密度与浮力计算题分类解
初中浮力计算题分类
初中浮力计算题分类LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】一、浮力的计算1.如图甲是“探究浮力大小”的实验过程示意图.(1)实验步骤C和D可以探究浮力大小与的关系,步骤B和可以测出物块浸没在水中时受到的浮力F浮,步骤A和可以测出物块排开的水所受重力G排;比较F浮与G排,可以得到浮力的大小跟物体排开的水所受重力的关系.(2)图乙是物块缓慢浸入水中时,弹簧测力计示数F随浸入深度h变化的关系图象.分析图象,可得关于浮力大小的初步结论2.某实验小组在“探究浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积是否有关”的实验中,记录的实验数据如下表所示.实验次数液体的密度ρ/(g?cm﹣3)排开液体的体积v/cm3物体的重力G/N弹簧测力计的示数F/N浮力Fa/N150250350460570①(1)在第5次实验中,弹簧测力计的示数如图所示,则表格中①处的数据应为.(2)分析对比第1、2和3次三次实验数据,得出结论一:当物体排开液体的体积相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力就越.(3)分析对比第三次的实验数据,得出结论二:当液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,物体所受的浮力就越大.(4)综合结论一和结论二,得出探究结论:越大,物体受到的浮力就越大.(5)小明联想到质量等于密度与体积的乘积,由此推想:物体排开液体的越大,所受的浮力就越大.(6)小燕又联想到物体的重力与 成正比,深入分析处理数据后,可以得出进一步的结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力.3. 一金属块在空气中称量27 N ,把它全部浸没在水中弹簧测力计读数为17 N ,则该金属块受到水对它的浮力是_______________N ,物体的体积为_______________m 3(g 取10 N /kg) 4、一个体积为1dm 3的空心铜球挂在弹簧秤上,浸没在水中静止时,弹簧秤的示数是放在空气中称时的65,已知ρ铜=×103kg/m 3。
密度与浮力计算
铜
F = ρgV = 1×103 kg / m 3 ×10 N / kg ×10 −2 m 3 = 100 N 排 浮
液
13 将密度为3×103kg/m3合金块挂在测力计 将密度为3 下面,在空中称得示数为12N,将此金属块浸没 下面,在空中称得示数为12N,将此金属块浸没 在水中称得的示数为多少? 在水中称得的示数为多少?
例3 质量为2kg的铁块用细线拉着漂在 质量为2kg的铁块用细线拉着漂在 水面上(如图所示) 水面上(如图所示)有200cm3浸在水 里,求细线的拉力 铁块受力分析: 铁块受力分析:
方向向上的力: 方向向上的力:浮力和拉力 方向向下的力:重力G 方向向下的力:重力 由于物体处于静止状态, 由于物体处于静止状态, 所以 F浮+F拉=G
根据公式F 根据公式 浮=ρ液gV排 水的密度1×103kg/m3 水的密度 ×
= 解: v 排 F浮= ρ液gV排 ρ 铜 =1×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3 × × ×
=1N
m铜
890g = =100cm3 =1×10−4 m3 8.9g / cm3
例2 重力为5N 的石块用线拴好,挂在 重力为5N 的石块用线拴好, 弹簧秤下, 弹簧秤下,浸没在水中称的示数为 3N, 3N,求石块受到的浮力和密度
11 质量为89kg铜块浸没在水里,求铜块受到的 质量为89kg铜块浸没在水里 铜块浸没在水里, 浮力。 (ρ铜=8.9×103kg/ 3) 浮力。 =8.9× kg/m 根据F 可知, 解: 根据 浮=ρ液gV排可知, ρ液= 1×103kg/ 3 kg/m
m V = 铜= 排
ρ
89kg −3 3 −2 3 = 10 × 10 m = 10 m 3 3 8.9 ×10 kg / m
四种计算浮力的方法-浮力水深公式
四种计算浮力的方法四种计算浮力的方法:这四种方法都可以用来计算浮力的大小,具体用哪一个要看所给的条件而定。
希望通过以下题目的训练,并不断总结,能让你在今后做浮力计算题时有所帮助的,愿你的不懈努力能给你取得优异的成绩!方法一、压力差法:F浮=F向上-F向下(F向上=P向上S=ρ液gh1S,F向下=P向下S=ρ液gh2S )方法二、称重法:F浮=G-F(G:物体本身的重力;F:物体浸在液体中时弹簧测力计的示数。
)方法三、原理法:F浮=G排=m排g=ρ液gV排(注意:G排:指物体排开液体所受到的重力;m排:指物体排开液体的质量;ρ液:指物体排开的液体密度;V排:指物体排开的液体的体积。
)方法四、平衡法:当物体漂浮或悬浮时,F浮=G#1、弹簧测力计下挂吊着一个重为1.47N的石块,当石块全部浸入水中时,弹簧测力计的示数为0。
98N,求:(1)石块受到的浮力(2)石块的体积(3)石块的密度#2、体积为100cm3的物体浸没在水中时受到的浮力是多少,浸没在密度为0。
8×103kg/m3的煤油中时浮力是多少? ( g=10N/kg)#3、。
现有一边长为10cm的正方体物块漂浮在水中,如图所示,其上表面距水平面2.5 cm,它的下表面受到的水的压力是多大?它受到的浮力多大?木块的密度是多少? ( g=10N/kg)第3题图#4、边长为0。
05m,的正方体实心物体挂在弹簧测力计下,物块浸没在水中,上表面与水面相平,木块静止时,弹簧测力计的示数F=2N,根据上述条件,请你求出相关的五个物理量.(含过程和结果)边长为0。
05m,的正方体实心物体挂在弹簧测力计下,物块浸没在水中,上表面与水面相平,木块静止时,弹簧测力计的示数F=2N,根据上述条件,请你求出相关的五个物理量.(含过程和结果)4题图1、如图15所示,容器中装有水,水中有一个木块被细线系着,已知水重200N,水深为0.5m,木块的体积为4dm3,木块的密度为0。
【计算题】2 浮力综合计算(考点梳理+强化练习)—2021中考物理二轮专题复习讲义
