浮力易错题辨析
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原创浮力易错题辨析
浮力知识即是初中物理教学的重点也是难点,对学生来说,更是难点。而对于部分学生来说也是易错点。因为它需要力学基础知识作为支撑,又需要缜密的思维作为保障,还需要较强的综合运用知识的能力。很多学生在做浮力题时,不得章法,错误百出。
从学生的作业或试卷中我发现,学生在求解浮力习题时常出现的错误原因有以下几种:一是基础知识掌握的不够扎实,对公式的理解不到位;二是审题不细,思维不够缜密,考虑问题不周全;三是综合分析能力欠缺,不会根据题意选择适当的公式和方法求解,没有掌握有关浮力计算题的解题技巧。关于浮力的计算,我总结出了十二个解题技巧,需要的同学可在百度文库里搜索《浮力计算题型及解题技巧》。今天,阿辉老师针对学生在平时做浮力题时出现的错误,从八个易错点,通过十道题的错解分析、正确解析及方法指导,帮助同学们快速走出误区,正确求解浮力问题。
一、没有正确理解浮力产生的原因而造成错误的判断
例1、如图所示: 甲、乙、丙、丁四个物体浸没在液体中。它们的底部均与容器底部或侧壁紧密结合,此四个物体受浮力
吗?
错解分析:有些同学认为只要浸入液体中的
物体都会受到浮力的作用,所以错误认为甲、
乙、丙、丁四个物体都受浮力。错误的原因
是没有理解浮力产生的原因,液体对物体向
上与向下的压力差。若没有向上的压力则物
体不受浮力。液体对乙、丙没有向上的压力,
所以乙、丙不受浮力;还有的同学认为只要
底部与容器紧密接触,就一定不受浮力。所以错误认为甲、乙、丙都不受浮力
正确解析:水对甲侧壁和丁底部有向上的压力。且水对甲和丁也有向下的压力,符合浮力产生的原因。而水对乙、丙只有向下的压力,没有向上的压力,不符合浮力产生的原因。所以,甲、丁受浮力,乙、丙不受浮力。
方法指导:规则柱状或下底比大底面积大的物体,若底部与容器紧密接触,则它不受浮力的作用。也就是说,只要液体对物体有向上的压力,物体就一定受到浮力的作用。
例2、如图,在容器中放一个上、下底面积均为10cm2,高5cm,体积为80cm3的均匀对称石鼓,其下表面与容器底部紧密接触,石鼓完全
浸没在水中,且其上表面与水平齐平,则石鼓受到的浮力是
()
A、0N
B、0.3N
C、0.5N
D、0.8N
错解分析:本题极易选A认为石鼓上下表面均不受压力或错选D认为石鼓浸没在水中,V排=V物,根据阿基米德原理算出为0.8N。
正确解析:由于石鼓下表面与容器底部完全紧密接触,所以以石鼓底面为底,以石鼓为高的圆柱体不受浮力,其余部分受浮力,根据阿基米德原理F浮=ρ液g v 排=ρ水g (V-sh)=1.0×103kg/m3×10N/kg×(80-10×5)×10-6m3=0.3N答案为B。
方法指导:当物体底部与容器紧密接触,若是规则柱状或下底比大底面积大的物体,则它不受浮力的作用若上部分面积大于下底面积,则该物体受浮力,浮力的大小根据阿基米德原理求解。V排为浸入液体中部分体积减去以物体底面为底,以深度为高的柱体体积。
二、不理解V排与V液的区别而造成错误选择
例3、重为5N的水,可以产生的最大浮力为()
A.一定小于5N
B.一定大于5N
C.一定等于5N
D.可以大于5N
错解分析:大部分学生认为,物体放入液体中,它
排开的液体最大重力为液体的重力,错选C
正确解析:如图甲中有5N的水,体积如图,当把
一个横截面积略小于容器的物体放入容器中,如图
乙,则红色部分就是V排,要大于黑色部分V水,
所以物体体积很大时,可以产生大于液体重的浮
力。所以此题答案为D
方法指导:要想做对这道题,首先一定理解阿基米德原理中V排的含义。是物体浸入液体中的那部分体积,而不是容器中液体的体积,也不是物体的体积。要理解物理学中的V排、V液、V物的区别。物体完全浸入某液体中时,V排=V物;物体部分浸入液体中时,V排 三、不会正确运用公式和浮沉条件进行判断 例4、体积相同的三个小球甲、乙、丙,放入水中静止时,甲漂浮,乙悬浮,丙沉底。则这三个小球的浮力大小关系__________。 例5、质量相同的三个小球甲、乙、丙,放入水中静止时,甲漂浮,乙悬浮,丙沉底。则这三个小球的浮力大小关系__________。 错解分析:学生看到这样的题就会认为漂浮的物体浮力大,沉底的物体浮力小,两题答案均填成F甲›F乙›F丙 正确解析:例4根据阿基米德原理F浮=ρ液g V排,题中ρ液相同,而三个物体在该液体中排开液体体积的关系V甲 大小关系为F甲浮 方法指导:若题中给出物体体积相同,判断浮力的大小关系时,我们一般采用阿基米德原理法来判断;若题中给出质量相同,判断浮力的大小关系时,我们一般采用状态法来判断。 四、没有判断出物体静止时的状态而选错公式求解 例6、把重9N,体积为1dm3的空心铝球投入水中,当它静止时受到的浮力为______. 错解分析:学生受思念定势的影响,一看到铝球,就认为,铝的密度大于水,把它放入水中静止时,一定沉底,所以根据阿基米德原理直接算出结果为10N.殊不知,这是空心铁球,需要判断它静止时的状态方能正确求解。 正确解析:ρ球=G/g V=9N/10N/kg×1×10-3m3=0.9×103/kg/m3因为ρ球‹ρ 水,所以把它投入水中,它要上浮,静止时漂浮,所以静止时受到的浮力 F浮=G=9N。 方法指导:此类习题有两种判断方法,一是先求物体的密度,然后把物体的密度与液体密度比较大小。若ρ物≤ρ液体,则投入液体中的物体要上浮或悬浮,静止时一定漂浮或悬浮,所以物体静止时受到的浮力大小等于重力大小;若ρ物›ρ 液,则投入液体中的物体要下沉,静止时它沉底。受到的浮力大小根据阿基米德原理求解。另一种解法先求出物体完全浸没时的浮力,再与重力大小进行比较。若F浮≥G,它要上浮或悬浮,静止时它一定漂浮或悬浮。所以F浮=G,若F浮‹G,则它要下沉,物体静止时沉底,所以物体静止时受到的浮力就是此时求出的浮力大小。 五、审题不细,一字之差答案会截然不同 例7、某物体重为0.5N,把它放在盛有水的烧杯中,溢出0.3N的水,则它受到的浮力( ) A一定为0.3N B可能为0.2N C一定为0.5N D可能为0.4N 变式1、某物体重为0.5N,把它放在盛满水的烧杯中,溢出0.3N的水,则它受到的浮力( ) A一定为0.3N B可能为0.2N C一定为0.5N D可能为0.4N 变式2、某物体重为0.5N,把它放在盛满水的烧杯中,排开0.3N的水,则它受到的浮力( )