逐個擊破——浮力的四種計算方法

2021-02-25 名校教研物理

對於浮力的計算

同學們是不是要抓狂啦

浮力計算之所以難

一方面在於求浮力的公式比較多,難以選擇最佳公式最快的解決問題;

另一方面是浮力中涉及的受力分析也是同學們很容易出錯的地方。

今天就讓小名老師帶領大家一起來看看浮力計算常用的四種方法,逐個擊破!

先讓我們一起來回憶一下浮力的計算公式吧!

1.稱重法:F浮=G-F

2.壓力差法:F浮=F向上-F向下

3.公式法:F浮=G排=m排g

              F浮=ρ液gv排

4.受力分析:F浮=G物(漂浮或懸浮)

方法技巧:F浮=G物-F示.用彈簧測力分別測出物體在空氣中的示數G物和物體浸入液體後彈簧測力計的示數F示,兩者之差即為物體所受的浮力F浮.

【例1】如圖所示,在彈簧測力計下懸掛一個重物A,緩緩浸入水與鹽水中觀察到測力計數如圖所示。則物體在水中受到的浮力為____N,在鹽水中受到的浮力為____N。

方法技巧:根據浮力產生的原因進行計算,F浮=F向上-F向下.

【例2】如圖所示,一邊長為0.5 m的正方體木塊漂浮在水面上,木塊上表面距水面0.1 m,則木塊下表面受到水的壓強為_______Pa;它受到的浮力為______N.(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)

方法技巧:F浮=G排=m排g=ρ液gV排.這是根據阿基米德原理得出的,適用於所有浮力問題。如果已知排開水的質量或重力,可直接用F浮=G排=m排g求浮力;否則需要根據題意找V排利用F浮=ρ液gV排計算浮力。

【例3】中國第一艘航母﹣﹣「遼寧艦」,其最大吃水深度為10.5m(指最底部到水面的豎直距離),排水量達6.7×104t,艦載機50餘架,它將為保衛我國領土領海發揮重要的作用。(取ρ海水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)

(1)當航母滿載時,所受到的浮力為多大?

(2)當一架質量為20t的艦載機起飛後,航母排開海水的體積減小了多少?

【例4】如圖所示,木塊受到的重力6N,用繩子系在柱形容器中,當完全浸沒在水中時,繩子的拉力為4N;不計繩重,取g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3;木塊受到的浮力為_____N,木塊的體積為_____m3

1.如圖,先將溢水杯裝滿水,然後用測力計拉著重為4 N、體積為100 cm3的石塊,緩慢浸沒在水中,溢出的水全部收集到小空桶中,桶中水重為____N,石塊靜止時,測力計示數為____N.(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)

2.懸浮在海水中的潛水艇排開海水的質量為3×106 kg(g取10 N/kg,海水的密度取1×103 kg/m3).求:

(1)潛水艇所受浮力多大?

(2)潛水艇排開海水的體積是多少?

(3)處於水下150 m深度處有一個面積為2.4 m2的艙蓋,它所受海水的壓強和壓力各是多大?

3.將體積V=0.2×l0﹣3m3的物塊A豎直掛在彈簧測力計下,在空氣中靜止時彈簧測力計的示數F1=2.6N.將物塊A浸沒在水中,靜止時彈簧測力計的示數為F2,如圖所示。已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。

求:(1)物塊A浸沒在水中受到的浮力F浮;

(2)彈簧測力計的示數為F2;

(3)物塊A的密度ρA。

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