浮力的綜合計(jì)算及分析考點(diǎn)命題角度技法

何聲健 鄒興平

(湖北省恩施市龍鳳鎮(zhèn)民族初級(jí)中學(xué) 445003)

鄒興平(1966.10-)，男，湖北省恩施人，本科，中學(xué)高級(jí)教師，從事中學(xué)理科教學(xué)研究.

一、浮力的綜合計(jì)算

命題角度1：稱重法和阿基米德原理的結(jié)合

解法技巧首先根據(jù)稱重法和阿基米德原理分別列出等式，然后將兩等式聯(lián)立求解相關(guān)的物理量(如計(jì)算物體密度或者液體密度等).注意：①V排和V物是求解待求量的聯(lián)系紐帶；②當(dāng)物體受到幾個(gè)力的作用時(shí)，首先應(yīng)對(duì)物體進(jìn)行受力分析，找出這些力之間的關(guān)系，再代入公式、物理量求解.③涉及兩個(gè)物理狀態(tài)的浮力問題，往往要對(duì)兩個(gè)狀態(tài)下的物體分別進(jìn)行受力分析，根據(jù)力的平衡原理，列出兩個(gè)方程，通過解方程得出結(jié)果.

圖1

例1 如圖1所示，放在水平面上裝滿水的一溢水杯，水深為20cm．彈簧測(cè)力計(jì)掛著重為10N的物塊．現(xiàn)將物塊浸沒在裝滿水的溢水杯中，靜止后溢出水的質(zhì)量為0.4kg(g取10N/kg)．求：

(1)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)．

(2)物體的密度．

命題角度2：和阿基米德原理的結(jié)合

解法技巧①首先明確研究對(duì)象所處的狀態(tài)(漂浮或懸浮)，列出浮力與物重的等式.②然后根據(jù)阿基米德原理寫出關(guān)系式.③最后根據(jù)待求量將兩種關(guān)系式分別進(jìn)行合理變形或展開，用已知量和未知量來表示.注意：①V排和V物是求解待求量的聯(lián)系紐帶；②在計(jì)算中若遇到連接體、疊加體時(shí)，通常用整體法進(jìn)行巧妙處理.

圖2

(1)圖甲中木塊受的浮力大??；

(2)圖乙中液體的密度；

(3)圖乙中木塊下表面受到液體的壓強(qiáng)．

二、浮力問題中涉及到壓強(qiáng)的綜合

命題角度1：壓強(qiáng)、浮力的大小比較

解法技巧審清題意，首先根據(jù)已知條件確定比較浮力大小的方法，從而判斷出浮力的大小關(guān)系；然后再根據(jù)壓強(qiáng)公式定性比較壓強(qiáng)或壓力的大小關(guān)系.

注意：涉及壓強(qiáng)大小比較時(shí)，一定要分清是比較固體壓強(qiáng)還是比較液體壓強(qiáng)；①求解盛有液體的容器對(duì)水平桌面的壓力壓強(qiáng)時(shí)：把盛放液體的容器看成一個(gè)整體，先確定壓力(水平面受的壓力F=G容+G液)，后確定壓強(qiáng)(一般常用公式p=F/S).②對(duì)于形狀規(guī)則的實(shí)心幾何體(如正方體、圓柱體)，若已知它們的密度及高度，則對(duì)水平面的壓強(qiáng)可用公式p=ρgh計(jì)算或定性分析.③有“柱形容器”中的液體對(duì)容器底的壓力才等于液體重力．

例2 質(zhì)量分布均勻的A、B兩個(gè)實(shí)心正方體(VA>VB)，放置在盛水的容器中、靜止時(shí)如圖3所示：現(xiàn)將A、B撈起后放置在水平桌面上，比較A、B在水中受到的浮力FA、FB，和它們對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)pA、pB的大小關(guān)系，正確的是( ).

A．FApBB．FA>FB，PA

C．FA=FB，pAFB，pA>pB

圖3 圖4

例3 如圖4所示，水平桌面上有兩個(gè)相同的燒杯，分別盛有質(zhì)量相等的甲、乙兩種液體．將材料相同的a、b兩個(gè)實(shí)心球，分別放入甲、乙兩種液體中，a球體積大于b球體積．靜止時(shí)，a球漂浮在液面上，b球懸浮在液體中，a、b兩球受到的浮力分別為F甲、F乙，甲、乙兩種液體對(duì)燒杯底的壓強(qiáng)分別為p甲、p乙，則( ).

A．F甲=F乙；p甲=p乙B．F甲=F乙；p甲>p乙

C．F甲>F乙；p甲=p乙D．F甲>F乙；p甲>p乙

命題角度2：浮力、壓強(qiáng)、密度的綜合計(jì)算

解法技巧(1)審題：①明確已知條件和待求量，挖掘隱含條件；讀圖弄清兩個(gè)坐標(biāo)軸所代表的物理量及相應(yīng)單位，根據(jù)圖象信息分析一個(gè)量隨著另一個(gè)量如何變化，讀懂特殊坐標(biāo)值的含義.③讀表格分析一個(gè)量隨著另一個(gè)量如何變化，找出變化規(guī)律.

練習(xí)題1 如圖5所示，水平桌面上放置底面積為80cm2，質(zhì)量為400g的圓筒，筒內(nèi)裝有16cm深的某液體．彈簧測(cè)力計(jì)懸掛底面積為40cm2、高為8cm的圓柱體，從液面逐漸浸入直到浸沒，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F與圓柱體浸入液體深度h的關(guān)系如圖6所示，(圓筒的厚度忽略不計(jì)，筒內(nèi)液體沒有溢出)，求：

圖5 圖6

(1)圓柱體浸沒在液體中所受的浮力是多少？

(2)筒內(nèi)液體密度是多少？

(3)圓柱體浸沒并且未與圓筒底部接觸時(shí)，圓筒對(duì)桌面的壓強(qiáng)是多少？

練習(xí)題2 如圖7甲所示，水平桌面上有一底面積為5.0×10-3m2的圓柱形容器，容器中裝有一定量的水，現(xiàn)將一個(gè)體積為5.0×10-5m3的物塊(不吸水)放入容器中，物塊漂浮在水面上，浸入水中的體積為4.0×10-5m3．求：

圖7

(1)物塊受到的浮力；

(2)物塊的質(zhì)量；

(3)如圖7乙所示，用力F緩慢向下壓物塊，使其恰好完全浸沒在水中(水未溢出)．此時(shí)水對(duì)容器底的壓強(qiáng)比物塊被下壓前增加了多少？