初中物理常识知识点:浮力的五种求法及相关例题如下:
知识点:
1. 浮力的定义:浸在液体或气体中的物体受到液体或气体竖直向上托的力。
2. 浮力的求法:
(1)称重法:F浮=G-F';
(2)压力差法:F浮=F向上-F向下;
(3)阿基米德原理:F浮=G排=m排g;
(4)平衡条件法:当物体漂浮时,F浮=G物;当物体悬浮时,F浮=G物;
(5)密度的变化法:当物体的密度大于液体的密度时,物体下沉,F浮
例题:
【例1】(2020四川巴中)在弹簧测力计下挂一实心物体,弹簧测力计的示数是F,如果把物体浸没在水从水中取出后,弹簧测力计的示数减少了$F_{1}$,则该物体的密度是( )
A.$Ftext{ }/F_{1}$ B.$Ftext{ }/F_{水}C.$Ftext{ }/($F - F_{1}$)D.$Ftext{ }/($F - 2F_{水}$)$
【分析】
根据称重法可知物体浸没时受到的浮力,再根据阿基米德原理求出物体的体积,再根据密度公式求出物体的密度。
【解答】
物体浸没在水中受到的浮力:$F_{浮} = G - F = mg - F$,
因为物体浸没在水中,所以$V_{物} = V_{排} = frac{F_{浮}}{rho_{水}g} = frac{mg - F}{ρ_{水}g}$,
物体的质量:$m = frac{G}{g}$,
物体的密度:$rho = frac{m}{V} = frac{frac{G}{g}}{frac{mg - F}{ρ_{水}g}} = frac{G}{mg - F + frac{F}{rho_{水}}} = frac{G}{mg - F + frac{F}{rho_{水}} times rho_{物}g} = frac{G}{rho_{物}(mg - F)}$,
故选D。
本题考查了学生对阿基米德原理、称重法测浮力、密度公式的掌握和运用,利用好隐含条件$rho_{物}(mg - F)$是本题的关键。
【例2】(2023四川乐山)一个实心金属球在弹簧测力计下端匀速进入水中时,弹簧测力计的示数为$F$,当金属球一半进入水中时,弹簧测力计的示数为$F_{1}$,则金属球的密度为( )
A.$Ftext{ }/F_{1}$ B.$Ftext{ }/2F_{水}$ C.$Ftext{ }/3F_{水}$ D.$Ftext{ }/4F_{水}$
【分析】
根据称重法可知物体一半浸入水中时受到的浮力,再根据阿基米德原理求出金属球的体积,再根据密度公式求出金属球的密度。
【解答】
当金属球一半进入水中时受到的浮力:$F_{浮} = G - F_{1}$,
根据称重法可知金属球受到的浮力:$F_{浮}prime = G - F$,
因为$G = mg = rho Vg$,所以金属球的体积:V = frac{V_{排}prime}{rho_{水}} = frac{2V_{排}}{3} = frac{2(G - F)}{ρ_{水}g},
金属球的密度:rho = frac{G}{V} = frac{G}{frac{2(G - F)}{3rho_{水}}} = frac{3G}{2(G - F)} = frac{3FG}{2(FG - F^{2})} = frac{3FG}{FG - 2F^{2}} = frac{3}{2 - 2F}ρ_{水}。
故选C。
本题考查了学生对阿基米德原理、称重法测浮力和密度公式的掌握和运用。
总结:通过上述例题可以看出,对于浮力的求法,我们可以通过称重法、压力差法、阿基米德原理、
初中物理常识知识点:浮力的五种求法相关例题
浮力的五种求法:
1. 称重法:F浮=G-F',其中G为物体浸在液体中时弹簧测力计的示数。
2. 公式法:F浮=ρ液gV排,其中V排为物体排开液体的体积。
3. 原理法:F浮=G物,适用于密度均匀的物体。
4. 平衡法:通过调整物体在液体中的平衡状态来求物体所受的浮力。
5. 动态法:通过改变物体在液体中的位置来观察物体所受浮力的变化。
相关例题:
假设有一个边长为10cm的正方体铁块,将其浸没在水中时,所受浮力为多少?
解题思路:根据称重法,F浮=G-F',其中G为铁块重力,F'为铁块浸没在水中时弹簧测力计的示数。已知正方体的边长,可求出其体积,再根据密度公式求出其重力,进而求出所受浮力。
答案:F浮=G-F'=mg-F'=ρVg-F'=7.8×10³kg/m³×(10cm)³×10N/kg-0N=680N。
初中物理常识知识点:浮力的五种求法
浮力问题是力学中的一个重要问题,在初中物理中,我们通常会学习到浮力的五种求法。
一、称重法:F浮=G-F',其中G为物体浸在液体中时弹簧测力计的示数。
二、压力差法:F浮=F向上-F向下,适用于液体中物体上表面和下表面均受到压力的情况。
三、阿基米德原理法:F浮=G排=m排g,适用于任何情况,是最常用的浮力计算公式。
四、平衡条件法:当物体处于漂浮或悬浮状态时,F浮=G物。
五、密度计法:当密度计浸在液体中时,F浮=G密度计=G排,此方法适用于测量液体的密度。
通过以上五种方法,我们可以轻松地解决各种浮力问题。下面是一些例题和常见问题,帮助你更好地理解和应用这些方法。
例题:一个重为5N的物体,浸没在水中时受到的浮力为2N,求该物体的体积和密度。
分析:根据阿基米德原理法,F浮=G排=m排g,可得V = V排 = F浮/ρ水g = 2N/(1 × 10³kg/m³ × 10N/kg) = 2 × 10^-4m³,又因为物体浸没在水中,所以V物 = V排 = 2 × 10^-4m³。物体的质量为m = G/g = 5N/10N/kg = 0.5kg,所以物体的密度ρ = m/V = 0.5kg/2 × 10^-4m³ = 2.5 × 10³kg/m³。
常见问题:一个物体漂浮在水面上,求该物体的密度是多少?
解答:当物体处于漂浮状态时,F浮=G物,所以ρ水gV排=m物g,又因为V排<V物,所以m物<G物/g,即ρ物>ρ水。所以该物体的密度大于水的密度。
总结:浮力的五种求法是解决浮力问题的关键,通过灵活运用这些方法可以轻松解决各种浮力问题。在解题过程中,需要注意各个量之间的关系,并灵活运用单位换算。