2021中考物理二轮考点过关:浮力综合计算考点梳理1.浮力大小的计算浮力大小的计算方法:(1)两次称量求差法F浮=F1﹣F2(2)二力平衡法F浮=G物(3)阿基米德原理法F浮=G排2.密度的计算(1)密度的公式:ρ=(ρ表示密度、m表示质量、V表示体积)(2)密度公式变化:m=ρV、V=3.液体的压强的计算计算液体压强的公式是p=ρgh.可见,液体压强的大小只取决于液体的种类(即密度ρ)和深度h,而和液体的质量、体积没有直接的关系。
运用液体压强的公式计算时,必须注意相关知识理解,以免造成干扰。
确定深度时要注意是指液体与大气(不是与容器)的接触面向下到某处的竖直距离,不是指从容器底部向上的距离(那叫“高度”)。
强化练习1.如图所示,物体挂在弹簧测力计下端浸没在水中,在将物体缓慢拉出水面的过程中,弹簧测力计示数随圆柱体上升距离的变化情况如图乙所示。
试求:(ρ水=1.0×103kg/m3)(1)圆柱体浸没时所受的浮力;(2)圆柱体的密度。
2.底面积为100cm2的柱形容器内盛有适量的水,现将含有石块的冰块投入其中,恰好悬浮(如图所示),此时水位上升了5.4cm;当水中冰块全部熔化后,相比熔化前水对容器底部的压强改变了50Pa。
(ρ冰=0.9×103kg/m3)求:(1)冰块悬浮在水中时所受的浮力;(2)石块的密度。
3.桌面上有一底面积为200cm2的圆柱形容器A,内装有一定量的水,将一质量为400g、底面积为150cm2的圆柱形容器B放入A中漂浮在水面上,然后向B中加入某种油后,A、B两容器内油和水的液面相平,B中油的液面高度为10cm,如图所示,继续向B内加油,A中水面上升了2cm。
求:(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,不计圆柱容器B的厚度)。
求:(1)加油前,容器B受到的浮力。
(2)这种油的密度。
(3)加油后,B容器底部受到油的压强增大了多少?(计算结果后保留1位小数)4.在水平桌面上放置一个底面积为100cm2,质量为400g的圆筒,筒内装有16cm深的某种液体。
解题方法:利用浮力知识求物体或液体的密度
利用浮力知识求物体或液体的密度:1.对于漂浮的物体,浮力等于重力,而浮力F浮= ρ液gV排,重力G物=ρ物gV排,因F浮≈G物,只要知道V排与V物的关系和ρ液或ρ物就可求出ρ物或ρ液;例1:将密度为0.6×103kg/m3,体积125cm3的木块放入盐水中,木块有1/2的体积露出盐水面,则木块受到的浮力为____N,盐水的密度____________ kg/m3g取10N/kg解析:木块漂浮,所受浮力等于重力,F=G= Mg=p木Vg=0.6×103kg/m3×0.125×10-3m3×10N/kg=0.75N,盐水的密度:=×103kg/m32. 若,物体完全浸没在液体中,根据阿基米德原理,及称重法,可求出,又因为,此时,可得;根据此式,已知ρ液,可求出ρ物,已知ρ物可求出ρ液;液面升降问题的解法:1. 组合物体漂浮类型要看液面是上升还是下降,关键是比较前后两次物体排开液体的体积的变化;设物体原来排开液体的体积为V排,后来排开液体的体积为V‘排,若V’排>V排,则液面上升,若V’排<V排,则液面下降;若V’排=V排,则液面高度不变,又根据阿基米德原理知,物体在液体中所受的浮力,故,因为液体的密度ρ液不变,固物体的排开液体的体积取决于物体所受的浮力,所以只要判断出物体前后所受浮力的变化情况,即可判断出液面的升降情况;例1一个水槽内漂浮着一个放有小铁球的烧杯,若将小铁球取出放入水槽里,烧杯仍漂浮在水槽中,则水面将A.上升B.不变C.下降D.无法判断解析:铁球和烧杯漂浮在水中,装有铁球的烧杯所受的浮力F浮与烧杯和铁球的总重力平衡,则有:;把铁球放入水槽中,铁球下沉,铁球单独受到的浮力,;烧杯单独受到的浮力为;铁球放入水槽中后,铁球和烧杯所受浮力之和为F浮2,因此,烧杯和铁球后来排开水的体积之和小于原来排开的水的体积,所以水面下降,故正确选项为C;2.纯冰熔化类型:此类题的规律技巧:若冰块漂浮于水中,则冰熔化后液面不变;若冰块漂浮于密度大于水的液体中,则冰熔化后液面上升;若冰块漂浮于或浸没于密度小于水的液体中,则冰熔化后液面下降;要判断液面的升降,必须比较冰排开液体的体积与冰熔化成水的体积之间的关系;冰未熔化时,若它漂浮在液面上,则所受的浮力与重力相等,即;冰块所受的,冰块的重力,由此可得;冰熔化后,化成水的体积;所以当冰块漂浮于水中时,,液面不变;当时,,液面上升;若冰块浸没液体中,则冰块排开液体的体积等于冰块的体积,而冰熔化后的体积小于冰的体积,故液面下降;例2如图所示,烧杯中的冰块漂浮在水中,冰块上部高出杯口,杯中水面恰好与杯口相平,待这些冰全部熔化后A.将有水从杯中溢出B.不会有水从杯中溢出,杯中水面也不会下降C.烧杯中水面下降D.熔化过程中水面下降,完全熔化后有水溢出解析:冰熔化后烧杯中的水面将保持不变,故不会有水溢出;答案:B漂浮物体切去露出部分后的浮沉情况:漂浮物体,如将露出液面的部分切去后,物体的重力减小,而浸在液体中的部分没有变,根据F浮= ρ液gV排知物体所受浮力不变;这时浮力大于重力,剩余部分上浮;例1长为L的蜡烛底部粘有一铁块,使其竖直停留在水中,如图所示,这时露出水面的长度为L0,将其点燃,直到自然熄灭,设燃烧掉的长度为d,则A.d<L0B.d=L0C.d>L0D.无法判断解析:假设将露出的部分一次切去,再分析剩余部分的沉浮情况就很容易得出结论;如将露出水面的部分切去,这时蜡烛的重力减小,而在水中的部分未变,即排开的水的重力——浮力未变,显然这时浮力大于重力,剩余部分将上浮;可见,蜡烛燃烧过程是逐渐上浮的,所以最终烧掉的长度大于L0,故正确选项为C;答案:C•密度计:•在物理实验中使用的密度计是一种测量液体密度的仪器;它是根据物体浮在液体中所受的浮力等于重力的原理制造与工作的;密度计是一根粗细不均匀的密封玻璃管,管的下部装有少量密度较大的铅丸或水银;使用时将密度计竖直地放入待测的液体中,待密度计平稳后,从它的刻度处读出待测液体的密度;常用密度计有两种,一种测密度比纯水大的液体密度,叫重表;另一种测密度比纯水小的液体,叫轻表;••密度计的原理是:F浮=ρ液gV排=G计不变;密度计在不同的液体中所受浮力相同,ρ液增大时,V排减小,密度计在液面以上的部分增大,刻度越靠下密度值越大;••气体的浮力:•气体的浮力与液体的同理,物体在空气中时,上下表面受到空气的压力差就是空气的浮力;故物体在空气中称得的重量,并不是物体真正的重量,但因其所受的浮力很小可以忽略不计;不但空气如此,物体在任何气体中,均受到气体的浮力;•氢气球和热气球浮沉原理比较:••饺子的浮沉:•生饺子被放入锅中时便沉到锅底,煮熟的饺子就浮起来了,如果把饺子放凉,再放入锅中,又会沉到锅底这是为什么呢因为生饺子放人锅中,由于浮力小于重力而下沉;煮熟的饺子因为饺子内气体受热膨胀,浮力增大,当浮力大于重力时,饺子上浮;凉的熟饺子因遇冷体积缩小使浮力减小,浮力小于重力而下沉;•。
