浮力难题秒出答案之漂浮问题
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初中物理浮力是难点,利用浮力测密度是难点之中的难点,应对这样的题目学生往往感觉没有头绪,即使有思路,解题过程也颇多周折,比如计算繁复,一不留神就出错,半天的努力付诸流水。耗时多,易出错,是这种题目的特点。但解决这类问题不是没有捷径,利用我给出的推论,答案秒出,谁都做得到。
利用浮力测密度,题型有二。其一,漂浮;其二,沉底。
一:漂浮
根据物体的浮沉条件,漂浮的物体密度比液体小,物体排开液体的体积一定小于物体的总体积,但排开的液体体积与物体的总体积之比是一定的。
对物体进行受力分析:重力,浮力。二力平衡。
列式:G物=F浮
ρ物V物g=ρ液V排g
化简变形就是ρ物/ρ液=V排/V物
重要推论:(适用漂浮的物体)
浸在液体中的体积(V排)是总体积(V物)的几分之几,物体的密度(ρ物)就是液体密度(ρ液)的几分之几。
表达式:ρ物/ρ液=V排/V物(密度比等于排总比)
例1:有一木块漂浮在水面上,有一半的体积露出水面,木块的密度是
解析:有一半体积露出水面,V排是V物的一半,所以物体密度是水密度的一半,即0.5g/cm3例2:有一木块漂浮在水面,有1/3的体积露出水面,那么木块的密度是
解析:有1/3体积露出水面,V排是V物的2/3,所以物体密度是水密度的2/3,即0.67g/cm3例3:有一块浮冰,已知露出水面的体积是1立方米,那么冰块的总体积是
解析:冰的密度是水的密度的9/10,V排是V物的9/10,露出的体积就是总体积的1/10,所以冰块的总体积是10立方米。
熟练运用以上推论,抓住排总比就是密度比这一灵魂,秒出答案,so easy!
练习:
1.(2018•怀化)在平静的池水中漂浮有一个木球,木球的体积为4dm3,露出水面的体积为总体积的,那么木球受到的浮力为N.木球的密度为kg/m3.(g=l0N/kg)(答案:根据题意,排总比是3/4,所以木块密度是水的密度的3/4,即750kg/m3.排开水的体积是3dm3,排开水的质量就是3kg,排开的水重就是30N,所以浮力就是30N.------答案秒出)
2.(2018•安顺)如图所示,已知重为10N的长方体木块静止在水面上,浸入在水中的体积占木块总体积的(g取10N/kg)。
(1)求木块所受到的浮力大小;(等于重力10N-------秒出答案)
(2) 求木块密度(4/5水的密度即800kg/m3----------秒出答案)
(3)若木块下表面所处的深度为0.2米,求木块下表面受到水的压强;(2000Pa)
(4)若要将木块全部浸没水中,求至少需要施加多大的压力。(施加的压力应该等于木块增
加的浮力,4份体积对应浮力10牛,1份体积对应的浮力是2.5牛,所以答案是2.5牛。
-----------答案秒出)
3.(2018•西宁)实心正方体木块(不吸水)漂浮在水上,如图所示,此时浸入水中的体积为6×10﹣4m3,然后在其上表面放置一个重4N的铝块,静止后木块上表面刚好与水面相平(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)则该木块()
A.未放置铝块前,木块受到的浮力是10N (浸入体积为600立方厘米,即V排是600立方厘米,排开水的质量是600克,排开水重就是6牛,所以浮力是6牛。此选项错误----答案秒出)
B.放置铝块后,木块排开水的体积是1×10﹣3m3(根据A选项分析浮力6牛,木块重就是6牛,木块与铝块总重是10牛,所以受浮力10牛,对应V排应是1立方分米,等于1×10﹣3m3此选项正确)
C.木块的密度是0.7×103kg/m3(木块漂浮时V排是6×10﹣4m3,V物是1×10﹣3m3,所以木块密度是水密度的6/10,即0.6×103kg/m3此选项错误------秒出答案)D.放置铝块后,木块下表面受到水的压强增大了600Pa(木块体积1000立方厘米,边长10厘米,根据排总比是6/10,所以漂浮时下底面距离水面6厘米,放置铝块后下表面距离水面10厘米,增加了4厘米,所以压强增量为400Pa,此选项错误。)
4.(2018•昆明)为了来昆明过冬的红嘴鸥不饿着,每年都要用鸥粮喂它们。以前的鸥粮投入水中后一部分由于海鸥不能及时吃到而迅速沉入水里,既浪费粮食又污染了水体。2017年,一厂家对鸥粮进行了“膨化”处理,使其投入水中后能够漂在水面上较长时间,海鸥几乎能吃完它。膨化后的鸥粮能够漂在水面上是因为它的()
A.质量变大B.体积变小C.密度变大D.密度变小
5.(2018•遂宁)如图甲所示的圆柱形容器中装有适量的某种液体,现将密度为0.6×103kg/m3的正方体木块A放入容器中,木块静止时露出液面的体积与浸入液体的体积之
比为1:3;在木块上表面轻放一个物块B(V A=2V B),A的上表面刚好与液面相平,如图乙所示。若将物块B单独放入此液体中,它静止时将()
A.悬浮B.漂浮C.沉底D.无法判断
解析:根据甲图木块排总比3/4,木块A密度是液体密度的3/4. 乙图(乙图有误,液面应与A的上表面相平)把AB看作整体,排总比是4/6,平均密度是液体的4/6,也就是说平均密度变小了,所以B的密度比密A度还小,选项A正确。-----秒出答案。
6.(2018•盘锦)甲、乙、丙三个质量相同、高度相等的长方体物块,底面积S甲<S乙<S丙.将三个物体分别放入A、B、C三种液体中。静止时如图所示,甲、乙浸入液体的深度均为其高度的二分之一。下列判断正确的是()
A.液体的密度:ρA=ρB>ρC
B.物体的密度:ρ甲>ρ乙>ρ丙
C.物体受到的浮力:F甲=F乙=F丙
D.物体下表面受到的压强:p甲<p乙<p丙
解析:由题目可知甲乙丙体积越来越大,质量相同,所以密度越来越小,选项B正确。
根据排总比甲乙的密度分别是液体A、B密度的一半,所以:ρA>ρB,选项A错误。
漂浮悬浮浮力等于物重,物重相同,所以浮力相等,选项C正确。
浮力相等,物体下表面受到的压力相等,面积越大,压强越小,所以选项D正确。
浮力尽管是初中物理的难点部分,但有许多非常巧妙的方法,其中之一就是推导记忆并灵活熟练运用类似二级推论,思路清晰,计算简单,真正做到秒出答案。
题型2是沉底问题,根据二级推论,答案同样可以秒出!
待续!