浮力是初二物理的难点,这是因为它综合了很多力学知识,例如运动状态、重力、二力平衡、密度、压强等。很多学生在解浮力题的时候不知道从哪里入手,以致“束手无措”、“钻牛角尖”。今天我们来说说解浮力题的几个常用步骤↓↓↓
判断浮沉状态物体的浮沉状态包括上浮、下沉、漂浮、悬浮和沉底五种。其中,上浮和下沉是运动的状态,漂浮、悬浮和沉底是静止的状态。
解浮力题的第一步,先根据题意或图片判断物体是处于哪种浮沉状态。
浮沉状态
进行受力分析受力分析的步骤我们前面说过,按“重力-弹力-摩擦力”的顺序,浮力的本质是压力差。所以,在这里我们可以按“重力-浮力-支持力-压力”的顺序,画出物体的受力示意图。
受力分析
运用公式或规律这一步是解浮力题的关键,要用到浮力的公式或规律。例如:
1.浮力的本质:F浮=F向上-F向下
2.浮力的测量:F浮=G-F拉
3.阿基米德原理:F浮=G排=ρ液gV排
4.漂浮和悬浮时:F浮=G物
5.沉底时:F浮+F支=G物
6.漂浮时,ρ物<ρ液;悬浮时,ρ物=ρ液;沉底时,ρ物>ρ液
这么多公式和规律,该如何挑选呢?我们可以根据题意,如果题目中有“体积相同”或“体积的大小关系”条件,那我们就先用阿基米德原理;如果题目中有“质量相等”或“质量的大小关系”条件,那我们就能确定重力关系,先用浮沉条件解题。
牛刀小试【例】将体积相同材料不同的甲、乙、丙三个实心小球,分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中,甲球下沉至杯底、乙球漂浮和丙球悬浮,如图所示,下列说法正确的是( )
例题图
A.三个小球的质量大小关系是m甲>m乙>m丙
B.三个小球受到的浮力大小关系是F甲=F丙<F乙
C.三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是p甲>p乙>p丙
D.三个烧杯底部对桌面的压力大小关系是F′甲>F′乙=F′丙
【解析】根据题意,甲沉底、乙漂浮、丙悬浮,则ρ甲>ρ水,ρ乙<ρ水,ρ丙=ρ水,所以ρ甲>ρ丙>ρ乙,三个球体积相等,根据m=ρV,m甲>m丙>m乙,A错误。根据阿基米德原理,F浮=G排=ρ液gV排,甲和丙排开水的体积相等,比乙的大,则F甲=F丙>F乙,B错误。三个烧杯中水的深度相同,根据p=ρgh,水对烧杯底部的压强相等,C错误。甲受重力、浮力、支持力;乙和丙都是受重力和浮力,两个力平衡。乙和丙的重力等于排开水的重力,相当于没有排出水,烧杯对桌面的压力都等于烧杯装满水的总重力;甲的重力大于排开水的重力,此时烧杯对桌面的压力大于仅用烧杯装满水的总重力,所以F′甲>F′乙=F′丙,D正确。
正确答案是D。