初中物理专题复习22密度、压强、浮力的综合分析与计算(解析版)
专题22 密度、压强、浮力的综合分析与计算(速记手册)考点1 计算浮力方法(1)称重法:F浮=G-F(用弹簧测力计测浮力);(2)压力差法:F浮=F向上-F向下(用浮力产生的原因求浮力);(3)漂浮、悬浮:F浮=G物(二力平衡求浮力);(4)阿基米德原理:F浮=G物或F浮=ρgV排(知道物体排开液体的质量或体积时常用)。
2.浮力计算题方法总结:(1)确定研究对象,认准要研究的物体;(2)分析物体受力情况,判断物体在液体中所处的状态(漂浮、悬浮、下沉、上浮);(3)根据浮沉条件列出等式(一般平衡状态的居多)。
3.必须弄清楚的一些概念:①物重G与视重F;②物重G与物体排开的液重G排;③浸在(浸入)与浸没(没入);④上浮、漂浮、悬浮;⑤物体的密度ρ物与液体的密度ρ液;⑥物体的体积V物、物体排开液体体积V物、物体露出液体的体积V露。
4.解浮力问题经常用到的一些规律和概念:①二力平衡条件(推广到三力平衡);②密度;③液体内部压强规律;④浮力;⑤阿基米德原理;⑥物体浮沉条件。
考点2 漂浮问题“五规律”(历年中考频率较高)规律一:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受到的重力。
规律二:同一物体漂浮在不同液体里,所受浮力相同。
规律三:同一物体漂浮在不同液体里,在密度大的液体里浸入的体积小。
规律四:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几。
规律五:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。
【例1】一艘质量为2 000 t的货轮沉没在主航道60 m深的水底。
相关部门派出满载排水量为4 000 t 的打捞船进行打捞。
经过现场勘探后得知沉船排开水的体积为1 500 m3,决定采用浮筒打捞法(利用充满水的钢制浮筒靠自重下沉,在水下充气将筒内水排出,借助浮力将沉船浮出水面)进行打捞。
若打捞时所用钢制浮筒体积为200 m3,浮筒充气排水后的质量为30 t。
(水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:(1)60 m深的水底受到水的压强。
利用浮力测密度带答案
二、利用浮力测密度:1、浮力法——天平器材:天平、金属块、水、细绳步骤:1往烧杯装满水,放在天平上称出质量为m1;2将属块轻轻放入水中,溢出部分水,再将烧杯放在天平上称出质量为m2;3将金属块取出,把烧杯放在天平上称出烧杯和剩下水的质量m3;表达式:ρ=ρ水m2-m3/m1-m32.浮力法----量筒器材:木块、水、细针、量筒步骤:1、往量筒中注入适量水,读出体积为V1;2、将木块放入水中,漂浮,静止后读出体积V2;3、用细针插入木块,将木块完全浸入水中,读出体积为V3;表达式:ρ=ρ水V2-V1/V3-V13、等浮力法实验原理:漂浮条件、阿基米德原理;实验器材:刻度尺、粗细均匀的细木棒、一段金属丝、烧杯、水、牛奶;实验步骤:1将一段金属丝绕在木棒的一端,制成“密度计”,用刻度尺测出其长度L;2将“密度计”放入盛有水的烧杯中,使其漂浮在水中,用刻度尺测出“密度计”露出水面的高度h水;3将“密度计”放入盛有牛奶的烧杯中,使其漂浮在牛奶中,用刻度尺测出“密度计”露出牛奶液面的高度h牛;实验结论:因为“密度计”在水中和在牛奶中,均处于漂浮状态;因此“密度计”在水中和在牛奶中受到的浮力都等于“密度计”的重力;“密度计”的重力不变,所以两次浮力相等;即F牛=F水,根据阿基米德原理可得:ρ牛gV牛排=ρ水gV水排ρ牛gSh牛排=ρ水gSh水排∵h牛排=L-h牛h水排=L-h水∴ρ牛L-h牛=ρ水L-h水牛奶的密度:4、双提法实验原理:阿基米德原理实验器材:一支弹簧秤、一个烧杯及足量的水、金属块、线;实验步骤:1用细线系住金属块,在烧杯中倒入适量的水;2用弹簧测力计测出金属块受到的重力G;3用弹簧测力计测出金属块浸没在水中受到的拉力F;说明:若选用已知密度的金属块即可测液体的密度;5、三提法实验原理:阿基米德原理实验器材:一支弹簧秤、两个烧杯及足量的水、金属块、线、待测液体B实验步骤:1用细线系住小石块,将适量的水与液体B分别倒入两个烧杯中;2用弹簧测力计测出小石块受到的重力G3用弹簧测力计测出小石块浸没在水中受到的拉力F;4用弹簧测力计测出小石块浸没在液体B中受到的拉力F';液体B的密度:ρB=6、杠杆法实验原理:阿基米德原理、杠杆平衡原理实验器材:一根直硬棒、烧杯、金属块、线、待测液体B、刻度尺实验步骤:1、首先找一根直硬棒,用细线系在O点吊起,硬棒在水平位置平衡,2、将已知密度为ρ的金属块B挂在硬棒左端C处,另外找一个重物A挂在硬棒右端,调节重物A的位置,使硬棒在水平位置平衡,此时重物挂在硬棒上的位置为E,如图所示,用刻度尺测出OE的长度L o;水ρFGFG-'-3、把金属块B浸没在油中,把重物A从E处移动到D处时,硬棒再次在水平位置平衡;用刻度尺测出OD的长度L1;4、利用上述测量出的物理量和题中的已知量计算ρ油的表达式为:说明:利用杠杆平衡条件不但能测液体密度,还能测固体密度,不过要将被测固体浸没在已知密度的液体中;7、一浮一沉法实验原理:阿基米德原理实验器材:烧杯、水实验步骤:①在量筒内倒入适量的水,记下量筒的示数为V;②使空牙膏皮漂浮在量筒中,记下量筒的示数为V1;③将空牙膏皮卷成团,把空气排除,浸没在量筒的水中,记下量筒中的水示数为V2;牙膏皮密度的表达式:分析:这道题运用的实验原理:物体的漂浮条件;所谓“一浮一沉法”,即“一浮”:当物体漂浮在液面静止时,它受到的浮力等于重力;利用物体漂浮在水中找到重力------得到物体的质量;“一沉”:利用物体沉没在水中,找到体积,则物体的密度就可以测得;8、量筒测石块密度方案1 一只溢水杯、几只小烧杯和清水,实验步骤:①在溢水杯中装满水,先将小烧杯漂浮在水面上,再将小石块轻轻放在小烧杯中,同时用另一只小烧杯承接小石块放入杯中时溢出的水,用量筒量出溢出水的体积V3;②先在量杯中倒入适量的水,读出读数V1;把小石块浸没在水中读出体积V2,玻璃球的体积为V2-V1;所测的物理量为水的体积V1,水和玻璃球的总体积V2,溢出水的体积V3;小石块的密度:方案21量筒中放适量水,把小烧杯口朝上放在量筒中漂在水面记下水面刻度V12石块轻放到小烧杯中,待水面静止记下水面刻度V23将石块从小烧杯中取出,轻投入量筒中浸没记下水面刻度V3推导及表达式:V石=V3-V2漂浮时:G=F浮=ρ水gV2-V1ρ石=G/V石g=V2-V1ρ水/V3-V1三、利用压强测密度:1、等压强法实验器材:刻度尺、两端开口的直玻璃管一端扎有橡皮膜、烧杯无刻度、适量的水、足量的牛奶、细线;实验步骤:1.