水上升至10厘米高 。排水量为250立方厘米,浮力为250牛,而水只有50牛,产生的浮力是液体本身重力的5倍 。当物体在水中完全和地接触是就没有浮力了,因为底部没水就不存在浮力了 。
[例1]有一个合金块质量10kg,全部浸没在水中时,需用80N的力才能拉住它,求:此时合金块受到的浮力多大?[分析]根据G=mg可得出金属块重力,浮力大小是重力与拉力的差 。[解答]G=mg=10×9.8N/kg=98NF浮=G-F浮=98N-80N=18N答:金属块受到的浮力是18N 。[例2]完全浸没在水中的乒乓球,放手后从运动到静止的过程中,其浮力大小变化情况 [ ]A.浮力不断变大,但小于重力 。
B.浮力不变,但浮力大于重力 。C.浮力先不变,后变小,且始终大于重力直至静止时,浮力才等于重力 。D.浮力先大于重力,后小于重力 。[分析]乒乓球完全浸没在水中时,浮力大于重力,因浮力大小与物体在液内深度无关 。
因此乒乓球在水中运动时所受浮力不变,直到当球露出水面时,浮力开始变小,当浮力等于重力时,球静止在水面上,呈漂浮状态 。[解答]C [例3]一个正方体铁块,在水下某深度时,上底面受到15N压力,下底面受到20N压力,则此时铁块受到浮力是________N;当铁块下沉到某位置时,上底受到压力增大至20N时,下底受到压力是_______N 。[分析]浮力产生的原因是物体上下底面受到液体的压力差 。
随着物体下沉,每个底面受到压力都要变大,但压力差不变,即F浮=F下底-F上底=20N-15N=5N,F’下底=F’上底+F浮=20N+5N=25N 。[解答]5,2
5.?[讨论]浮力是包围物体的液体从各个方向对物体施加压力的总效果的反映 。课本中以正方体为例,是为了便于理解和接受 。
如果从力的分解效果上讲,不规则形状的物体,同样满足F浮=F向上-F向下的关系 。[例4]质量相等的木块和冰块(ρ木<ρ冰)都漂在水面上,木块受到的浮力________冰块受到的浮力;体积相等的实心木块和冰块都漂在水面上,木块受到的浮力________冰块受到的浮力 。(填大于、小于、等于)[分析]根据物体的浮沉条件可知,物体漂浮时F浮=G,所以此题中要比较浮力的大小可通过比较木块和冰块受到的重力的大小来求得 。
因为木块和冰块都漂浮在水面上,有F木浮=G木,F冰浮=G冰(1)当木块和冰块质量相等时,由G=mg可知,G木=G冰,所以F木浮=F冰浮木块和冰块受浮力相等 。(2)当木块和冰块体积相等时,因为ρ木<ρ冰,根据G=ρgV可知,G木<G冰 。所以F木浮<F冰,此时冰块受到的浮力大 。[解答]此题正确答案为:等于 。
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