浮力和壓強(qiáng)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(qiáng):P=pgh
P=F/S
怎樣做好物理浮力題
無論是初學(xué)“浮力”,還是中考復(fù)習(xí),都感到這部分內(nèi)容越學(xué)問題越多,題目越做越難。經(jīng)常在中考臨近時還有很多好同學(xué)從各種渠道拿一些“浮力”習(xí)題來請我解答。對于該現(xiàn)象,我從兩個角度來說明。
首先,浮力問題是在力、密度、壓強(qiáng)學(xué)習(xí)之后才引入的。大家都知道,這三個內(nèi)容本身就在中考知識點中具有舉足輕重的位置,因此,學(xué)浮力有一定的難度就不足怪了。另一方面,由于學(xué)生并不知道中考的要求,所以感到難學(xué)就拼命解題。尤其是一些教師也認(rèn)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(xué)生演練,弄得師生都不堪重負(fù),這種高成本(指付出的不必要的精力和時間)的學(xué)習(xí)方法是不可取的。
我認(rèn)為從以下幾個方面去學(xué)好“浮力”是否更好些呢?
一、學(xué)好浮力的關(guān)鍵是把力、二力平衡、密度和壓強(qiáng)的知識理解透徹
因為浮力實際上是上述知識的一個應(yīng)用。或者說是在掌握上述知識的基礎(chǔ)上,來分析解決一些簡單的生活和生產(chǎn)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(qiáng)分別為P1和P2,液體密度為ρ1和ρ2,則:F1F2,F(xiàn)1’F2’,P1P2,ρ1ρ2(皆填<,=,>)這里若立即用浮力的幾個關(guān)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(tài)(漂浮和懸浮的特例),則立即可知F1=G物,F(xiàn)2=G2物,因此F1=F2;其次,聯(lián)想到浮力是液體向上托住物體的力,該力本質(zhì)上就是浮力,即F1和F1’,F(xiàn)2和F2’是同一個力,當(dāng)然有F1’= F 2’。根據(jù)壓強(qiáng)關(guān)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(jù)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(xiàn)在教材考綱上的為彈簧秤問題,對于這類題,一定要學(xué)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(shù)據(jù)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(dǎo)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(xué)認(rèn)為潛水艇處于懸浮態(tài),故浮力不變,這顯然是錯誤的,應(yīng)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(dāng)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(rèn)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(xì)分析“盛有”,要考慮到未滿時,應(yīng)在放物體后水位上升,先滿再溢出,則浮力應(yīng)大于2牛,而物體若最后漂浮或懸浮所受浮力最大,F(xiàn)浮= G=10 牛,故答案為10牛≥F浮≥2牛。四、實際生活生產(chǎn)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(yīng)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(chǎn)生原因是由于浸在液體中的物體上下表面受的壓強(qiáng)不同造成的。也就是說直接原因是液體壓強(qiáng)跟深度有關(guān)。