烧杯中倒入适量的水;2.将适量的牛奶倒入直玻璃管中,让扎有橡皮膜的一端放在水平桌面上,如图甲,用刻度尺测出牛奶的高度h牛;3.将直玻璃管缓缓放入烧杯的水中,观察橡皮膜的凹陷程度,直到橡皮膜呈水平状态时为止;用刻度尺测出橡皮膜到水面的高度h水,如图乙;实验结果:当橡皮膜呈水平状态时,牛奶对橡皮膜向下的压强等于谁对橡皮膜向上的压强;即p牛=p水ρ牛gh牛=ρ水gh水牛奶的密度:ρ牛=水牛水ρhh水ρρ21VVVV--=。
浮力计算题型及解题技巧
浮力是物理学中的重要概念,其在计算题中的应用也比较广泛。
以下是一些常见的浮力计算题型和解题技巧:1.计算物体所受的浮力大小这种题型通常会给出物体的体积、密度、重力加速度等参数,要求计算物体在液体中所受的浮力大小。
解题技巧如下:•首先,根据物体的密度和液体的密度,判断物体是否完全浸没在液体中,还是只有一部分浸在液体中。
•对于完全浸没的物体,可以根据阿基米德原理计算物体所受的浮力大小:F浮=ρgV排,其中ρ为液体的密度,g为重力加速度,V排为物体的排开液体的体积。
•对于只有一部分浸在液体中的物体,可以根据物体的密度和液体的密度,计算物体所受的浮力大小:F浮=ρgV浸/V物,其中V浸为物体浸在液体中的体积,V物为物体的总体积。
2.计算物体在液体中所受的浮力变化量这种题型通常会给出物体在液体中所受的浮力大小的变化量,要求计算物体所受的浮力变化量。
解题技巧如下:•首先,根据物体的体积、密度、重力加速度等参数,计算物体在液体中所受的浮力大小。
•然后,根据物体所受的浮力变化量,可以计算物体在液体中所受的浮力变化量:ΔF浮=ΔρgVΔV排,其中Δρ为液体的密度变化量,g为重力加速度,ΔV排为物体的排开液体的体积变化量。
3.计算物体在液体中所受的浮力对运动状态的影响这种题型通常会给出物体在液体中所受的浮力大小和物体的运动状态,要求计算浮力对物体的运动状态的影响。
解题技巧如下:•首先,根据物体的体积、密度、重力加速度等参数,计算物体在液体中所受的浮力大小。
•然后,根据牛顿第二定律,可以计算出物体的加速度:a=F合/m,其中F合为物体所受的合力,m为物体的质量。
•最后,根据加速度的大小和方向,可以判断物体是加速上升、减速上升、加速下降、减速下降等运动状态。
需要注意的是,在计算浮力的过程中,要遵循阿基米德原理和牛顿第三定律等物理原理,避免出现错误。
同时,在解题过程中要灵活运用各种物理公式和解题方法,避免思维定势。
除了上述提到的浮力计算题型和解题技巧,还有一些其他的浮力计算问题需要我们注意:1.计算浮力对物体的运动状态的影响这种题型通常会给出物体在液体中所受的浮力大小和物体的运动状态,要求计算浮力对物体的运动状态的影响。
浮力与物体密度关系的题型归类
浮力与物体密度关系的题型归类一、理论基础浮力与物体的密度有着密切的关系。
浮力是指物体在液体中受到的向上的推力,其大小与物体的体积和液体密度有关。
物体的密度是指单位体积内物质的质量,可以通过质量与体积的比值来计算。
二、浮力与物体密度关系的问题类型归类1. 已知物体密度,求浮力的大小这类问题给出了物体的密度和液体的密度,需要根据浮力的公式计算出浮力的大小。
2. 已知浮力的大小,求物体密度这类问题给出了浮力的大小和液体的密度,需要根据浮力的公式计算出物体的密度。
3. 已知物体密度和浮力的大小,求液体密度这类问题给出了物体的密度和浮力的大小,需要根据浮力的公式计算出液体的密度。
4. 已知物体密度和液体密度,求浮力的大小这类问题给出了物体的密度和液体的密度,需要根据浮力的公式计算出浮力的大小。
5. 已知浮力的大小和液体密度,求物体密度这类问题给出了浮力的大小和液体的密度,需要根据浮力的公式计算出物体的密度。
三、解题步骤解决与浮力与物体密度关系有关的题目,可以按照以下步骤进行:1. 确定已知条件,包括物体的密度、液体的密度和浮力的大小。
2. 根据已知条件,选择合适的公式计算出需要求解的量。
3. 使用计算器进行具体计算,得到结果。
4. 检查结果的合理性,确保计算无误。
5. 根据题目要求,给出答案并进行必要的单位转换。
四、实例分析例题1:已知一个物体的密度为1.5 g/cm³,浸没在液体中浮力的大小为10 N,液体的密度为0.8 g/cm³,求该物体浸没在液体中的体积。
解答:根据已知条件,可得:物体的密度(ρ)= 1.5 g/cm³浮力(F)= 10 N液体的密度(ρL)= 0.8 g/cm³根据浮力公式,我们知道浮力的大小等于液体密度乘以物体体积乘以重力加速度(F = ρL * V * g)。
通过移项,可以得到物体的体积:V = F / (ρL * g)。
代入已知值进行计算:V = 10 N / (0.8 g/cm³ * 9.8 m/s²) = 1.28 cm³所以,该物体浸没在液体中的体积为1.28 cm³。
专题25 四种方法计算浮力(解析板)
专题25 四种方法计算浮力浮力计算是学生们学习过程中的难点,也是各省市中考中必考内容之一。
由于涉及到浮力的计算方法比较多,往往又不是单纯的只用一种方法计算,所以加大了学习的难度,灵活运用四种方法计算浮力是突破浮力计算的关键。
考试中主要以选择、填空、计算题的形式考查,大多属于中等偏难的题目,失分率往往很高。
分值在2分—5分左右。
一、压力差法:F浮=F向上-F向下如图,物体浸在液体中,上表面受到液体向下压强(压力),下表面受到向上的压强(压力),由于液体压强随深度的增加而增大,所以物体上、下表面就会形成一个压强差(压力差),这个压强差使得物体上下表面有压力差,这就是浮力,即F浮=F向上-F向下。
