物体的沉浮条件及应用

20

l弓年4目鲁

纛内‰。一《凶

口郑州中

上面几个式子中,若物体是实心的,p为物体的

密度;若物体是空心的或质量分布不均匀的,则p为物体的平均密度.

现对利用物体浮沉条件和阿基米德原理来解决

的浮力问题进行归类和解析.以便使同学们能更好地

理解物体的浮沉和掌握解此类题的方法.

一、比较物体所受浮力的大小

比较浮力的大小通常有两种方法:一是根据阿基米德原理的推导公式F浮=p液gy排知,当物体浸在同

一种液体中时,由于p棚同,可以通过比较y排的大

小来判断物体所受浮力的大小:当物体排开的液体体积y捧相同时,可通过比较p液的大小来比较物体所受

浮力的大小.二是根据浮沉条件(物体在液体里漂浮

或悬浮时,由二力平衡条件有F浮=G,上浮的物体F浮>G,下沉的物体F浮<G),可以通过比较物体所受重力的大小来判断物体所受浮力的大小.

物嗽鳓野漉鸯缔

&,垄鳓

浮力知识是初中力学中的一个重点内容.也是一个难点内容。对物体浮沉条件的正确理解是解决许多有关浮力问题的关键.

浸没在液体中的物体.若只受到竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮的作用,G与F浮的大小不同,物体的运动状态也不同:

(1)若F浮>G,物体将向上运动,物体上浮.上浮的物体露出液面后,由于y排减小,使F浮逐渐减小,直至F浮=G,最终物体漂浮在液体表面。处于平衡状态.

(2)若F浮=G,物体将停留在液面下的任何一位置.即悬浮在液体中.

斜’下列关于浮力的几种说法,正确的是(

物体所受的重力

).

A.浸在液体中的物体受到浮力的大小一定等于

B.同一物体浸没在不同的液体中受到的浮力一

般是不同的

C.浸在液体中的物体所受浮力的方向不一定和

重力的方向相反

D.不同的物体浸没在同种液体中受到的浮力一般是相同的

●析:只有物体在液体里漂浮或悬浮时,由二力平衡条件才可得到浮力等于重力的结论.如果物体下沉到容器底部或用绳子吊着物体浸在液体中.浮力都不等于重力。A错:由阿基米德原理推导公式很容易得到选项B是正确的,选项D是错误的:浸在液体里的物体所受浮力的方向总是竖直向上的.与重力方向相反.所以选项C错.

答案:B

二、判断物体的浮沉

判断物体浮沉的方法有两种:一是根据物体所受浮力和重力的关系来判断物体的浮沉。二是根据物体的平均密度与液体密度的关系来判断.

(3)若F浮<G,物体向下运动。即下沉.物体下沉到

底时,将受到底部支持力的作用,当三力平衡,即F浮+F支=G时,物体将静止于液体底部.

另一方面,也可这样理解:根据阿基米德原理的

推导公式F浮申液∥排和物体所受重力的表达式G=

pgK物体浸没在液体中时y排=y,那么:

(1)若F浮>G,则p液>p,物体上浮.(2)若F浮=G,则p液=p,物体悬浮.(3)若F浮<C,则P液<p,物体下沉.

铆7把重5N、体积为0.6dm3的物体投入水

中,若不计水的阻力,g取10N/kg,当物体静止时,下列说法正确的是(

).

NN

A.物体漂浮,,浮=6B.物体悬浮,F浮=5

——20

l弓年4目昌一

.,●●◆

蒜羔菥警

易错点辨析淫f

————_弦爹馘辫

浮力是力学知识的重点.也是同学们学习的难点,其基础知识的掌握并不困难,难在题目多变,可设置的陷阱较多.题设条件一旦发生微小变化.可能整个物理情景将完全颠覆.下面就浮力中的一些易错知识点举例分析.以期对同学们的学习有所帮助.

易错点1:没有考虑到排开液体的体积的变化。误认为液体的密度越大。产生的浮力也越大

有些同学根据生活经验.误认为漂浮的物体浮起一些是受到浮力增大的缘故,忽略了漂浮条件F浮=G物.当物体处于漂浮状态时,无论排开液体体积的大小怎样变化.其受到的浮力均不会改变.

