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在解答有关浮力知识的习题时,很多同学不能正确地运用两个公式F浮=G和F浮=G排 ,往往乱用公式而出错,根本原因是没能正确理解两个公式的含义。F浮=G排是阿基米德原理的定义式,是普遍适用的,只要知道了m排和V排就可以根据推导式G排=m排g=ρ液gV排求出F浮,而F浮=G是物体沉浮条件中的悬浮或漂浮的条件,当物体悬浮或漂浮时,根据二力平衡知识,浸在液体中的物体所受到的浮力F浮等于物体自身的重力G,所以在解答有关浮力的习题时,一定要认真审题,弄清浸入液体中的物体所处的状态,综合分析,应用浮力有关的知识点进行解答。下面我们共同分析两个习题,来体会如何运用两个公式。
1、把重5N、体积为6×10-4m3的小球投入水中,若不计水的阻力,当小球静止时,下列说法正确的是( )
A、小球上浮,F浮=6N, B、小球悬浮,F浮=5N
C、小球漂浮,F浮=5N、 D、小球沉在水底,F浮=6N
分析:该题可由两种方法求解,
第一:可根据题目中的条件直接计算出小球的密度,
因为G =m g=ρgV ,所以ρ=G/gV=0.83×103 kg/m3,由于
ρ<ρ水,所以该球在水中会上浮至漂浮,故F浮=5N,正确答案为C。
第二:假定小球浸没在水中, V排=V物,由阿基米德原理G排=m排g=ρ液gV排, 求出F浮=G排=6N,根据物体的浮沉条件,F浮>G,小球在水中会上浮,静止后漂浮,故F浮=G=5N。正确答案为C。
2、把质量相等的实心木球和实心铁球浸没于水中放手后,木球上浮而铁球下沉,静止后它们所受浮力大小关系是( )
A、F木浮>F铁球、 B、 F木浮<F铁球
C、F木浮=F铁球、 D、无法判断。
错误分析:有些同学判断质量相等的木球和铁球,木球上浮到水面,V排较小,而铁球在水中下沉,V排较大,根据
F浮=G排=m排g=ρ液gV排马上判断出答案是B。
正确分析:由于ρ木<ρ水、所以木球在水中会上浮至漂浮,F浮=G木,而ρ铁>ρ水、所以铁球在水中会下沉,F浮<G铁,由于G木= G铁、故答案应为A。