浮力实质是一个合力,在受力分析时,我们用浮力代替了上、下表面的压力,这样使得问题更简单了。
例题1 (2021内蒙古兴安盟)如图甲所示,底面积S为25cm2的圆柱形平底容器内装有适量的未知液体,将容器放入水中处于直立漂浮状态。
容器下表面所处深度为h1=10cm,该容器受到的浮力是___________ N;如图乙所示,从容器中取出100cm3的液体后,当容器下表面所处深度h2=6.8cm时,该容器仍处于直立漂浮状态,则未知液体的密度是__________kg/m3(g取10Nkg)【答案】2.5 0.8×103。
【解析】由液体压强公式可得,水对容器下表面向上的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg ×0.1m=1000Pa,水对容器下表面向上的压力F向上=pS=1000Pa×25×10-4m2=2.5N,水对容器上表面的压力F向下=0,根据“浮力是液体对浸入其中物体的上下两表面的压力差”可知,F浮=F向下=2.5N;容器浸入水中深度减小的数值Δh=10cm-6.8cm=3.2cm,容器排开水体积减考点透视迷津点拨与点对点讲练小的数值ΔV=S Δh=25cm 2×3.2cm =80cm 3=8×10-5m 3,容器受到的浮力减小量ΔF=ρ水g ΔV=1.0×103kg/m 3×10N/kg×8×10-5m 3=0.8N ,容器漂浮在水面上,受到的浮力等于自身的总重。
史上最全浮力与密度核心考点
浮力与密度测量能力一:基本仪器使用1.天平的使用和读数(1)小红在利用如图所示的一架天平和一盒标准砝码测量物体的质量时,突发奇想,这架天平准确吗?请你帮助她设计验证天平是否准确的实验方案。
第1题图步骤一,将天平放在________________;步骤二,____________________,调节平衡螺母使天平平衡;步骤三,将游码移至标尺最右端5 g刻度线处,____________________,观察天平是否继续保持平衡,确认天平是否准确。
(2)小红利用已调好的天平、烧杯、适量的水、细线,测量一个形状不规则的小石块的密度。
如图所示的三个图是小红测量过程的示意图,已知水的密度是1.0×103 kg/m3,g=10 N/kg,利用图中测出的物理量计算小石块浸在水中受到的浮力为________N,小石块的密度为________kg/m3。
2.量筒的使用和读数(1)如图是测小石块的体积的示意图,则该量筒的最小刻度是________,该小石块的体积为_________cm3,如果某同学在测小石块体积时,把甲、乙两图颠倒了,则测得小石块的体积将比真实值________(选填“大”或“小”).甲乙丙(2)小明家有一枚质量为2.1 g的银币,他想用量筒测算出该银币是不是纯银的(ρ银=10.5 g/cm3),所用的量筒规格如图丙所示,量筒的分度值是________mL,他________(选填“能”或“不能”)鉴别出该银币,原因是________________________.(3)为了测出普通玻璃的密度,小明同学利用一个普通玻璃制成的小瓶、一个量筒和适量的水,做了如下的实验:(g取10N/kg)①在量筒内倒入体积为50cm3的水.②如图甲所示,让小瓶口朝上漂浮在量筒内的水面上.③如图乙所示,让小瓶口朝下沉入水中,测得瓶子玻璃的体积为________ cm3.④间接得出瓶子的重力为________ N.最终他测得普通玻璃的密度为________ kg/m3.3.弹簧测力计使用和读数(1)如图甲所示,弹簧测力计下挂一重物,当物体静止时,弹簧测力计的示数为________N,若将此弹簧测力计倒置过来如图乙所示进行测量,静止时测力计的示数________(选填“变大”、“变小”或“不变”).(2)如图为某同学测量物体重力时的情景,此弹簧测力计的分度值为________N,此时测力计的示数为________N,这个示数________(选填“大于”“小于”或“等于”)物体的重力.甲乙(3)小明将一块矿石挂在弹簧测力计下,然后又将此矿石浸没在水中,测力计两次示数分别如图(甲)、(乙)所示.①矿石受到浮力的大小为F=________N;②矿石的密度ρ= ________kg/m3.③小明利用弹簧测力计和水测量某种液体的密度的实验如图(丙)所示,则计算这种液体密度的表达式是:________能力二:物理过程分析与受力分析方法指导:(1)确定研究对象;(2)分析研究对象的受力情况;(3)分析研究对象的运动过程。
利用密度知识 巧解浮力问题
利用密度知识巧解浮力问题〔关键词〕物理教学;密度;浮力;体积我们知道任何一种物质都是有密度的,密度是区别不同物质的重要依据,我们可以利用不同物质的密度不同这一特性,在浮力的计算中解决许多问题.例1一木块漂浮在水面上静止时有的部分浸在水中,如图1所示,则该木块的密度是多少?( 已知水的密度是1.0×103 kg/m3 )解:假设该木块的体积是V,浸入水的体积是V1,则V排=V1=V由阿基米德原理可得F浮=G木块受到的重力为G=F浮=ρ木gV排木块在水中受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gV因为F浮=G ,则ρ木gV=ρ水gV排=ρ水gV解得ρ木=ρ水=0.6×103kg/m3从上面的结果可以看出木块的密度、木块的总体积和木块浸入水中的体积有如下的关系:物质的密度=×ρ液例2某物体放入酒精中,静止时露出液面的体积是总体积的,则该物体的密度是多少?(ρ酒=0.8×103kg/m3)解:该物体露出液面的体积占总体积的,浸入酒精中的体积占总体积的,则ρ物= ρ酒精= ×0.8×103kg/m3=0.32×103kg/m3例3如图2所示.两个用不同材料做成的实心球A和B放入水中,平衡后露出水面的体积是各自体积的和,则A、B两球的密度之比是多少?解:A物体的密度是ρA =ρ水B物体的密度是ρB =ρ水则ρA∶ρB =ρ水∶ρ水=3∶2例4一个密度均匀的长方体木块漂浮在水面上,如图3所示,若现在把木块的下部分截去,则剩下的木块将如何变化?分析:因为物体是均匀的,则木块各处的密度相等,木块的密度和水的密度都是不变的,即浸入水中的体积在总体积中所占的比例是不变的.因此,截去一部分后,浸在水中的体积在剩余体积中所占的比例和未截之前是相等的,所以截去一部分后木块会下沉一些.例5已知冰的密度是0.9×103kg/m3,将边长为0.1m的立方体实心冰块放入水中,静止后冰块露出水面的部分是多少?解:假设该冰块的总体积是V,浸在水中的体积是V2,则露出水面的体积V1=V—V2 .而V2=ρ冰/ρ水×V,则V=L3=0.13m3V2=(ρ冰/ρ水)·V=0.14m3V1=V-V2=0.9×0.13m3从上面的几个例子中我们不难看出此方法的优点,但在使用时要注意物体必须是实心的且是漂浮在液体表面上的.。