错选:A

剖析

张丽宏

C.浮力不变.露出水面体积变小D.浮力变小.露出水面体积变大

错选分析:错误的原因是部分同学误认为漂流瓶由于浮力变大才上浮.忽略了漂流瓶始终处于漂

浮状态,其浮力等于重力,不会改变.

●析:由于漂流瓶在海水和江水中都漂浮,所以

F浮=G物,故漂流瓶从长江漂入大海所受的浮力不变;

根据F浮=p液∥排,p海水印扛承可知,漂流瓶从长江漂入

大海后.排开水的体积将变小。露出水面的体积将变

大.

铆’在一个玻璃瓶中装入写有你心愿的纸片,

盖上盖子并密封.投入江中.瓶子就能漂浮在水面上,成为“漂流瓶”.如果漂流瓶从长江漂人大海。漂流瓶所受的浮力及它露出水面的体积变化情况是(海水密度大于河水密度)(

).

正确答案:B

点评:明确漂流瓶从长江漂人大海其所受浮力不变是解题的关键.

易错点2:没有考虑到液体密度的变化。误认为排开液体的体积越大。受到的浮力越大

A.浮力变大.露出水面体积变大B.浮力不变.露出水面体积变大

由阿基米德原理公式F浮申液∥捧可知,物体所

受浮力的大小只与液体的密度、物体排开液体的体

C.物体漂浮,F浮=5

浮直至漂浮,最终静止在水面上,静止后,F浮=G=5N.

答案:C

点评:在谈及物体的浮沉条件时。不要丢掉很重要的前提:浸没(未沉底)在液体里的物体,只受到浮力和重力的作用.也就是说.要判断物体在液体里上浮、悬浮还是下沉时,首先必须使物体完全浸没在液体中。再比较这时物体受到的重力和浮力的大小,才能得到正确的结论.

D.物体沉在水底,,浮=6N

了面品k∥m3=o.83×103

F浮=G=5N.

・粝:解法1:比较密度.根据G耳酱y,得p=击厂=

kg/m3,因为p印永,所以

物体在水中上浮,最终会漂浮在水面上静止,故静止时

解法2:比较重力与浮力大小.假设物体浸没在水中,P浮甲承gy捧=6N,此时P浮>G,物体将在水中上

责任编辑豢华杰

20

l弓年4目鲁

纛内‰。一《凶

口郑州中

上面几个式子中,若物体是实心的,p为物体的

密度;若物体是空心的或质量分布不均匀的,则p为物体的平均密度.

现对利用物体浮沉条件和阿基米德原理来解决

的浮力问题进行归类和解析.以便使同学们能更好地

理解物体的浮沉和掌握解此类题的方法.

一、比较物体所受浮力的大小

比较浮力的大小通常有两种方法:一是根据阿基米德原理的推导公式F浮=p液gy排知,当物体浸在同

一种液体中时,由于p棚同,可以通过比较y排的大

小来判断物体所受浮力的大小:当物体排开的液体体积y捧相同时,可通过比较p液的大小来比较物体所受

浮力的大小.二是根据浮沉条件(物体在液体里漂浮

或悬浮时,由二力平衡条件有F浮=G,上浮的物体F浮>G,下沉的物体F浮<G),可以通过比较物体所受重力的大小来判断物体所受浮力的大小.

物嗽鳓野漉鸯缔

&,垄鳓

浮力知识是初中力学中的一个重点内容.也是一个难点内容。对物体浮沉条件的正确理解是解决许多有关浮力问题的关键.

浸没在液体中的物体.若只受到竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮的作用,G与F浮的大小不同,物体的运动状态也不同:

(1)若F浮>G,物体将向上运动,物体上浮.上浮的物体露出液面后,由于y排减小,使F浮逐渐减小,直至F浮=G,最终物体漂浮在液体表面。处于平衡状态.

(2)若F浮=G,物体将停留在液面下的任何一位置.即悬浮在液体中.

斜’下列关于浮力的几种说法,正确的是(

物体所受的重力

).

A.浸在液体中的物体受到浮力的大小一定等于

B.同一物体浸没在不同的液体中受到的浮力一

般是不同的

C.浸在液体中的物体所受浮力的方向不一定和

重力的方向相反

D.不同的物体浸没在同种液体中受到的浮力一般是相同的

●析:只有物体在液体里漂浮或悬浮时,由二力平衡条件才可得到浮力等于重力的结论.如果物体下沉到容器底部或用绳子吊着物体浸在液体中.浮力都不等于重力。A错:由阿基米德原理推导公式很容易得到选项B是正确的,选项D是错误的:浸在液体里的物体所受浮力的方向总是竖直向上的.与重力方向相反.所以选项C错.

