八年级浮力 专题复习

发布 2022-12-14 16:19:28 阅读 4476

一、计算浮力的一般方法。

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**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=0.04m2.

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**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**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**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**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**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**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**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。

6、应用阿基米德原理和浮沉条件解浮力综合题。

例6:重10n,体积为0.8dm3的物体浸没在水中,如果它只受浮力和重力两个力的作用,问:此物体是上浮、下沉还是悬浮?(g取10n/kg)

分析与解:因为物体浸没在水中,v排=v物=0.8×10-3m3

所以f浮=ρ水**排=1.0×103kg/m3×10n/kg×0.8×10-3m3=8n

因为8n<10n,即f浮。

三、浮力问题的一般解题步骤。

1、通过审题明确研究对象,确定它所处的状态。若物体浸没在液体中,v排=v物;若物体浮在液面上,则有v排+v露=v物,因此v排<v物。

2、要注意受力分析:分析研究对象的受力情况,画出力的示意图,在图中标出已知力与未知力。

例7:画出物体a的受力分析示意图。(a都在水中)

分析与解:图(甲)中物体a受到竖直方向上三个力的作用,其中重力g竖直向下,拉力f和浮力f浮两个力都是竖直向上。如右图所示:

乙图中物体a受竖直向上的浮力f浮,竖直向下的重力g和绳的拉力f,如图。

丙图中物体a受到的竖直向上的浮力f浮,竖直向下的重力g和b对a竖直向下的压力fb如图所示:

3、解浮力题时要注意判断状态:涉及两个物理状态的浮力问题,往往要对两个状态下的物体分别进行受力分析,根据力的平衡原理,列出两个方程,通过解方程得出结果。

例8:将质量是890g的铜块放入水中时,它受的浮力多大?若将铜块放入水银中,当铜块静止时所受的浮力多大?

(ρ铜=8.9g/cm3, ρ水银=13.6g/cm3)(g取10n/kg)

分析与解:首先应判断铜块的状态:

(1)当铜块放入水中时:

∵ρ铜》ρ水,∴铜块在水中将下沉:

v排=v铜= =100cm3=10-4m3

f浮=ρ水**排=1.0×103kg/m3×10n/kg×10-4m3=1n

2)当铜块放入水银中:

∵ρ铜<ρ水银,∴铜块在水银中上浮,当铜块静止时,应漂浮在水银面上。

∴f浮'=g铜=m铜g=0.89kg×10n/kg=8.9n

答:铜块在水中受浮力1n,在水银中受浮力8.9n。

说明:解浮力题时正确地判断研究对象所处的状态,是首先应该考虑的问题,也是解浮力题的关键。

正确分析研究对象的受力情况,并画出力的示意图是解浮力题的重要环节。

根据受力情况列出力的平衡方程,并代入数据解方程,得出结果是解浮力题的一般步骤。

巩固练习:1、弹簧秤下挂一物体,静止时弹簧秤的示数是10n,将物体逐渐浸入水中,弹簧秤的示数将若物体浸入水中一半时,弹簧秤的示数为6n,这时物体受到的浮力是___n。

2、重10n的物体漂浮在水中时,所受的浮力是___n,用竖直向下的力f将物体全部压入水中,当物体静止不动时,所受的浮力是14n,求压力f=__n。

3、判断题:

(1)物体在水中受浮力,在酒精中不受浮力( )

(2)物体在空气中也受浮力作用( )

(3)石块在水中下沉,它不受浮力( )

(4)体积大的石块和体积小的木块同时放入水中,石块所受的浮力比木块所受浮力大( )

(5)同一铁块,分别浸没在水和煤油中,它们受到的浮力一样大( )

(6)一个铁块,浸入水中一半比全部浸入水中时受到的浮力小( )

4、边长0.2m的正方体物块,它的体积是m3,物块每个正方形表面积是m2,将物块浸没在水中如图,它上表面受到水向下的压力为20n,则上表面受水的压强是pa,上表面在水中的深度是m,下表面受到水的压强是pa,下表面受到水向上的压力是n。物块受到水的浮力是n。

5、把质量相同的实心铁块和铜块,分别挂在两个完全相同的弹簧秤下,然后将它们全部浸入水中,则弹簧秤的示数是( )铜》ρ铁]

a、挂铁块的示数大于挂铜块的示数b、挂铁块的示数小于挂铜块的示数;

c、挂铁块的示数等于挂铜块的示数d、不知浮力大小,无法判定。

6、一铁块质量为158g,求:

(1)铁块的体积多大?(ρ铁=7.9g/cm3)

(2)当铁块全部浸入水中时,所受水的浮力多大?(g取10n/kg)

7、一个木块的体积是150cm3,放入煤油中漂浮,静止时有3/5体积浸在煤油中。

(g取10n/kg,煤油的密度是0.8×103kg/m3)求:(1)木块漂浮时受到的浮力?

(2)木块的重力3)木块的密度? (4)木块全部浸入煤油中受多大浮力?(5)至少用多大压力可使木块全部浸入煤油中?

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