浮力的計算綜合性強,難度大,課標要求較高,歷來是學生學習的難點,教學的重點。掌握好浮力的計算,是提高學生成績、突破難點的關鍵,下面例析計算浮力的幾種方法。
一、根據“浮沉條件”判斷
圖1
【例1】 質量相等的甲、乙兩球,浸在同種液體中(如圖1),甲球漂浮,乙球下沉,則甲乙兩球受浮力較大的是()。
A.甲球B.乙球
C.相等D.無法判斷
解析:此題告訴了兩球的質量相等,即兩球重力相等。由物體的浮沉條件可知:對甲球:F浮=G甲;對乙球:F乙
反思:解答此類題目要靈活應用物體的浮沉條件。
二、根據“阿基米德原理”計算
圖2
【例2】 甲、乙、丙三個球的體積相等,靜止在水中時如圖2所示,三個球所受浮力分別為F甲、F乙、F丙,其浮力大小是()。
A.F甲>F乙>F丙 B.F甲=F乙=F丙
C.F乙>F丙>F甲 D.F丙>F乙>F甲
解析:此題告訴了三個球的體積相等,故可根據阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排解答。ρ液、g相同,V排大
的,F浮大。故A正確。
反思:不能認為漂浮在液面上的物體一定比浸在液面下的物體浮力大。
【例3】 某鐵塊體積為200cm3,求它浸沒在水中10cm和20cm深處所受的浮力。(g=10N/kg)
解析:F浮=G排=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×200×10-6m3=2N。
反思:因V排始終等于鐵塊的體積保持不變,所以,不論鐵塊浸沒水中的深度如何變化,所受浮力均不變,都等于2N。
三、根據“懸漂條件”計算
【例4】 將重為4N,體積為6×10-4m3的物體投入一裝有適量水的溢水杯中,溢出水300g,若不計水的阻力,當物體靜止時,下列判斷正確的是()。
A.物體漂浮,F浮=6N B.物體懸浮,F浮=4N
C.物體漂浮,F浮=4N D.物體沉在水底,F浮=3N
解析:物體的密度:ρ物=0.4kg/6×10-4m3=0.67×103kg/m3,
因為ρ物<ρ水,所以該物體最終漂浮在水面上。
由漂浮條件可知:F浮=G物=4N,故C正確。
反思:注意溢水杯中裝的是適量水,而不是裝滿,故不能簡單地根據阿基米德原理判斷物體受到的浮力等于溢出水的重力,而應根據物體懸浮或漂浮的條件計算,當物體在液體中懸浮或漂浮時,F浮=G物。
(責任編輯 黃春香)