答案:B

二、判断物体的浮沉

判断物体浮沉的方法有两种:一是根据物体所受浮力和重力的关系来判断物体的浮沉。二是根据物体的平均密度与液体密度的关系来判断.

(3)若F浮<G,物体向下运动。即下沉.物体下沉到

底时,将受到底部支持力的作用,当三力平衡,即F浮+F支=G时,物体将静止于液体底部.

另一方面,也可这样理解:根据阿基米德原理的

推导公式F浮申液∥排和物体所受重力的表达式G=

pgK物体浸没在液体中时y排=y,那么:

(1)若F浮>G,则p液>p,物体上浮.(2)若F浮=G,则p液=p,物体悬浮.(3)若F浮<C,则P液<p,物体下沉.

铆7把重5N、体积为0.6dm3的物体投入水

中,若不计水的阻力,g取10N/kg,当物体静止时,下列说法正确的是(

).

NN

A.物体漂浮,,浮=6B.物体悬浮,F浮=5

——20

l弓年4目昌一

.,●●◆

蒜羔菥警

易错点辨析淫f

————_弦爹馘辫

浮力是力学知识的重点.也是同学们学习的难点,其基础知识的掌握并不困难,难在题目多变,可设置的陷阱较多.题设条件一旦发生微小变化.可能整个物理情景将完全颠覆.下面就浮力中的一些易错知识点举例分析.以期对同学们的学习有所帮助.

易错点1:没有考虑到排开液体的体积的变化。误认为液体的密度越大。产生的浮力也越大

有些同学根据生活经验.误认为漂浮的物体浮起一些是受到浮力增大的缘故,忽略了漂浮条件F浮=G物.当物体处于漂浮状态时,无论排开液体体积的大小怎样变化.其受到的浮力均不会改变.

错选:A

剖析

张丽宏

C.浮力不变.露出水面体积变小D.浮力变小.露出水面体积变大

错选分析:错误的原因是部分同学误认为漂流瓶由于浮力变大才上浮.忽略了漂流瓶始终处于漂

浮状态,其浮力等于重力,不会改变.

●析:由于漂流瓶在海水和江水中都漂浮,所以

F浮=G物,故漂流瓶从长江漂入大海所受的浮力不变;

根据F浮=p液∥排,p海水印扛承可知,漂流瓶从长江漂入

大海后.排开水的体积将变小。露出水面的体积将变

大.

铆’在一个玻璃瓶中装入写有你心愿的纸片,

盖上盖子并密封.投入江中.瓶子就能漂浮在水面上,成为“漂流瓶”.如果漂流瓶从长江漂人大海。漂流瓶所受的浮力及它露出水面的体积变化情况是(海水密度大于河水密度)(

).

正确答案:B

点评:明确漂流瓶从长江漂人大海其所受浮力不变是解题的关键.

易错点2:没有考虑到液体密度的变化。误认为排开液体的体积越大。受到的浮力越大

A.浮力变大.露出水面体积变大B.浮力不变.露出水面体积变大

由阿基米德原理公式F浮申液∥捧可知,物体所

受浮力的大小只与液体的密度、物体排开液体的体

C.物体漂浮,F浮=5

浮直至漂浮,最终静止在水面上,静止后,F浮=G=5N.

答案:C

点评:在谈及物体的浮沉条件时。不要丢掉很重要的前提:浸没(未沉底)在液体里的物体,只受到浮力和重力的作用.也就是说.要判断物体在液体里上浮、悬浮还是下沉时,首先必须使物体完全浸没在液体中。再比较这时物体受到的重力和浮力的大小,才能得到正确的结论.

D.物体沉在水底,,浮=6N

了面品k∥m3=o.83×103

F浮=G=5N.

・粝:解法1:比较密度.根据G耳酱y,得p=击厂=

kg/m3,因为p印永,所以

物体在水中上浮,最终会漂浮在水面上静止,故静止时

解法2:比较重力与浮力大小.假设物体浸没在水中,P浮甲承gy捧=6N,此时P浮>G,物体将在水中上

责任编辑豢华杰


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