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求浮力的几种方法及其应用 河北省迁安市太平庄乡初级中学 王小红 QQ:610415142邮编064401 邮箱******************浮力是力学考查的重点内容，根据多年的教学发现，无论是什么题型都离不开浮力的求法，所以求浮力的方法成为解决浮力问题的关键，下面就结合具体实例详细介绍求浮力的几种方法。 一、弹簧测力计测量法 依据：根据浮力的概念“一切浸在液体中的物体，都受到液体对它竖直向上的力”就可以知道，浮力的大小可以借助测量工具来求，这也就有了“弹簧测力计测量法” 解析：先用弹簧测力计测出物体在空气中的重量G，再测出物体浸在液体中测力计所受到的拉力F液，两次之差就是物体浸在该液体中受到的浮力的大小F浮。 表达式：F浮＝G－F液 适用范围：所有物体（密度大于液体密度的物体应用的较多）。 应用1：（2005 吉林）小明将一物体挂在弹簧测力计上，示数为9.8N，将物体浸没在某种液体中，示数为7.8N，请你帮他解决下列问题： ①、物体浸没在液体中示数减小是因为 。 ②、若直接把物体放入此种液体中，则物体将 。（漂浮、悬浮、下沉） 分析：①一切浸在液体中的物体都要受到液体对它竖直向上的浮力；②物体在液体中的浮沉情况要根据物体的重力G与受到浮力F浮的关系来判断，已知物体的重力G=9.8N，物体受到浮力F浮=G－F液=2N，因为G＞F浮，所以物体将下沉； 应用2：在弹簧测力计下面挂一实心物体，弹簧测力计的示数是F，如果把物体浸没在水中，物体静止时弹簧测力计的示数为F/5，则物体的密度是（ ） A、1.0×103kg／m3 B、0.8×103kg／m3 C、1.5×103kg／m3 D、1.25×103kg／m3 分析：因为物体的密度ρ＝m／V，而m＝G／g F浮＝G－F液=ρ液gV排 V＝V排=（G－F液）／（ρ液g） 所以ρ物=G/gGF=ρ液=1.0×103kg／m3×=1.25×103kg／m3，(GF液）（/液g)GF液F1/5F故选D。 二、上下表面压力差法 依据：液体内部向各个方向都有压强，同一深度向各个方向的压强都相等，压强随着深度的增加而增加。如图1所示，正方体浸没在液体中各个表面都要受到液体压强作用，而前后、左右表面所受到的压强相等，压力也相等，方向相反，所以受到的合力为0，而上下表面由于深度不同所受到的压强也不同，这样上下表面所受到的压力也不同，上下表面的压力差就是浮力。 h LL图1 图2图3 解析：上表面受到的压力F上=P上×S＝ρ液gh×S， 下表面受到的压力F下＝P下×S＝ρ液g（h＋L）×S， 因为F下－F上＝ρ液g（h＋L）×S－ρ液gh×S＝ρ液gL×S＝ρ液gV物＞0，所以物体所受的合力方向竖直向上，而液体对物体竖直向上的力就是物体受到的合力F浮。（另外F下－F上＝ρ液gV物，就是阿基米德原理） 表达式：F浮＝F下－F上。 适用范围：粗细均匀的规则物体（正方体、长方体、圆柱体等） 应用：如图3所示，边长为0.1m的正方体物块在水中保持静止，则物体受到的浮力是 N。 分析：正方体上表面受到液体的压力F上=0，下表面受到液体的压力F下= P下×S＝ρ液gL×S=10N，所以浮力F浮＝F下－F上=10N。 三、阿基米德原理 内容：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。 注意：“浸入”包含两层意思：一是物体完全没入液体中，物体排开的液体的体积等于物体的体积；二是物体有一部分露出液面，物体排开液体的体积小于物体体积。总之物体排开液体的体积就等于物体没入液体里面的那部分体积。 表达式：F浮=G液=ρ液gV排 适用范围：所有物体。 应用1：（2005 广东）一个物体所受到的重力为10N，将其全部浸没在水中时，它所排开的水所受到的重力为20N，此时它受到的浮力是 N，放手后物体将 （上浮、下沉或悬浮），物体静止时所受到的浮力是 N。 分析：根据阿基米德原理直接断定它受到的浮力为20N；因为浮力大于重力，所以放手后物体将上浮；静止时物体漂浮的液面，浮力等于物体的重力，即10N。 应用2：（2005 河北）如图4所示，体积相同的 甲、乙、丙三个物体浸没在水中。甲上浮，乙悬浮，丙下沉，在甲未露出水面之前，关于它们受到的浮力说法正确的是（ ） A、甲受到的浮力大 B、乙受到的浮力大 C、丙受到的浮力大 D、一样大 甲 乙 丙 图4 图5 分析：在甲未露出液面以前，三个体积相同的物体完全没入水中，所以它们排开液体的体积相等，根据阿基米德原理F浮=G液=ρ液gV排可以判断，甲、乙、丙三个物体所受到的浮力相等，故选D。 应用3：（2005 自贡）一个体积是80cm3的物体，漂浮在水面上，有36cm3的体积露出水面，试问：物体所受到的浮力是多少？ 分析：根据题意可知物体在液体中的状态如图5所示，物体排开液体的体积就是它没入水中阴影部分，即V排=V物－V露=44cm3=4.4×10-5m3,根据阿基米德原理F浮=G液=ρ液gV排计算出物体受到的浮力是0.44N。 四、平衡法 依据：物体保持匀速直线运动或静止状态都是平衡状态，处于平衡状态的物体受到平衡力的作用，物体在液体中只受重力和浮力作用，当物体受到的重力和浮力相等时，它就处于平衡状态，也就是漂浮和悬浮。 表达式：F浮=G 适用范围：密度小于或等于液体的密度的物体。 本文来源：https://www.dywdw.cn/2f90b2a2376baf1ffc4fadf2.html
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2023-05-04
