初中物理中求浮力的方法有三种:称重法、阿基米德原理和漂浮法,以下是三种方法的应用和一道例题:
1. 称重法:F浮 = G - F',其中G为物体浸在液体中时的重力,F'为物体浸在液体中后的弹簧测力计的示数。例题:一个重为5N的物体,在密度为1.2×10³kg/m³的液体中处于漂浮状态,已知物体体积为0.6dm³,求物体受到的浮力大小。
2. 阿基米德原理:F浮 = G排 =ρ液gV排,其中G排表示被液体排开的重力,ρ液表示液体密度,V排表示物体排开液体的体积。例题:一个金属球在空气中称重为14.7N,将其浸没在水中,弹簧秤的示数为10N,求该金属球的体积和密度。
3. 漂浮法:当物体漂浮在液体表面时,F浮 = G物,可以用来求物体的密度或体积。例题:一个密度为1.5×10³kg/m³的木块,放在水中静止后有2/5的体积露出水面,求木块的体积和重力。
根据以上方法,可以解决以下例题:
题目:一个重为5N的物体,在密度为1.2×10³kg/m³的液体中处于漂浮状态,已知物体体积为0.6dm³,求物体受到的浮力大小。
解答:
1. 根据称重法,F浮 = G - F',其中G为物体的重力,F'为物体浸在液体中后的弹簧测力计的示数。由于物体在密度为1.2×10³kg/m³的液体中处于漂浮状态,所以F浮 = G = mg = ρVg = 0.6dm³ × 1 × 10³kg/m³ × 9.8N/kg = 6N。
2. 根据阿基米德原理,F浮 = G排 =ρ液gV排,由于物体在液体中处于漂浮状态,所以G排 = F浮 = 6N。
因此,物体受到的浮力大小为6N。
初中物理中求浮力的方法有:称重法、阿基米德原理、平衡法、平衡条件法、压力差法等。其中称重法是直接用弹簧测力计测量物体在空气中的重力,再用测力计拉着物体浸没水中测重力,两次重力之差即为浮力;阿基米德原理则是根据物体浸没在液体中时受到的浮力等于物体排开液体的重力计算浮力。
以下是一个相关例题:
题目:一个重为5N的物体,放入一个盛满水的溢水杯中,溢出3N的水,物体为什么受到的浮力大小为3N?
解析:根据称重法,物体在空气中受到的重力为5N,而在水中受到的拉力(即弹簧测力计的示数)为3N,因此物体受到的浮力为5N-3N=2N。由于物体是浸没在水中,排开了一定的体积的水,因此根据阿基米德原理,物体受到的浮力等于排开液体的重力,所以物体受到的浮力大小为3N。
初中物理中求浮力的方法主要有以下几种:称重法、阿基米德原理法、平衡法、压力差法。其中,称重法是通过物体在空气中的重量和在液体中的重量的差来计算浮力;阿基米德原理法是通过物体所受浮力等于它所排开的液体的重力来计算;平衡法是通过物体的受力平衡来求浮力;压力差法是通过物体在浸没液体前后受到的压力差来求浮力。
例题:一个体积为100cm³的铁球,其质量为79g,问这个铁球是空心的还是实心的?如果是空心的,空心部分的体积有多大?(已知铁的密度为7.9×10³kg/m³)
分析:首先,根据密度公式求出铁球的实心体积,再与铁球的实际体积(100cm³)相比较,如果相等,则是实心的,如果实心体积小于实际体积,则是空心的。空心的部分的体积=实心体积-实际体积。
解:假设铁球是实心的,则质量为79g的铁球的体积应为V=m/ρ=79g/(7.9g/cm³)=10cm³<100cm³,所以此球为空心球;
空心部分的体积V空=V-m/ρ=100cm³-79g/(7.9g/cm³)=2cm³。
答:这个铁球是空心的;空心部分的体积为2cm³。
常见问题:
1. 浮力的大小与哪些因素有关?
答:浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关。
2. 如何正确使用弹簧测力计测量物体在水中所受的浮力?
答:首先将弹簧测力计调整到零点,然后在空气中测量物体的重力或质量,再将被测物体完全浸没在水中,读出示数即为物体在水中所受的浮力。
3. 如何根据阿基米德原理判断物体在液体中所受的浮力大小?
答:当物体完全浸没在液体中时,其所受浮力大小等于它排开的液体的重力。因此,可以通过比较物体排开的液体体积和重力来判断浮力大小。
