物體必須把它做成空心的，使它能夠排開(kāi)更多的水。
排水量：輪船滿載時(shí)排開(kāi)水的質(zhì)量。單位 t 由排水量m 可計(jì)算出：排開(kāi)液體的體積V排= m/ρ液;排開(kāi)液體的重力G排 = m g ;輪船受到的浮力F浮 = m g 輪船和貨物共重G=m g 。
(2) 潛水艇：
工作原理：潛水艇的下潛和上浮是靠改變自身重力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
(3) 氣球和飛艇：
工作原理：氣球是利用空氣的浮力升空的。氣球里充的是密度小于空氣的氣體如：氫氣、氦氣或熱空氣。為了能定向航行而不隨風(fēng)飄蕩，人們把氣球發(fā)展成為飛艇。
(4) 密度計(jì)：
原理：利用物體的漂浮條件來(lái)進(jìn)行工作。
構(gòu)造：下面的鋁粒能使密度計(jì)直立在液體中。
刻度：刻度線從上到下，對(duì)應(yīng)的液體密度越來(lái)越大
8、浮力計(jì)算題方法總結(jié)：
(1) 確定研究對(duì)象，認(rèn)準(zhǔn)要研究的物體。
(2) 分析物體受力情況畫(huà)出受力示意圖，判斷物體在液體中所處的狀態(tài)(看是否靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng))。
(3) 選擇合適的方法列出等式(一般考慮平衡條件)。
2、計(jì)算浮力方法:
1、示重差法：
就是物體在空氣中的重與物體在液體中的重的差值等于浮力。即
例1：彈簧秤下掛一鐵塊，靜止時(shí)彈簧秤的示數(shù)是4N，將鐵塊一半浸入水中時(shí)，彈簧秤的示數(shù)為3.5N，這時(shí)鐵塊所受的浮力是_________N，ρ鐵：ρ水=_________ 。
2、壓力差法：
應(yīng)用F浮=F向上-F向下求浮力。這是浮力的最基本的原理。
3、公式法：
F浮=ρ液gV排=G排液
例2：將體積是50cm3的物體浸沒(méi)在水中，它受到的浮力多大?若此物體有一半浸在煤油中，它所受的浮力多大?(ρ煤油=0.8×103kg/m3)g取10N/kg
4、受力分析法：
如果物體在液體中處于漂浮或懸浮狀態(tài)，則物體受重力和浮力作用，且此二力平衡，則F浮=G物。如果物體受三個(gè)力而處于平衡狀態(tài)。則要分析出重力和浮力以外的第三個(gè)力的方向，當(dāng)?shù)谌齻€(gè)力方向與重力同向時(shí)，則F浮=G物+F3，當(dāng)?shù)谌齻€(gè)力方向與重力方向相反，則F浮=G物-F3。
例3：把質(zhì)量是200g的塑料塊放入水中，靜止時(shí)塑料塊有一半露出水面。(g取10N/kg)
求：(1)塑料塊在水中受到的浮力?
(2)塑料塊的體積和密度?
