初中物理浮力经典例题分析(初中物理浮力三大模型计算)
浮力是整个初中物理力学的重点和难点,中考占的分值比例也比较大。同学们要弄懂浮力这个章节,这三个计算模型一定要烂熟于心!!!赶紧给孩子收藏起来慢慢体会!
模型1 漂浮、悬浮模型
漂浮悬浮模型
模型一:如图甲,物体漂浮在液面
解题思路:受力分析,物体受到重力和浮力,两个力平衡.
浮力求解:(1)若已知物体质量m,则F浮=G物=m物g
(2)若已知物体底面积S及浸入液体中的深度h,则F浮=ρ液gV排=ρ液gSh
模型二:如图乙,物体在压力F作用下浸没在液体中
解题思路:受力分析,图乙中物体受重力、浮力、压力作用,三个力平衡.
浮力求解:(1)已知物体的体积V,则F浮=ρ液gV排=ρ液gV
(2)已知重力G和压力F,则F浮=G+F
模型三:如图丙,在物体上加另外一物体,使其刚好浸没
解题思路:受力分析,物体A受重力,B的压力,浮力作用,三个力平衡.
浮力求解:(1)已知物体的体积V,则F浮=ρ液gV排=ρ液gV
(2)已知重力GA和GB,则F浮=GA+GB
模型四:如图丁,物体在拉力F作用下浸没在液体中
解题思路:受力分析,物体受重力、拉力、浮力作用,三个力平衡.
浮力求解:(1)已知物体的体积V,则F浮=ρ液gV排=ρ液gV
(2)已知重力G和拉力F,则F浮=G+F
模型五:如图戊,在物体A下挂另外一物体B,使其刚好浸没
解题思路:受力分析,物体A受重力、B的拉力、浮力作用,三个力平衡.
浮力求解:已知物体的质量GA,A受到的拉力F,则A受到的浮力F浮=GA+F
模型2 注水、排水模型
注水排水模型
过程一:此过程中加水的体积为ΔV加水1=Δh1(S容-S物)=h浸(S容-S物),物体受到的浮力为F浮=ρ液gS物h浸.
过程二:整个过程中细线的拉力为0,物体受浮力和重力二力平衡.此过程中液面相对物体的位置不变,即h浸不变.第二次加水的体积为ΔV加水2=Δh2S容=h绳S容,物体受到的浮力为F浮=ρ液gS物h浸.
过程三:圆柱体受竖直向下的重力、拉力和竖直向上的浮力,三力平衡.此过程液面从四周上升,即第三次加水的体积为ΔV加水3=Δh3(S容-S物),物体受到的浮力为F浮=ρ液gS物h物=ρ液gV物,绳子受到的拉力为F拉=F浮-G=ρ液gV物-G.
过程四:细线拉直,拉力不再增大,物体浸没,浮力也不变.第四次加水的体积为ΔV加水4=Δh4S容,物体受到的浮力为F浮=ρ液gS物h物=ρ液gV物,绳子受到的拉力为F拉=F浮-G=ρ液gV物-G.
注:排水过程为注水过程的逆过程,从过程四→过程三→过程二→过程一分析计算即可.
模型3 入水、出水模型
入水出水模型
过程一:物体受拉力向下运动,当物体刚接触液面时,此过程中物体只受绳的拉力和自身重力,则F拉=G物.
过程二:物体继续向下运动,浸入液体中的高度为h浸,液面上升高度为Δh1,此过程中物体受绳向上的拉力、浮力和向下的自身重力,该过程中物体受到的浮力为F浮=ρ液gV排,拉力F拉=G物-F浮=G物-ρ液gS物h浸;液面上升高度Δh1等于下图所示
过程三:物体刚好被浸没时,液面上升高度达到最大.物体受到的浮力最大,为F浮=ρ液gV排=ρ液gV物,绳子的拉力为F拉=G物-F浮=G物-ρ液gV排=G物-ρ液gV物,由过程二到过程三中,液面上升的高度为Δh2等于下图所示
过程四:物体接触底面时,绳的拉力为0,液面高度变化量为0.物体受到的浮力不变为F浮=ρ液gV排=ρ液gV物,物体受到的支持力为F支=G物-F浮=G物-ρ液gV排,此时容器底部受到液体的压强变化量为Δp=ρ液g(Δh1+Δh2).
注:出水过程中液面下降经历的四个过程分析:出水过程为入水过程的逆过程,从过程四→过程三→过程二→过程一分析计算即可.
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