初中物理之浮力的计算

浮力的计算浮力的计算公式：根据阿基米德原理，可以得到浮力的计算公式如下：因为：F浮=G排而G排=m排g=ρ液gV排所以F浮=ρ液gV排式中，F浮为浸在液体中物体所受的浮力；ρ液为液体的密度；V物为物体排开液体的体积；g=9.8N/Kg上述公式再次表明:影响浮力的大小只有两个,液体的密度和物体排开液体的体积.练习：某同学做“影响浮力大小的因素”的实验中，先测得一个圆柱体在空气中的重力，然后把金属块浸入液体中，依次记下弹簧秤的示数如下表所示（ρ甲ρ乙）液体实验次数金属块浸入液体部分的长度（厘米）弹簧秤读数（牛）104.0甲213.9323.8433.7乙513.8623.6733.4(1)分析比较实验次数2、3、4（或5、6、7）。可以得出初步结论是：__________________________________________________________.(2)分析实验次数2、5（或3.6，或4.7）还可以得出初步结论是_______________________________________________________________.浸在同种液体中的物体，受到的浮力与物体排开液体的体积成正比在物体排开液体的体积相同时,液体密度越大物体受到的浮力越大例:体积为310-5m3的金属块浸没在煤油里受到的浮力是多大?[例3]一个正方体铁块，在水下某深度时，上底面受到15N压力，下底面受到20N压力，则此时铁块受到浮力是________N；当铁块下沉到某位置时，上底受到压力增大至20N时，下底受到压力是_______N。[分析]浮力产生的原因是物体上下底面受到液体的压力差。随着物体下沉，每个底面受到压力都要变大，但压力差不变，即F浮=F下底-F上底=20N-15N=5N，F＇下底=F＇上底+F浮=20N+5N=25N。[解答]5，25。解:浸没在液体里的物体排开液体的体积V排就等于物体自身的体积V物所以F浮=ρ液gV物=0.8103Kg/m39.8N/Kg310-5m3=0.235N[例1]质量是2.7kg的铝块，一半浸入水中时，所受浮力多大？完全浸没在酒精中时，所受浮力多大？(ρ铝=2.7×103kg／m3，ρ酒精=0.8×103kg／m3)[分析]在水中时排开水的体积等于物体体积的一半；在酒精中时排开酒精的体积等于物体体积。答：在水中受到的浮力是4.9N，在酒精中受到的浮力是7.84N。例：如图所示的实验装置，你可以根据图中的数据得出哪些物理量？（1）物体A的重力G=4N（2）物体A受到的浮力F浮=2N（3）若容器中所装液体是水，则物体A的体积为：4N2N水3433102/10/102mKgNmKgNgFVV液浮排物（4）物体的密度？3334/102102/104mKgmKgNNgVGVm物物物物物（5）若已知物体A的密度，求液体的密度？3334/10102/102mKgmKgNNgVF排浮液2．弹簧秤下面挂一重15.6N的物体．当把它全浸入水中时，弹簧秤的读数为13.64N；当弹簧秤示数为14.62N时，物体露出水面的体积是多少？分析：当物体全浸入水中时所受浮力为（15.6N-13.64N=1.96N）此时：V物=V排当物体部分浸入水中时，所受浮力为（15.6N-14.62N=0.98N）此时：V露=V物-V，排由浮力的计算公式：F浮=ρ液gV排，得：V物=V排=F浮ρ液g=1.96N103Kg/m39.8N/Kg210-4m3=V，排=F，浮ρ液g=0.98N103Kg/m39.8N/Kg10-4m3=所以：V露=V物-V，排=210-4m3-10-4m3=10-4m3(3)弹簧秤上挂了一个石块，将石块浸入水里。这时弹簧秤上的示数表示的是[]A、石块受的重力；B、石块受的浮力；C、石块受的重力与浮力之和；D、石块受的重力与浮力之差。D[例2]完全浸没在水中的乒乓球，放手后从运动到静止的过程中，其浮力大小变化情况[]A．浮力不断变大，但小于重力。B．浮力不变，但浮力大于重力。C．浮力先不变，后变小，且始终大于重力直至静止时，浮力才等于重力。D．浮力先大于重力，后小于重力。[分析]乒乓球完全浸没在水中时，浮力大于重力，因浮力大小与物体在液内深度无关。