5、排水量法：
F浮=排水量(千克)×g
輪船的滿載重量，一般是以排水量表示的，即是排開(kāi)水的質(zhì)量，船也是浮體，根據(jù)浮體平衡條件也得：船受到的總F浮=G總，而排水量(千克)×g，就是船排開(kāi)水的重，即是浮力，又是船、貨的總重力。
6、應(yīng)用阿基米德原理和浮沉條件解浮力綜合題
例5：重10N，體積為0.8dm3的物體浸沒(méi)在水中，如果它只受浮力和重力兩個(gè)力的作用，問(wèn)：此物體是上浮、下沉還是懸浮?(g取10N/kg)
例6：將質(zhì)量是890g的銅塊放入水中時(shí)，它受的浮力多大?若將銅塊放入水銀中，當(dāng)銅塊靜止時(shí)所受的浮力多大?(ρ銅=8.9g/cm3， ρ水銀=13.6g/cm3)(g取10N/kg)
實(shí)驗(yàn)探究
給你足夠的水，量筒一只，怎樣測(cè)定小瓷酒杯的密度(酒杯的直徑小于量筒的直徑)請(qǐng)寫(xiě)出主要實(shí)驗(yàn)步驟及密度表達(dá)式。解析：測(cè)固體密度的方法有多種，有直接的方法：用天平測(cè)質(zhì)量、量筒(量杯)測(cè)體積;有間接的方法：利用物體漂浮時(shí)排開(kāi)液體的重力等于物體的重力，求出物體的質(zhì)量，再利用排水法測(cè)物體的體積，算出物體的密度，本題應(yīng)使用間接方法測(cè)小瓷酒杯的密度。
答案：
1. 在量筒里倒入適量的水，記下水面到達(dá)的刻度
2. 把小酒杯漂浮在水面上，記下水面到達(dá)的刻度
3. 把小酒杯沉沒(méi)在水中，記下水面到達(dá)的刻度
4. 計(jì)算：小酒杯漂浮在水面上
小酒杯沉沒(méi)在水中時(shí)，它排開(kāi)水的體積為
即瓷杯自身瓷的體積。
初中物理壓強(qiáng)與浮力習(xí)題
一、未完全理解壓力的概念
例1 如圖1所示，用100N的水平力將9N的物體壓在豎直的墻上，物體和墻壁的接觸面積為100cm2，則物體對(duì)墻壁的壓強(qiáng)為( )
圖1
A.900Pa
B.1×104Pa
C.9.8×105Pa
D.1.09×104Pa
錯(cuò)析：水平力為100N，物體重9N，則墻壁受到的壓力為109N，則物體對(duì)墻壁的壓強(qiáng)為P===1.09×104Pa。
答案：D。
辨析：壓力是指垂直壓在物體表面上的力，此題中物體對(duì)墻壁的壓力為100N，和物體的重力無(wú)關(guān)，因?yàn)橹亓Φ姆较蚴秦Q直向下的。因此，物體對(duì)墻壁的壓強(qiáng)應(yīng)該是P=
==1.0×104Pa。
正確答案：B。
二、未弄清壓強(qiáng)公式和液體壓強(qiáng)公式的適用范圍
例2 如圖2所示的水桶中，存水10N，水深8cm，水桶的底面積是100cm2，則桶底所受水的壓強(qiáng)為 Pa，桶底所受水的壓力為 N。(g取10N/kg)
圖2
錯(cuò)析：水桶中的水重10N，桶底所受水的壓力就是10N，桶底所受水的壓強(qiáng)為P===1000Pa。
答案：1000，10
辨析：通過(guò)對(duì)例1的分析可知，水桶底受到的壓力并不等于桶中的水重，所以水桶底受到的水的壓強(qiáng)不應(yīng)該根據(jù)公式P=
來(lái)計(jì)算，而應(yīng)根據(jù)液體壓強(qiáng)的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，算出壓強(qiáng)后再計(jì)算壓力。桶底所受水的壓強(qiáng)P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800 Pa
桶底所受水的壓力F=PS=800 Pa×100×10-4m2=8N。
正確答案：800 Pa，8N。
三、未理解影響液體壓強(qiáng)大小的因素
例3 10.兩個(gè)完全相同的容器中，分別盛有甲、乙兩種液體，將完全相同的兩個(gè)小球分別放入兩容器中，當(dāng)兩球靜止時(shí)，液面相平，球所處的位置如圖3所示，甲、乙兩種液體對(duì)容器底的壓強(qiáng)大小分別為p甲、p乙，則它們的關(guān)系是( )
圖3
A.p甲<>< p="">