2020年中考物理特色专题 专题22 浮力计算问题(解析版)
专题22 浮力计算问题1.正确理解阿基米德原理:浸在液体中的物体受到向上的浮力、浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力,这就是阿基米德原理,其数学表达式是:F浮=G排液=ρ液gV排。
(1)浮力的大小由液体密度ρ液和排开液体的体积V排两个因素决定。
浮力大小与物体自身的重力、物体的体积、物体的密度及物体的形状无关。
浸没在液体中的物体受到的浮力不随深度的变化而改变。
(2)阿基米德原理对浸没或部分浸在液体中的物体都适用。
(3)当物体浸没在液体中时,V排=V物,当物体部分浸在液体中时,V排<V物,(V物=V排+V露)。
液体密度ρ液一定时,V排越大,浮力也越大。
(4)阿基米德原理也适用于气体,其计算公式是:F浮=ρ气gV排。
2.如何判断物体的浮沉:判断物体浮沉的方法有两种:(1)受力比较法:浸没在液体中的物体受到重力和浮力的作用。
F浮>G物,物体上浮;F浮<G物,物体下浮;F浮=G物,物体悬浮;(2)密度比较法:浸没在液体中的物体,只要比较物体的密度ρ物和液体的密度ρ液的大小,就可以判断物体的浮沉。
ρ液>ρ物,物体上浮;ρ液<ρ物,物体下浮;ρ液=ρ物,物体悬浮。
质量分布不均匀的物体,如空心球,求出物体的平均密度,也可以用比较密度的方法来判断物体的浮沉。
3.正确理解漂浮条件:漂浮问题是浮力问题的重要组成部分,解决浮力问题的关键是理解物体的漂浮条件F浮=G物。
(1)因为F浮=ρ液gV排,G物=ρ物gV物,又因为F浮=G物(漂浮条件)所以,ρ液gV排=ρ物gV物,由物体漂浮时V排<V物可得ρ液>ρ物,即物体的密度小于液体密度时,物体将浮在液面上。
此时,V物=V排+V露。
(2)根据漂浮条件F浮=G物,得:ρ液gV排=ρ物gV物,V排=ρ物V物/ρ液同一物体在不同液体中漂浮时,ρ物、V物不变;物体排开液体的体积V排与液体的密度ρ液成反比。
ρ液越大,V排反而越小。
4.计算浮力的一般方法:(1)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。
根据浮力求密度的方法
根据浮力计算密度的方法内蒙古通辽市奈曼旗苇莲苏学区中心校赵洪伟《浮力》是八年级物理下册知识综合性较强的一章,在中考题型中经常见到根据浮力求物质密度的题型,学生在解答这类题时比较困难,其实,根据浮力计算物质密度大致分两种情形,理解并记住这两种情况下的解答方法,根据浮力计算密度的问题就会迎刃而解。
一、物体浸没在液体中。
物体在空气中的中为G,浸没在液体中受到的浮力为F浮,则该物体的密度为(G/F浮)ρ液。
推导过程:由G=mg得,m=G/g;由F浮=ρ液V排g得,V排=F浮/(ρ液g);因物体浸没在液体中,故物体的体积等于它排开的液体体积,即V物=V排;物体的密度ρ物= m/V物=(G/F浮)ρ液。
例题:(2014•济宁)将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和酒精中,金属块静止时弹簧测力计的示数如图中甲、乙所示。
则下列关于金属块的几个物理量计算正确的是()A.在水中受到的浮力为2NB.质量为3kgC.体积为10cm3D.密度为3.0×103kg/m3分析:金属块在水中受到的浮力F甲=ρ水Vg,在酒精中受到的浮力F乙=ρ酒精Vg,由图可知:F甲-F乙=(ρ水-ρ酒精)Vg =0.2N,代入数值,求得V=1×10-4m3=100cm3,F甲=1N,F乙=0.8N,金属块重G=3N,金属块质量m=0.3kg;选项A、B、C错误。
金属块密度ρ= G/F浮)ρ液=(3N/1N)×1.0×103kg/m3=3.0×103kg/m3;或ρ= G/F浮)ρ液=(3N/0.8N)×0.8×103kg/m3=3.0×103kg/m3。
答案:D。
二、物体漂浮在液体中。
漂浮在液体表面的物体,物体密度与液体密度的比和物体浸在液体中的体积与物体总体积的比相等。
即ρ物/ρ液= V排/V物。
推导过程:漂浮时,物体所受浮力等于物体的重,即F浮=G,因此:ρ液V排g=ρ物V g;所以:ρ物/ρ液= V排/V物。
浮力计算五方法
浮力计算五方法655811 云南省罗平县九龙三中 杨关所浮力知识不仅与生活实际密切联系,而且在工农业生产和军事上也有广泛应用,成了中考必考内容之一,同时又与体积、质量、密度、重力、力的合成、二力平衡及压强知识紧密相关,使它成为初中物理的难点。
因此,正确分析并选用合适的方法则是顺利解答浮力计算的关键,下面分类例析。
一、压差法在解答浮力计算题时,不能盲目套用公式,首先应考虑是否产生浮力。
我们知道,浮力的实质是液体对浸在其中的物体向上和向下的压力差,即F 浮=F 向上-F 向下。
例1 一圆柱形桥墩的体积是20立方米,浸入水中的体积是总体积的53,则桥墩受到水的浮力为_______牛。
解析 考生拿到此题,不加思索地乱套公式F 浮=ρ液Vg 进行计算,花时较多而徒劳无功。
液体对浸在其中的物体向上和向下的压力差是浮力产生的原因,题中圆柱形桥墩的下表面未与水接触,水对其下表面根本就没有压力,所以圆柱形桥墩受到水的浮力为0牛。
二、称重法此法简单,容易掌握。
用弹簧测力计测出物体的重力G 物和物体浸在液体中时弹簧测力计的读数F ,则F 浮=G 物-F 。
例2 (2012年桂林)用弹簧测力计测出一个物体重为4N ,然后将该物体浸没在水中,这时弹簧测力计的示数变为3N ,则该物体在水中受到的浮力是( )A .7NB .4NC .3ND .1N解析 F 浮=G 物-F =4N-3N=1N 。
在用此法解题的过程中,不必考虑物体浸在液体中的体积。
三、原理法根据阿基米德原理计算,F 浮=G 排液=m 排液g =ρ液V 排g 。
