浮力课堂例题讲解(带答案)
更新时间:2024-01-17 07:22:01 阅读量: 教育文库 文档下载
浮力课堂例题讲解
1.体积相同的A、B、C三个物体,放入水中静止后,处于图1—5—1所示的状态,试比较三个物体受的重力GA、GB、GC和密度?A、?B、?C. 解法1 由图来判断物体的状态:A、B漂浮,C悬浮.
由状态对物体进行受力分析: GA=F浮A,GB=F浮B,GC=F浮C. 比较A、B、C三个物体受的浮力 ∵ VA排<VB排<VC排,?液相同. 根据F浮=?液gV排,可知: F浮A<F浮B<F浮C, ∵ GA<GB<GC. 比较物体密度?=
3
3
图1—5—1 Gm= ?A<?B<?C VgV 2.将一个蜡块(?蜡=0.9×10kg/m)分别放入酒精、水和盐水中静止后,试比较它受的浮力大小和排开液体的体积大小.(?盐水
>?水>?蜡>?酒精
)
解 蜡块放入不同液体中,先判断蜡块处于静止时的状态. ∵ ?盐水
>?水>?蜡>?酒精
∴ 蜡块在酒精中下沉,最后沉底;在水和盐水中最后处于漂浮
状态. 设蜡块在酒精、水、盐水中受的浮力分别为F1、F2和F3,蜡块重力为G. 对蜡块进行受力分析:F1<G,F2=G,F3=G.同一物体,重力G不变,所以F1<F2=F3 根据阿基米德原理:
V排=
F浮?液g 酒精中:V排酒精=V物 水中:V排水=
F2?水g 盐水中:V排排水=
F3
?盐水g
酒精 水 盐水 (a) (b) (c)
图1—5—2
∵ F2=F3,?水<?盐水
∴ V排水>V排盐水 而V排酒精>V排水>V排盐水
把状态用图1—5—2大致表示出来.
答案 蜡块在酒精中受的浮力最小,排液体积最大;在水和盐水中受的浮力相等,排水体积大于排开盐水体积.
1
3. 重为4.5N、体积为0.5dm的铜球浸没在水后放手,铜球静止后所受的浮力是________N. 【分析】 当题目未说明铜球静止时处于什么状态,可以用下面两种方法判定物体的状态.解法1
3
?球=求出铜球的密度:
3
3
33mG4.5N?球==(g取10N/kg)=0.9kg/dm=0.9kg/dm
V球gV球10N/kg?0.5dm3×10kg/m 这是一个空心铜球,且?球<?水,所以球静止后,将漂浮于水面,得F浮=G=4.5N. 4.如图1—5—3中,重为5N的木块A,在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为3N,若绳子突然断了,木块A在没有露出水面之前,所受合力的大小和方向是 ( ) A.5 N,竖直向下 B.3N,竖直向上 C.2N,竖直向上 D.8N,竖直向下
【分析】 绳子未断时,A物体受3个力:重力GA,拉力F,浮力F浮.3个力关系为:GA+F=F浮,求得F浮=5N+3N=8N.绳子剪断后,物体只受重力和浮力,且浮力大于重力,物体上浮,浮力大小仍等于8N.合力F合=F浮—G=8N—5N=3N 合力方向:与浮力方向相同,竖直向上.答案 B 5.以下是浮力知识的应用,说法正确的是 ( ) A.一艘轮船在海里和河里航行时,所受浮力一样大 B.一艘轮船在海里和河里航行时,在海里受的浮力大 C.密度计漂浮在不同液体中,所受浮力不同
图1—5—3 D.密度计在不同液体中漂浮,浸入液体体积越大,所测得的液体密度越大
【分析】 轮船在河里和海里航行,都处于漂浮状态,F浮=G.因为轮船重力不变,所以船在河里和海里所受浮力相同.A选项正确.又因为?海水
>?河水
, 所以V排海水<V排河水,在河水中没入的深一些.
密度计的原理如图1—5—4,将同一只密度计分别放入甲、乙两种液体中,由于密度计均处于漂浮状态,所以密度计在两种液体中受的浮力都等于重力.可见,密度计没人液体越多,所测得的液体密度越小.
F甲浮=F乙浮=G
根据阿基米德原理: ?甲gV排甲=?乙gV排乙 ∵ V排甲>V排乙
∴ ?甲<?乙 答案 A
甲 图1—5—4 乙 2
6.如图1—5—5,展示了一个广为人知的历史故事——“曹冲称象”.曹冲运用了等效替代的方法,巧妙地测出了大象的体重.请你写出他运用的与浮力相关的两条知识.(1)_______________________;..(2)_______________________.
图1—5—5
【分析】 当大象在船上时,船处于漂浮状态,F浮′=G船+G象,曹冲在船上画出标记,实际上记录了当时船排开水的体积为V排.
用这条船装上石头,船仍处于漂浮状态,F浮′=G船+G石,且装石头至刚才画出的标记处,表明此时船排开水的体积V排′=V排.根据阿基米德原理,两次浮力相等.两次浮力相等.便可以推出:G
象
=G石.
答案 (1)漂浮条件 (2)阿基米德原理
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