浮力和壓強的所有公式
F浮=P液gv排
F浮=G-F拉
F浮=F上-F下
平衡法:F浮=G物
漂浮時:P物/P液=V侵入體積/總體積
壓強:P=pgh
P=F/S
怎樣做好物理浮力題
無論是初學“浮力”,還是中考復習,都感到這部分內容越學問題越多,題目越做越難。經常在中考臨近時還有很多好同學從各種渠道拿一些“浮力”習題來請我解答。對于該現象,我從兩個角度來說明。
首先,浮力問題是在力、密度、壓強學習之后才引入的。大家都知道,這三個內容本身就在中考知識點中具有舉足輕重的位置,因此,學浮力有一定的難度就不足怪了。另一方面,由于學生并不知道中考的要求,所以感到難學就拼命解題。尤其是一些教師也認為題目越難越有成效,中考把握越大,不惜把一些超綱題、競賽題也大量地給學生演練,弄得師生都不堪重負,這種高成本(指付出的不必要的精力和時間)的學習方法是不可取的。
我認為從以下幾個方面去學好“浮力”是否更好些呢?
一、學好浮力的關鍵是把力、二力平衡、密度和壓強的知識理解透徹
因為浮力實際上是上述知識的一個應用。或者說是在掌握上述知識的基礎上,來分析解決一些簡單的生活和生產中的問題。其難度大、題型多就成為必然。
例:如圖,同一物體分別浸在不同的兩液體中,受到浮力分別為F1和F2;物體底面受到兩液體的壓力分別為F1’和F2’,壓強分別為P1和P2,液體密度為ρ1和ρ2,則:F1F2,F1’F2’,P1P2,ρ1ρ2(皆填<,=,>)這里若立即用浮力的幾個關系式去計算,實際上是不必要的,也十分困難。但若冷靜地看到,物體在A、B容器中,都處于二力平衡狀態(漂浮和懸浮的特例),則立即可知F1=G物,F2=G2物,因此F1=F2;其次,聯想到浮力是液體向上托住物體的力,該力本質上就是浮力,即F1和F1’,F2和F2’是同一個力,當然有F1’= F 2’。根據壓強關系P=FS,因為同物體底面積相同,壓力相同,因此P1=P2。最后,可根據F1=F2有ρ1gV1=ρ2 g V 2牞因為V1<V2則有ρ1>ρ2。
二、注意浮力問題中二力不平衡和三力平衡的問題
一般來說,初中物理三力平衡的問題較少,目前正式出現在教材考綱上的為彈簧秤問題,對于這類題,一定要學會簡單的受力分析,但不可任意去拓展。
例:2003 年上海中考卷有一浮力題為:體積為1×10 -3米3的物體浸沒在水中,物體受到浮力為
牛,若物體受到的浮力重力的合力為20牛,則物體的重力為牛。對于第一空,很容易用阿基米德原理F浮=ρ液gV排,代入數據計算出浮力為9.8牛,但第二空,重力G與浮力方向正好相反,只有G>F浮,才有 G - F 浮=20 牛,因此 G= F 浮+20 牛=29.8 牛三、浮力變化題首先注意因密度或排開液體體積的變化導致浮力變化。例如:某潛水艇從東海潛入長江,浮力是否變化?有的同學認為潛水艇處于懸浮態,故浮力不變,這顯然是錯誤的,應該注意到V排不變,液體密度變小,故浮力變小。
其次注意把物體放入盛有或盛滿某液體的容器中,受到浮力問題是要十分當心的。因為盛有必須考慮盛滿和未滿兩種情況。
例:某物重10牛,輕輕放入盛有水的容器中,溢出2牛的水,求物體所受浮力的大小?
本題若輕易地認為F浮=G排水,就會立即得到F浮=2牛,但這僅僅是在盛滿水的情況下的答案。若仔細分析“盛有”,要考慮到未滿時,應在放物體后水位上升,先滿再溢出,則浮力應大于2牛,而物體若最后漂浮或懸浮所受浮力最大,F浮= G=10 牛,故答案為10牛≥F浮≥2牛。四、實際生活生產中的問題和綜合題浮體問題例如:某船體截面可視為5000 米2的矩形,在長江中裝貨后船體下沉了6米,問裝貨為多少噸?該題應考慮貨在船中卻浮在水上,因此G貨=F浮=G排水,所以G排水=G貨,即M貨G=M水G,M貨=ρ水V排=ρ水hs=1000 千克/米3*0.3米*5000米2=1500000千克。
總之,不要盲目做題,特別不要做大量難題,因為浮力并非中考中要求較高的知識點。
搞清楚浮力的產生原因是由于浸在液體中的物體上下表面受的壓強不同造成的。也就是說直接原因是液體壓強跟深度有關。