初二物理浮力典型计算题和相关例题如下:
例题:一个铁块用弹簧测力计测得它的重力为G,把它挂在弹簧测力计下面浸没在水中,弹簧测力计的示数为F,求铁块受到的浮力。
解法一:已知铁块的重力和浸没在水中弹簧测力计的示数,根据称重法可知:F_{浮} = G - F。
解法二:根据阿基米德原理可知:F_{浮} = G_{排} = m_{排}g = \rho_{水}V_{排}g = \rho_{水}(G - F)g。
例题:一个边长为L的正方体浸没在液体中时,上表面距离液面的深度为h,求这个正方体上表面受到的液体压强和下表面受到的液体压力。
解:上表面受到的液体压强为:p_{上} = \rho_{液}gh;
下表面受到的液体压力为:F_{下} = \rho_{液}g(h + L^{2})S = \rho_{液}gL^{2}(h + S) = \rho_{液}gL^{2}(h + \frac{V}{S}) = \rho_{液}gL^{2}(h + \frac{4L^{2}}{L^{2}}) = 4\rho_{液}gL^{2}h。
例题:一个边长为L的正方体浸没在液体中时,求这个正方体的体积、质量、密度和重力。
解:正方体的体积为V = L^{3};质量为m = \rho V = \rho L^{3};密度为\rho = \frac{m}{V} = \frac{L^{3}}{\rho gL^{3}};重力为G = mg = \rho Vg = \rho L^{3}g。
浮力典型计算题包括但不限于以上例题,如物体漂浮、悬浮、下沉等状态的浮力计算,物体在不同液体中浮力的计算等。解题时要注意细心,避免因疏忽而犯错。
以上内容仅供参考,建议咨询老师或查阅相关书籍获取更多帮助。
浮力典型计算题及例题
例1:一个边长为10cm的正方体物块,浸没在水中,其上表面离水面1m,求:
(1)物块受到的浮力;
(2)物块下表面受到的压力;
(3)物块对容器底部的压力和压强。
分析:
(1)根据浮力产生的原因求出物块受到的浮力;
(2)根据F_{浮} = \rho_{液}gV_{排}求出排开水的体积,再根据F_{下表面} = F_{上表面} + \rho_{水}g(h + L)求出下表面受到水的压力;
(3)根据p = \rho_{水}gh求出容器底部受到水的压强,再根据F = pS求出容器底部对物块的支持力,最后根据平衡条件求出物块对容器底部的压力和压强。
解答:
(1)物块排开水的体积:V_{排} = V_{物} = L^{3} = (10cm)^{3} = 100cm^{3} = 1 \times 10^{- 4}m^{3},物块受到的浮力:F_{浮} = \rho_{水}gV_{排} = 1 × 10^{3}kg/m^{3} × 9.8N/kg × 1 × 10^{- 4}m^{3} = 9.8N;
(2)物块下表面所受水的压强:p_{水下表面} = \rho_{水}gh = 1 × 10^{3}kg/m^{3} × 9.8N/kg × 1m = 980Pa,下表面所受水的压力:F_{下表面} = p_{水下表面}S = 980Pa × 100 \times 10^{- 4}m^{2} = 9.8N;
(3)物块对容器底部的压力和压强:F_{支持} = F_{下表面} - F_{上表面} = 9.8N - 9.6N = 0.2N,p_{支持} = \frac{F}{S} = \frac{0.2N}{1 \times 10^{- 2}}m^{2} = 20Pa。
例2:一个重为5N的物体,挂在弹簧测力计下,浸没在盛满水的溢水杯中,从弹簧测力计测得其示数减少了2.3N,则物体所受的浮力大小为______N,物体排开水的重力为______N。若改变所受浮力的条件,使物体浸没在酒精中,弹簧测力计示数将______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
分析:由题意可知物体所受浮力等于弹簧测力计示数减少量,即F_{浮} = G - F_{示减} = 5N - 2.3N = 2.7N;由阿基米德原理可知物体排开水的重力等于物体所受浮力;由于酒精的密度小于水的密度,所以浸没在酒精中的物体受到的浮力小于在水中的浮力,所以弹簧测力计示数将增大。
解答:$2.7$;$2.7$;增大。
浮力是初二物理中一个重要的概念,也是学生比较难理解的部分之一。以下是一些浮力的典型计算题和相关例题常见问题,供大家参考。
一、计算题
1. 一个边长为10cm的正方体铁块,放在一个底面积为200平方厘米的圆柱形容器中(容器厚度忽略不计),求铁块全部浸没在水中后,容器底部受到水的压强增加了多少?
解:正方体的体积 V = 10cm^3 = 1 × 10^-2 m^3
浸没水中后,排开水的体积 V排 = V = 1 × 10^-2 m^3
受到的浮力 F浮 = G排 = m排g = ρ水V排g = 1 × 10^3 kg/m^3 × 1 × 10^-2 m^3 × 9.8 N/kg = 9.8 N
增加的压强Δp = F浮/S = 9.8 N/200 × 10^-4 m^2 = 490 Pa
2. 一个重为5N的物体,在盛满水的溢杯中漂浮且静止时,从杯中溢出2N的水,则物体受到的浮力大小为( )
A.一定等于2N B.可能大于5N C.可能小于2N D.可能等于5N
解:物体漂浮,浮力等于重力,也等于排开水的重力,即F_{浮} = G_{排} = 2N。
二、例题常见问题
1. 如何判断物体在液体中是漂浮还是悬浮还是下沉?
答:可以通过物体的质量和体积以及液体的密度来判断。如果物体的质量大于液体的密度与重力加速度的乘积,则物体下沉;如果物体的质量等于液体的密度与重力加速度的乘积,则物体悬浮;如果物体的质量小于液体的密度与重力加速度的乘积,则物体漂浮。
2. 如何计算物体在液体中所受的浮力?
答:根据阿基米德原理,物体在液体中所受的浮力等于它排开液体的重力。具体来说,如果物体完全浸没在液体中,则浮力等于物体的重力减去排开液体的重力;如果物体部分浸没在液体中,则浮力等于排开液体的重力。
3. 如何理解影响浮力大小的因素?
答:影响浮力大小的因素有液体的密度和物体排开液体的体积。液体密度越大或物体排开液体的体积越大,则浮力越大。
以上是初二物理浮力典型计算题和相关例题常见问题,希望对你有所帮助。
