浮力专题复习)

浮力(专题复习)

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浮力（专题复习）

基本内容

(一)、计算浮力的一般方法

浮力问题是密度、压强、力的平衡以及阿基米德原理，物体的浮沉条件等多方面知识的综合应用。涉及的概念多、规律多，知识的综合性强，所以在解有关浮力问题时，要注意归纳解题方法，明确解题的思路和步骤。 计算浮力一般可归纳为以下四种方法：

①根据浮力的产生原因：F 浮=F 向上－F 向下，这种方法一般用于已知物体在液体中的深度，且形状规则的物体。

②根据阿基米德原理：F 浮=G 排液=ρ液gV 排。这个公式对任何受到浮力的物体都适用。计算时要已知ρ液、V 排。 ③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，对物体进行受力分析，物体受到竖直向下的重力与竖直向上的浮力及拉力。这三个力平衡，即G 物=F 浮+F 拉，由此得F 浮=G 物－F 拉。

④根据漂浮、悬浮条件：F 浮=G 物。此式只适用于计算漂浮或悬浮物体所受到的浮力。

运用上述公式计算浮力时，一定要明确各公式的物理意义和适用范围，弄清题目的已知条件，切不要死记硬背，乱套公式。 （二）题型示例及解题的基本方法 1、 由F 浮=G 物－F 拉求浮力。

当物体的密度比液体的密度大时，物体被一个力拉住悬浮在液体中，则物体受到了三个力的作用，由同一直线上三力平衡，应用公式：F 浮=G 物－F 拉，再由F 浮=G 物－F 拉求浮力。

例1：弹簧秤下挂一铁块，静止时弹簧秤的示数是4N ，将铁块一半浸入水中时，弹簧秤的示数为3.5N ，这时铁块所受的浮力是_________N 。 解：F 浮=G 铁－F 拉=4N －3.5N=0.5N 答案：浮力是0.5N 。

说明：上题属于浮力问题中的一种常见题型，已知物体在空气中的重G 物和物体浸入液体中弹簧秤示数F 拉，就可以用F 浮=G 铁－F 拉求浮力的大小。这是同一直线上三力平衡的问题。

2、应用F 浮=F 向上－F 向下求浮力。这是浮力的最基本的原理。

例2：边长为0.2m 的正方形铁块浸没在水中，上表面距水面0.1m ，求水对它的浮力是多大？（g 取10N/kg ）

分析与解：浮力的产生原因是液体对物体向上和向下的压力之差：即F 浮=G 向上－F 向下，其中F 向上是液体对物体下表面的向上的压力，它等于液体对物体下表面向上的压强P 向上与正方体底面积S 的乘积，即：F 向上=P 向上·S 。

F 向下是液体对物体上表面的向下的压力，它等于液体对物体上表面向下的压强P 向下与正方体上表面面积的乘积，即F 向下=P 向下·S 。 本题已知正方体边长为0.2m ，则它上、下表面的面积S=0.2m ×0.2m=0.04m 2. 由P=ρgh 可知：P 向上=ρ水gh 下表面

其中下表面深度：h 下表面=0.1m+0.2m=0.3m P 向下=ρ水gh 上表面

其中上表面深度h 上表面=0.1m

将以上数据代入F 浮=F 向上－F 向下即可求出浮力。

解：F

浮=F

向上

－F

向下

=P

向上

S－P

向下

·S=(P

向上

－P

向下

) ·S=ρ

水

g·S(h

下表面

－h

上表面

)

=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.2m)2×(0.1m+0.2m－0.1m)=80N 答案：水对正方体的浮力是80N。

3、应用F

浮=ρ

液

gV

排

判断浮力的大小。

例3：将体积相同的木球A，塑料球B，铜球都浸没在水中，如图所示，则（）

A、A球受的浮力最大；

B、B球受的浮力最大；

C、C球受的浮力最小；

D、三个球所受的浮力大小相同

分析与解：根据阿基米德原理的表达式F

浮=ρ

液

gV

排

可知，浮力F

浮

的大小只与

液体密度ρ

液和物体排开液体的体积V

排

有关。

根据题意：A、B、C三个球的体积相同，它们都浸没在水中，即ρ

液、V

排

都

相同。

答案：正确的选项是D。

4、应用F

浮=ρ

液

gV

排

计算浮力大小

例4：将体积是50cm3的物体浸没在水中，它受到的浮力多大？若此物体有一半浸在煤油中，它所受的浮力多大？（ρ

煤油

=0.8×103kg/m3）g取10N/kg

解：（1）物体浸没水中时，V

排=V

物

=50×10－6m3

F

浮=ρ

水

gV

排

=1.0×103kg/m3×10N/kg×50×10－6m3=0.5N

（2）物体一半浸在煤油中：V

排'= V

物

=25×10－6m3

F

浮'=ρ

煤油

gV

排

'=0.8×103kg/m3×10N/kg×25×10－6m3=0.2N

答：物体浸没水中时，受到的浮力是0.5N；当物体一半浸入煤油中时，受到的浮力是0.2N。

说明：应用阿基米德原理F

浮=ρ

液

gV

排

计算浮力大小时应注意以下几个问题：

（1）代入ρ

液时要注意物体浸入的何种液体，若浸入水中应写ρ

水

，并将水

的密度值代入，若浸入其它液体时，应代入其它液体密度。

（2）V

排

是物体排开液体的体积，它的大小不一定是物体的体积，当物体浸

没液体中时，V

排=V

物

，当物体部分浸在液体中时，V

排

物

。

（3）V

排的单位是m3，公式F

浮

=ρ

液

gV

排

中的各项字母都统一用国际单位。

5、应用漂浮条件F

浮=G

物

计算浮力

例5：把质量是200g的塑料块放入水中，静止时塑料块有一半露出水面。（g 取10N/kg）

求：（1）塑料块在水中受到的浮力？

（2）塑料块的体积和密度？

解：（1）∵塑料块是漂浮在水面上，

∴由漂浮条件可知塑料块所受的浮力？

F

浮=G

塑料

=m

塑料

g=200×10－3kg×10N/kg=2N

（2）因为塑料块有一半浸入水中，即V

排= V

塑料

所以F

浮=ρ

水

gV

排

2N=1.0×103kg/m3×10N/kg×V

塑料V

塑料

=4×10－4m3=400cm3

ρ

塑料

= =0.5g/cm3

说明：本题第一问应利用漂浮条件F

浮=G

物

求浮力，因为物体静止在水面上，

（漂浮）时，V

排< V

物

，有F

浮

=G

塑料

，因此判断塑料块的状态是漂浮是解此题的

关键。