这种方法不受条件限制,适用于求浮力的各种情况。
例3 (2012茂名)一个重30N 、体积为0.002m 3的物体用绳子悬挂着,如图8所示。
现将物体浸没在烧杯的水中,物体受到的浮力是 N (g 取10N/kg )。
解析 抓住关键词“浸没”,有V 排=V 物,,F 浮=ρ液V 排g =ρ液V 物g =1.0×103Kg/m 3×0.002m 3×10N/Kg=20N 。
浮力题型分类
浮力题型分类专题一:求浮力的几种方法方法1:压力差法根据压力差法,物体所受浮力等于上表面受到的压力与下表面受到的压力之差。
其中,向上和向下分别表示物体上表面和下表面受到的压力。
例如,一个边长为1m的正方体物体浸没在水中,上底面受到的水的压力为10N,下底面受到的水的压力为20N,则该物体所受的浮力为10N。
另外,如果一个边长为10cm的正方体物体浸没在水中,上底面受到水的压力为10N,则上表面和下表面的压力分别为1×10N/cm²和2×10N/cm²,因此该物体所受的浮力为10N,上表面和下表面的压力分别为1×10N/cm²和2×10N/cm²。
方法2:称重法根据称重法,物体所受浮力等于物体所受重力减去物体浸到液体中所受的拉力或弹簧测力计的示数。
例如,如果一个物体在空气中重5N,在水中称重为3N,则该物体在水中所受的浮力为2N。
如果该物体的一半浸于水中,弹簧测力计的示数为1N。
方法3:二力平衡法根据二力平衡法,当物体处于悬浮或漂浮状态时,物体所受浮力等于物体所受重力。
例如,如果一个物体重4N,放于水中时漂浮于水面,则该物体在水中所受的浮力为4N。
如果把该物体放于酒精中时,处于悬浮状态,则该物体在酒精中所受的浮力也为4N。
如果该物体放入另一种密度只有酒精密度一半的液体时,物体所受的浮力为2N。
方法4:原理法根据原理法,物体所受浮力等于排开液体或气体的重量,即排开液体或气体的重量等于物体所受浮力。
例如,如果一个物体重2N,体积为100cm³,浸没在水中时所受的浮力为2N。
巩固练(一)1.有一长方体木块,分别以图甲和乙两种方式漂浮在水面上,若木块底部受到水的压力分别为F甲和F乙,则F甲=F乙。
2.如图,取一个瓶口内径略小于乒乓球直径的雪碧瓶,去掉其底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮。
2020年中考物理复习专题利用浮力测密度(解析版)
专题13 利用浮力测密度★考点一:称重法测密度1.(2019•黄石)测算不溶于水的新型合金材料密度(1)小明拿来一个弹簧测力计,如图a所示在没有挂重物时,已产生N的读数,应将指针向(选填“上或“下”)移动,进行调零(2)小磊将材料用细丝线悬挂在弹簧测力计下,静止时弹簧测力计示数如图b,大小为N.再将材料全部浸入水中,静止时弹簧测力计示数如图c。
由此,小磊得出材料在水中受到的浮力F浮=N。
(3)若取g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,可以计算出材料的质量m=kg.体积V=m3(用科学记数法表示),并由此算出材料的密度ρ=kg/m3(4)小明提出若取g=9.8N/kg会使测量结果更准确,而小磊认为无影响。
你认为(填小明或小磊)的说法正确。
【解析】(1)由图示弹簧测力计可知,其分度值为0.2N,在没有挂重物时,弹簧测力计示数为0.2N;使用弹簧测力计测量物体重力时,应使指针指在0刻度线上,故应将指针向上移动。
(2)物体受到重力G与弹簧测力计拉力F=4.2N作用而静止,处于平衡状态,由平衡条件得,物体重力G=F=4.2N;将材料全部浸入水中,静止时弹簧测力计示数F示=2.2N,故材料在水中受到的浮力F浮=G﹣F示=4.2N﹣2.2N=2.0N。
(3)材料的质量m===0.42kg;因为F浮=ρ液gV排,材料全部浸没在水中,所以材料的体积:V=V排===2.0×10﹣4m3;则材料的密度:ρ===2.1×103kg/m3;(4)由(3)可知,材料的密度:ρ===•ρ水,所以若取g=9.8N/kg,对测量结果无影响,小磊的说法正确。
故答案为:(1)0.2;上;(2)4.2;2.0;(3)0.42;2.0×10﹣4;2.1×103;(4)小磊。
2.(2019•张家界)小华同学在学习阿基米德原理后,发现用弹簧测力计也能测量金属块的密度。
于是和同学一起按以下操作进行实验:(1)先用弹簧测力计挂着金属块静止在空中如图(甲)所示,弹簧测力计的示数为N。
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密度与浮力计算题分类解析
同学们,为了我们的目标,让我们一起努力!
一、密度与浮力计算题常用公式
求重力: G=mg
求质量: m=G/g
求密度: ρ=m/V
阿基米德原理:
浮力大小: F浮=G排(G排表示:排开的液体或气体的重力)
G排=m排g =ρ液V排g
称重法求浮力:
F浮=G -F’
F浮=G物
G排=G物
m排=m物
ρ液V排=ρ物V物
二、密度与浮力计算题解题基本原则
从物体的浮沉状态入手,由状态来决定求解或研究浮力的方法。
例1:不溶于水的实心球重12N,体积为1.5dm3,若把它轻轻地放入足够大且装满了水的桶里,静止时,求:(1)球受到的浮力的大小。
(2)从桶中溢出的水的质量的大小。
(取g=10N/kg)
思路:(1)先判断状态:可计算球的密度由浮沉的密度条件判断,或者假定球是浸没的从而计算出所受浮力,由浮沉的二力条件判断出:球最终静止时是在水中漂浮的。
(2)根据漂浮时:F浮=G物求浮力。
再根据G物=G排,m物=m排求解m排。
例2:将边长是10cm的实心立方体物块轻轻地放入盛满水的大水槽内.待物块静止时,从水槽中溢出了600g水,g取10N/kg,求:
(1)物块受到的浮力;(2)物块的密度;
思路:根据阿原理F浮=G排=m排g 可求浮力;
再根据溢出水的质量m排,求出V排= m排/ ρ水,通过比较得出: V排< V物从而判断出物块漂浮。
再根据漂浮时 F 浮=G物,m物=m排,解出m物,最后求出物块密度
三、密度与浮力计算题分类讨论
第一类:漂浮问题
解题思路:∵漂浮∴F浮=G物
又根据阿基米德原理F浮=G排G物=G排
∴m物=m排
例3:家住山区小河边的晓军同学,学了浮力知识后自制了一个救生木筏,其质量为50kg,体积为0.60m3。
求:
(1)救生木筏漂浮在水面上时,它所受到的浮力多大?