因此乒乓球在水中运动时所受浮力不变，直到当球露出水面时，浮力开始变小，当浮力等于重力时，球静止在水面上，呈漂浮状态。[解答]C边长为L的立方体浸没在密度为ρ液的液体里（如图），试根据浮力产生的原因——物体受到液体向上和向下的压力差把阿基米德原理推导出来。立方体全浸入液体，它排开液体的体积V排=_____；立方体上表面液体对它向下的压强P=________；下表面液体对它向上的压强p‘=_______；下表面受到液体向上的压力F＇=______；上表面受到液体向下的压力F=______；立方体受到的浮力F浮=F＇-F_________=________。L3ρgh1L2ρghL2ρgh1ρghρgV排浮力的计算习题课1、有一物体浮在水面上，露出水面的体积为24厘米3，将露出水面的体积切去，又有16厘米3的体积露出水面。求：（1）、物体的总体积。（2）、物体的密度。2、有一铁块和铜块，浸没在水中称量时弹簧秤的读数相同，已知ρ铜ρ铁，试比较：铜块和铁块的体积的大小；铜块和铁块的质量的大小。对于浮体总有V排/V物=ρ物/ρ液3、三块质量均匀的正方形物块，边长为L，用胶水粘成品字形，然后放入水中后漂浮在水面上，上面的物块有一半露出水面（如图所示）当胶水被溶化后失去粘性，物块散开，若不计胶水重力和体积，则：（）A.三块物块都露出2/3LB.三块物块都露出3/2LC.三块物块都露出1/6LD.三块物块都露出1/2L解:因木块是漂浮在水面上的，浮力等于其重力。木块散开后，重力不变，浮力也不会改变，故排开水的体积也不变，只不过是由原来的一块木块露出水面变成为三块木块露出水面，故每块露出1/6LC4、用绳子将一铁桶吊入井中，当铁桶装满水并浸没于水中时。则…………………………………………（）A、绳子的拉力等于铁桶的重力。B、绳子的拉力大于铁桶的重力。C、绳子的拉力小于铁桶的重力。D、绳子的拉力等于铁桶和水的总重力。C5．气球的容积是1500m3，里面充满氢气，球壳和吊篮共重2450N，问在标准状况下，这个气球能否带上5名各重637N的乘客升空？（标准状况下，空气密度为1.29Kg/m3，氢气的密度0.09Kg/m3）F浮=ρ气gV物=1.29Kg/m39.8N/Kg1.5103m3=1.9104NG总=G物+G氢+G人=2450N+1323N+3185N=6958N一、浮体和浮力1、F浮=G物例1、质量相等的冰块和木块漂浮在水面上，谁受的浮力大，V排冰V排木，冰块露出水面的体积木块露出水面的体积。(ρ木ρ冰)二、阿基米德原理：浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于物体排开液体所受的重力。1、“浸”指的是物体全部浸入液体或部分浸入液体两种情况。2、物体受到的浮力的方向是竖直向上的。3、物体受到的浮力的大小等于物体排开液体所受的重力。三、浮力的计算：1、根据浮体原理进行计算：F浮==G物2、根据力的平衡原理计算：F浮=G物–F拉3、根据阿基米德原理计算：F浮=G排=m排g=ρ液gV排例2、一个物体浸没在煤油中，煤油对它的浮力为2牛，如果将这个物体浸没在水中，水对它的浮力多大？ρ煤油=0.8103千克/米3例3、在一圆柱形桶内，盛有高为20厘米的水，若将一只空的铁碗浮在桶内的水面上，水面上升了3.9厘米。如果将铁碗全部浸入水中，桶内水的高度又将是多少厘米？ρ铁=7.8103千克/米34、根据浮力形成的原因计算：F浮=F向上–F向下F向上应理解为所有向上方向的力的合力。例4、一物体浸没在水中受到的浮力为0.98牛，此时水对物体向上的压力为3牛，则水对物体上表面的压力为牛，若使物体再下沉一些，水对物体上表面的压力为8牛，那么水对物体下表面的压力为牛。注意：对于漂浮在液面的物体，因为F浮=ρ液gV排，G=ρ物gV物，又因为F浮=G，所以V排/V物=ρ物/ρ液例5、一物体漂浮在水中，露出水面的部分是水中部分的2/3，求该物体的密度。例6、已知ρ冰=0.9103千克/米3，如果一块冰浮在水面上，那么露出水面部分与水面以下部分体积之比是多少？一正方体木块都能浮在河面和海面上，则河水对木块底部的压强海水对木块底的压强。河水海水压力F压力F解：因木块在河水中受到的压力F和在海水中受到的压力F即浮力，大小都等于木块的重力，即浮力，由F=PS得压强P亦相等。等于