浮力是整個初中物理力學的重點和難點,中考占的分值比例也比較大。同學們要弄懂浮力這個章節,這三個計算模型一定要爛熟于心!!!趕緊給孩子收藏起來慢慢體會!
模型1 漂浮、懸浮模型
漂浮懸浮模型
模型一:如圖甲,物體漂浮在液面
解題思路:受力分析,物體受到重力和浮力,兩個力平衡.
浮力求解:(1)若已知物體質量m,則F浮=G物=m物g
(2)若已知物體底面積S及浸入液體中的深度h,則F浮=ρ液gV排=ρ液gSh
模型二:如圖乙,物體在壓力F作用下浸沒在液體中
解題思路:受力分析,圖乙中物體受重力、浮力、壓力作用,三個力平衡.
浮力求解:(1)已知物體的體積V,則F浮=ρ液gV排=ρ液gV
(2)已知重力G和壓力F,則F浮=G+F
模型三:如圖丙,在物體上加另外一物體,使其剛好浸沒
解題思路:受力分析,物體A受重力,B的壓力,浮力作用,三個力平衡.
浮力求解:(1)已知物體的體積V,則F浮=ρ液gV排=ρ液gV
(2)已知重力GA和GB,則F浮=GA+GB
模型四:如圖丁,物體在拉力F作用下浸沒在液體中
解題思路:受力分析,物體受重力、拉力、浮力作用,三個力平衡.
浮力求解:(1)已知物體的體積V,則F浮=ρ液gV排=ρ液gV
(2)已知重力G和拉力F,則F浮=G+F
模型五:如圖戊,在物體A下挂另外一物體B,使其剛好浸沒
解題思路:受力分析,物體A受重力、B的拉力、浮力作用,三個力平衡.
浮力求解:已知物體的質量GA,A受到的拉力F,則A受到的浮力F浮=GA+F
模型2 注水、排水模型
注水排水模型
過程一:此過程中加水的體積為ΔV加水1=Δh1(S容-S物)=h浸(S容-S物),物體受到的浮力為F浮=ρ液gS物h浸.
過程二:整個過程中細線的拉力為0,物體受浮力和重力二力平衡.此過程中液面相對物體的位置不變,即h浸不變.第二次加水的體積為ΔV加水2=Δh2S容=h繩S容,物體受到的浮力為F浮=ρ液gS物h浸.
過程三:圓柱體受豎直向下的重力、拉力和豎直向上的浮力,三力平衡.此過程液面從四周上升,即第三次加水的體積為ΔV加水3=Δh3(S容-S物),物體受到的浮力為F浮=ρ液gS物h物=ρ液gV物,繩子受到的拉力為F拉=F浮-G=ρ液gV物-G.
過程四:細線拉直,拉力不再增大,物體浸沒,浮力也不變.第四次加水的體積為ΔV加水4=Δh4S容,物體受到的浮力為F浮=ρ液gS物h物=ρ液gV物,繩子受到的拉力為F拉=F浮-G=ρ液gV物-G.
注:排水過程為注水過程的逆過程,從過程四→過程三→過程二→過程一分析計算即可.
模型3 入水、出水模型
入水出水模型
過程一:物體受拉力向下運動,當物體剛接觸液面時,此過程中物體隻受繩的拉力和自身重力,則F拉=G物.
過程二:物體繼續向下運動,浸入液體中的高度為h浸,液面上升高度為Δh1,此過程中物體受繩向上的拉力、浮力和向下的自身重力,該過程中物體受到的浮力為F浮=ρ液gV排,拉力F拉=G物-F浮=G物-ρ液gS物h浸;液面上升高度Δh1等于下圖所示
過程三:物體剛好被浸沒時,液面上升高度達到最大.物體受到的浮力最大,為F浮=ρ液gV排=ρ液gV物,繩子的拉力為F拉=G物-F浮=G物-ρ液gV排=G物-ρ液gV物,由過程二到過程三中,液面上升的高度為Δh2等于下圖所示
過程四:物體接觸底面時,繩的拉力為0,液面高度變化量為0.物體受到的浮力不變為F浮=ρ液gV排=ρ液gV物,物體受到的支持力為F支=G物-F浮=G物-ρ液gV排,此時容器底部受到液體的壓強變化量為Δp=ρ液g(Δh1+Δh2).
注:出水過程中液面下降經曆的四個過程分析:出水過程為入水過程的逆過程,從過程四→過程三→過程二→過程一分析計算即可.
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