先让我们一起回顾一下计算浮力的方法有哪四种?
1.称重法 F浮=G-F
2.浮力产生的原因 F浮=F向上-F向下
3.阿基米德定律 F浮=ρ液gV排液
4.漂浮 悬浮时 F浮=G物
.利用浮力来测量密度我们也可将它们分为两大类:
固体类(基本思路:,测出m、V,由求出物质的密度)
常见固体类问题有三种情况:
(1)ρ物>ρ水:称重法(如以石块为例)
[器材]:石块和细线,弹簧测力计、水、烧杯(无刻度)
[面临困难]:缺少量筒,体积V不好测量。
[突破思路]:将石块浸没入水中,测出F浮,由F浮=ρ水gv排=ρ水gV石,求出V石。
[步骤]:①用弹簧测力计测出石块在空气中的重力为G。
②将石块浸没入水中,测出它对弹簧测力计的拉力F拉。(F浮=G-F拉)
③
(2)ρ物>ρ水:“空心”漂浮法(如以牙膏皮为例)
[器材]:牙膏皮、量筒、水
[面临困难]:缺少天平或弹簧测力计,质量m或重力G无法测出。
[突破思路]:想办法使其做成空心状,使其漂浮在水面上,根据G物=F浮=ρ水gV排,只要测出V
排即可。
[步骤]:
①将牙膏皮浸没在水中,用排水法测出其体积为V物。
②再将牙膏皮取出做成“空心”状,使其漂浮在水面上,测出它排开水的体积V排(F浮=ρ水gV排
=G物)。
(3)ρ物<ρ水:漂浮法(如以木块为例)
[器材]:量筒、水、木块、细铁丝。
[面临困难]:缺少天平或弹簧测力计,质量m或重力G无法测出。
[突破思路]:同上述第(2)种,使其漂浮在水面上,根据G物=F浮=ρ水gV排,测出V排即可。
[步骤]:
①在量筒中装入适量的水,用细铁丝将木块压入水中至其浸没,用排水法测出V木。
②让木块自由漂浮在水面上,用量筒测它排开水的体积V排(F浮=ρ水gV排=G物)。
③
【练习2】
浮在水面上的粗细均匀的蜡块,水上部分高为h1,水下部分高为h2,则蜡块的密度为( )
(A)
h2h1h2ρ水 (B)
h1h1h2ρ水
(C)
h2h1ρ水 (D)
h1h2ρ水
液体类:(基本思路:不由求解,而用F浮=ρ液gV排求)
液体的密度测量涉及到浮力时,往往除测量工具外,还会给定其他辅助工具,如水和固体,我们按给定固体的性质可将液体类问题分为两类(以测牛奶密度为例):
(1)若给定固体为石块等(ρ物>ρ水且ρ物>ρ液)(下沉):称重法。
[器材]:弹簧测力计、牛奶、水、烧杯(不带刻度)、石块和细线。
[面临困难]:缺少量筒,体积不好测量。
[突破思路]:当物体浸没入水中和待测液中时,有:水中受到浮力:F浮=ρ水gV排=ρ水gV物。待测液体中受到的浮力:F′浮=ρ液gV排=ρ液gV物,
[步骤](大概):
①用称重法测出石块浸没在水中所受浮力F浮=ρ水gV物。
②用称重法测出石块浸没在牛奶中所受浮力F′浮=ρ牛奶gV物。
③
【练习3】
长10厘米、宽5厘米、高2厘米的金属块,质量为300克,则此金属的密度为 千克/米3。将该金属吊在弹簧秤下示数为 牛;若将次金属块浸没在某种液体中,弹簧秤的示数减小了1/3,则这种液体的密度是 千克/米3。
(2)若给定固体为木块等(ρ物<ρ水,ρ物<ρ液)(漂浮):漂浮法。
[器材]:量筒、水、牛奶、木块。
[面临困难]:缺少天平或弹簧测力计,质量m或重力G不好测。
[突破思路]:由于木块放入水中或牛奶中都会漂浮,浮力都等于重力,受密度计原理启发,将木
块当成一支密度计来使用。
[步骤](大概):
①将木块放入水中,使其漂浮,测出排开水的体积V排。
②再将木块放入牛奶中,使其漂浮,用量筒测出排开牛奶体积。
③由于浮力都等于木块重力,F水浮=F牛奶浮,ρ水gV排=ρ牛奶gV′排,
例5、小晨同学注意到新闻经常说国际原油价格涨至多少美元一桶,又说我国进口每吨原油提高多少元.他不知道原油的单位“桶”和质量常用单位“吨”之间有什么关系.他设法获得原油样品若干,将密度为0.6×103kg/m3、体积为100 cm3的木块放入原油中.木块漂浮在油面上.有的体积露出油面.求:
(1)木块受到的浮力.
(2)若每桶油的体积为,1t原油等于多少桶?
解析:本题应注意漂浮条件的运用,即F浮=G物,然后结合阿基米德原理即可求解.
解:(1)木块质量:m=ρV=0.6×103kg/m3×100×10-6m3=0.06 kg
木块重力;G=mg=0.06 kg×10 N/kg=0.6 N
漂浮时:F浮=G=0.6 N
(2)根据阿基米德原理F浮=ρ油gV排,V排=V木
7.一木块浮在水面上,露出水面的体积占总体积的.在木块上部放一个重物A,或在其下部吊一个重物B(不计细线的重力和体积),可使木块刚好全部浸没在水中如图所示. A、B的密度均为ρ,则A、B两物体的体积之比是 .