(2)当10名同学站在救生木筏上面时,救生木筏刚好完全浸没在水中,则这10名同学的总质量是多少?
例4:“五•一”期间,某中学的同学们乘坐新型游艇游览护城河,他们乘坐的游艇满载时排开水的体积为3m3,游艇及艇上工作人员总重为1.7 ×104N,假设每位学生的质量为55kg。
求:(1)游艇满载时所受的浮力是多大?
(2)为保证安全,这条游艇最多可承载学生多少人?
例5:“曹冲称象’’是家喻户晓的典故,某校科技小组模仿这一现象,制作了一把“浮力秤”。
将厚底直筒形状的玻璃杯浸入水中,如图所示,已知玻璃杯的质量为200g,底面积为30cm2,高度为15cm。
求(1)将杯子开口向上竖直放入水中时(水未进入杯内)杯子受到的浮力。
(2)此时杯子浸入水中的深度(即为该浮力秤的零刻度位置)。
(3)此浮力秤的最大称量(即量程)。
例6:某同学学习了浮力的有关知识后,制作了一台浮力秤,可方便地称量物体的质量,其构造如图甲所示。
已知小筒底面积为0.001m2,小筒和秤盘总重为0.6N。
(1)如图甲,当秤盘上不放物体时,小筒受到的浮力是N;
(2)如图甲,当秤盘上不放物体时,应在小筒A处标出该浮力秤的刻度;
(3)图乙,在秤盘上放一物体后,小筒浸入水中的深度
h为0.1m,则该物体的质量为多少?
解题思路:
∵漂浮∴F浮=G物G物不变F浮不变
根据F 浮= ρ液V 排g ,所以ρ液和V 排成反比。
轮船行驶在密度越大的液体中时, V 排就越小,吃水线就越低(密度计的刻度越靠下越大)。
例7:爱湖小分队的同学准备做一个简易的密度计来监控湖水密度。
为此找来了一根长1.2m 粗细均匀的木条,在底端嵌入适量重物,使其能直立漂浮在水中,做好相应的标记后,就可以监测湖水密度了,测量得该简易密度计的总质量为0.5kg 。
(g 取10N/kg )
(1)先将该密度计放入足够深的清水中,测得木条露出水面0.2m ,在水面处画上白线。
请计算此时木条受到的浮力。
(2)请通过计算说明应在木条的什么位置画上表示污水密度达到1.05×103kg/m3 时的红线,以监测湖水密度是否超标。
例8:小明想试着用学过的知识测量牛奶的密度,他找来一根粗细均匀的细木棒,在木棒的表面均匀地涂上一层蜡,并在木棒的一端绕上一段金属丝(体积不计),做成了一枝“密度计”,小明又找来一个足够深的盛水容器和一把刻度尺,请你帮助小明利用这些器材设计一个测量牛奶密度的方案。
要求写出主要的测量步骤并推导出计算牛奶密度的公式(有足量的水和牛奶)。
(利用简易密度计在不同液体中漂浮来测待测液体的密度。
)
解题思路: ∵ 漂浮 ∴ F 浮=G 物 ρ物V 物g = ρ液V 排g
变形得到:V 排 / V 物 = ρ物 / ρ液
知道ρ物与ρ液关系,可以求物体漂浮时露出液面的体积和在液面下的体积。
知道V 排 与V 物 关系,可以求解物体或液体密度。
例9:在青海湖水面上的游艇中,有一位游客想粗测湖水的密度,他便将自己手中装有596ml 纯净水的轻薄透明的饮料瓶(饮料瓶质量忽略不计)放入湖水中,当瓶静止时,看到露出湖水的纯净水的体积约有100ml ,则青海湖水的密度大约是多少? 第二类:下沉问题
这类问题的特点是本应在水中下沉的物体由于受到拉力作用结果浸没在液体中处于静止(匀速)状态.
解决这类问题的关键是: F 浮=G - F 拉
V 物= V 排 解题思路:
由物体的重力求出质量 m 物= G/g 根据物体的静止(匀速)状态 F 浮=G - F 拉 又根据阿基米德原理F 浮= ρ液V 排g 求解 V 排 物体在水中浸没 V 物= V 排
求解物体的密度 ρ物= m 物/ V 物
例11:考古工作者从湖底打捞出一长约70cm ,质量为100kg 的石块。
考古人员是用气囊把它从水中浮起拉离湖底的。
经测量可知,石块受到气囊向上的拉力为588N 时,它恰好能在水中匀速上浮。
求①石块的重力;②石块在水中受到的浮力;③石块的体积;④该石块的密度。
(借助水和一个在水和该液体中均下沉的物体,弹簧测力计) 解题思路:F 浮=ρ液 V 排 g
由于物体两次都为浸没 ∴ V 排液 = V 物= V 排水
根据物体在液体中的静止(匀速)状态 F 浮=G - F 拉
例12:用弹簧秤、量筒做测定某种物块和液体密度的实验,如图所示,求: (1)物块浸没在液体中受到的浮力. (2)物块的密度. (3)液体的密度
以上两类漂浮物体和下沉物体问题为了便于理解可归纳为: 木头与石头问题
在做浮力密度计算题时注意先分清是哪一类 ,具体方法:
①题目中出现“漂着”、“浮着”、“部分露出”等字词时,表示物体处于漂浮状态,一般要运用公式 F 浮=G 物
并由阿基米的原理 F 浮=G 排 导出 G 物=G 排 ,m 物= m 排 等
②题目中出现“弹簧测力计”、“拉着”等字词时,一般要运用公式F 浮=G -F 拉 特别注意浸没时 V 物= V 排
根据阿基米德原理求V 排 V 排 = F 浮/ ρ液g ③不论是哪类问题都要用阿基米德原理
F 浮=
G 排 G 排 = m 排g = ρ液V 排g 第三类:浮沉问题
这类问题综合了前两类问题:
解题思路:物体出现两种状态,一次漂浮、一次下沉 根据漂浮可求物体质量 F 浮=G 物
F 浮=
G 排 根据下沉可求物体体积 V 排 = G 排 / ρ液g
或 V 排 = m 液 / ρ液
V 物= V 排 求解物体的密度 ρ物= m 物/ V 物 这类题解题的关键是:要写出证明物体漂浮与下沉的过程。