第九章-浮力与升力 小专题八　浮力的计算 2023－2024学年课件 物理沪粤版八年级下册

""

小专题八　浮力的计算 【方法技巧】 1．计算浮力大小的四种常用方法 (1)称重法：F浮＝G－F； (2)压力差法(浮力产生原因)：F浮＝F向上－F向下； (3)阿基米德原理法：F浮＝G排＝m排g＝ρ液gV排； (4)平衡法：F浮＝G(漂浮或悬浮)。 2．浮力和压强的综合计算 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。涉及液面变化时一定要明确Δh＝eq \f(ΔV排,S容)，其中S容为柱形容器的底面积。浸在液体中的物体对柱形容器底增加的压力在数值上等于物体受到的浮力。即ΔF＝F浮。 【针对训练】 一、浮力的简单计算 类型1：称重法 1．弹簧秤下挂一石头，弹簧秤示数为14.7 N，将石块浸没在水中，弹簧秤的示数为9.8 N。求：(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取9.8 N/kg) 解：(1)弹簧秤下挂一石头时其示数为14.7 N，由二力平衡条件可得，石头的重力： G＝14.7 N， 由G＝mg 可得，小石头的质量： m＝eq \f(G,g)＝eq \f(14.7 N,9.8 N/kg)＝1.5 kg； (1)小石头的质量； (2)小石头浸没在水中时所受到的浮力。 (2)小石头浸没在水中时，弹簧测力计的示数： F′＝9.8 N， 则小石头所受到的浮力： F浮＝G－F′＝14.7 N－9.8 N＝4.9 N。 类型2：压力差法 2．(百色期末)如图所示，一个边长为10 cm的正方体竖直悬浮在水中，上表面受到水的压力F1为5 N，下表面受到水的压力F2为15 N，两侧受到水的压力相等。求： 解：(1)由浮力产生的原因可知，正方体受到的浮力： F浮＝F2－F1＝15 N－5 N＝10 N； (1)正方体受到的浮力； (2)正方体下表面离水面深度： h＝10 cm＋10 cm＝20 cm＝0.2 m 正方体下表面受到的压强： p＝ρgh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m ＝2×103 Pa。 (2)正方体下表面受到水的压强。 解：由阿基米德原理可知，物体受到的浮力： F浮＝ρ水V排g＝1.0×103 kg/m3×5×10－3 m3×9.8 N/kg＝49 N。 类型3：公式法 3．(上海中考)物体排开水的体积为5 ×10－3 m3，求它受到来自水的浮力F浮。(g取9.8 N/kg) 解：质量为55 kg的人的重力： G＝mg＝55 kg×10 N/kg＝550 N， 由物体沉浮条件可知，漂浮时人受到的浮力等于自身重力，F浮＝G＝550 N。 类型4：平衡法 4．(大连期末)质量为55 kg的人漂浮在死海的水面上，他受到海水的浮力是多少？(g＝10 N/kg，ρ海＝1.1×103 kg/m3) 二、压强和浮力的综合计算 类型1：一般类型 5．(乐山中考)一个边长为10 cm，重为8 N的正方体木块轻放入水中，处于漂浮状态时有eq \f(1,5)露出水面(如图甲)，已知ρ水＝1×103 kg/m3求： 解：(1)重为8 N的正方体木块轻放入水中，处于漂浮状态，处于平衡态，那么重力和浮力是平衡力，那么木块所受的浮力：F浮＝G＝8 N； (1)木块所受的浮力； (2)木块底部受到的液体压力为 F下＝F浮＋F上＝ 8 N＋0 N＝8 N， 木块底部受到的液体压强： p＝eq \f(F下,S)＝eq \f(8 N,（10×10－2m）2)＝800 Pa； (2)木块底部受到的液体压强； (3)当木块全部浸没时，木块的浮力为 F′浮＝ρgV排 ＝1×103 kg/m3×10 N/kg×(10×10－2 m)3＝10 N 将砝码和木块当成一个整体，这个整体受到了向下的总重力和向上的浮力，故砝码的重为 G砝码＝G总－G木＝F浮′－G木＝10 N－8 N＝2 N。 (3)若在木块上放一砝码使得木块刚好完全浸没水中(如图乙)，则砝码的重为多少牛？ 类型2：图像类 6．(梧州中考)如图甲所示，一弹簧下端固定在容器的底部，上端与一个重为20 N的正方体相连，此时水的深度为0.2 m，弹簧的伸长量为4 cm。在弹性限度内，弹簧产生的弹力F与其伸长量L之间的关系如图乙所示。(g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)求： 解：(1)正方体的质量：m＝eq \f(G,g)＝eq \f(20 N,10 N/kg)＝2 kg; (1)正方体的质量； (2)水对容器底部的压强： p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m ＝2×103 Pa (2)水对容器底部的压强； (3)由图乙可知，可知当弹簧的伸长量为4 cm时，弹簧产生的弹力F为8 N，则正方体所受的浮力： F浮＝G＋F＝20 N＋8 N＝28 N， 正方体浸在水中的体积： V排＝eq \f(F浮,ρ水g)＝eq \f(28 N,1.0×103 kg/m3×10 N/kg) ＝2.8×10－3 m3。 (3)正方体浸在水中的体积。 7．(聊城中考)科技小组的同学对物体的浮沉条件进行探究。在一个圆柱形容器底部，放一个边长为10 cm的正方体物块，然后逐渐向容器中倒水(水始终未溢出)。通过测量容器中水的深度h，分别计算出该物块所受到的浮力 ，并绘制了如图所示的图象。求：(g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3) 解：(1)水的深度到达5 cm时，水对容器底部的压强： p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.05 m ＝500 Pa； (1)水的深度到达5 cm时，水对容器底部的压强； (2)水的深度到达12 cm时，物块所受浮力F浮＝8 N 则物块浸在水中的体积： V浸＝V排＝eq \f(F浮,ρ水g)＝eq \f(8 N,1.0×103 kg/m3×10 N/kg) ＝8×10－4 m3； (2)水的深度到达12 cm时，物块浸在水中的体积； (3)由图中信息知，水的深度到达8 cm以后浮力不再增大，此时物块并未完全浸在水中，有部分体积露出水面。所以物块处于漂浮状态，则G物＝F浮＝8 N 物块的质量：m物＝eq \f(G物,g)＝eq \f(8 N,10 N/kg)＝0.8 kg 物块的体积：V物＝1×10－3 m3 物块的密度：ρ物＝eq \f(m物,V物)＝eq \f(0.8 kg,1×10－3 m3)＝0.8×10 3 kg/m3。 (3)物块的密度。 $$