B.p甲=p乙
C.p甲>p乙
D.無(wú)法確定
錯(cuò)析：兩個(gè)容器完全相同，兩個(gè)小球完全相同，當(dāng)兩球靜止時(shí)，容器的液面相平，即深度一樣，所以，兩容器底受到的壓強(qiáng)相等。
答案：B
辨析：液體壓強(qiáng)的大小與液體的密度和深度有關(guān)，上述分析的錯(cuò)誤之處是忽略了液體的密度。
由圖3可知：球在甲液體中漂浮，則球的密度小于甲液體的密度;球在乙液體懸浮，則球的密度和乙液體的密度相等;因此，甲液體的密度比乙液體小。根據(jù)公式P=ρgh，可以判斷甲液體對(duì)容器底的壓強(qiáng)比乙液體對(duì)容器底的壓強(qiáng)小。
正確答案：A
四、未完全理解物體漂浮的條件
例4 把一木塊輕輕放入盛滿酒精的杯中，木塊浮在液面上，此時(shí)杯中溢出酒精10g，若將此木塊輕輕放入盛滿水的杯中，從水中溢出水的質(zhì)量為( )
A.大于10g B.等于10g C.小于10g D.無(wú)法確定
錯(cuò)析：木塊浮在液面上，此時(shí)杯中溢出酒精10g，即m排=10g，則V排=
;把木塊放入水中，則木塊排開(kāi)水的體積仍為12.5cm3,這些水的質(zhì)量是m水=ρ水V排=1.0g/cm3×12.5cm3=12.5g。
答案：A
辨析：上述分析的錯(cuò)誤之處在于認(rèn)為木塊排開(kāi)的酒精的體積和排開(kāi)的水的體積相等，實(shí)際上木塊排開(kāi)酒精的體積大些。要正確解答此題，應(yīng)該理解物體漂浮的條件。木塊在酒精中漂浮，則木塊所受的浮力等于木塊的重，木塊的質(zhì)量等于它排出的酒精的質(zhì)量，木塊的密度小于酒精的密度，即F浮1=G木，m木=m排酒精，ρ木<ρ酒精;由題可知酒精的密度比水的密度小，因此木塊的密度比水的密度更小，即ρ木<ρ水，所以將此木塊放入盛滿水的杯中，木塊仍然漂浮，此時(shí)木塊受到的浮力還等于木塊的重，木塊的質(zhì)量和它排開(kāi)的水的質(zhì)量相等，即F浮2=G木，m木=m排水;所以，m排酒精=m排水=10g。
正確答案：B
五、不能正確判斷物體是否受浮力
例5 在河底有一凸出的巖石(如圖4)，體積為3m3，求它受到浮力是多大?
錯(cuò)解：根據(jù)阿基米德原理，F(xiàn)浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m3=3×104N
辨析：很明顯這樣分析是錯(cuò)誤的，因?yàn)楦×κ俏矬w受到液體向上和向下的壓力差，這塊凸出的巖石和河底是完全結(jié)合在一起的，下面根本就沒(méi)有水，因此也就談不上受到浮力的作用，所以這塊凸出的巖石受到的浮力為零。
正確答案：它受到浮力是0N。
六、不注意觀察，整體思考、前后綜合能力差
例6 在公園平靜的湖水中，經(jīng)常能看到從湖底，產(chǎn)生的氣泡向上升，則氣泡在水中向上升的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是( )
A.氣泡所受的液體壓強(qiáng)不變
B.氣泡所受的液體壓強(qiáng)變小
C.氣泡所受的浮力變大
D.氣泡所受的浮力不變
錯(cuò)析：氣泡在水中向上升的過(guò)程中，離液面越來(lái)越近，所處的深度變小，故氣泡所受的液體壓強(qiáng)變小;而氣泡排開(kāi)的水的體積不變，故所受的浮力不變。
答案：B D
辨析：上述分析的前一部份是正確的，后邊的分析不夠準(zhǔn)確，主要原因是同學(xué)們平時(shí)不注意觀察，前后知識(shí)的綜合能力不強(qiáng)。細(xì)心的同學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)氣泡上升時(shí)會(huì)越來(lái)越大，因?yàn)闅馀萆仙龝r(shí)所受的液體壓強(qiáng)變小，而質(zhì)量一定的氣體，壓強(qiáng)越小體積越大，這樣，氣泡排開(kāi)的水的體積越來(lái)越大，受到的浮力越來(lái)越大。
正確答案：B C
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