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专题十四浮力动态变化问题
【考点梳理】
有关浮力的动态变化问题中主要分为漂浮体模型含外施力模型或外绳拉物模型 内绳拉物模型。如图所示
图1漂浮体模型图2外施力模型
图3外绳拉物模型图4内绳拉物模型
题型一漂浮体模型
1物体所受浮力变化量与增减的物体重力之间的关系
对物体A F浮G
增加物体B后对物体A F浮'GG
浮力变化量 F浮G
结论物体所受浮力变化量等于增减的物体重力大小。
注意外施力模型外绳子拉物模型分析方式相似。
例1.如图1所示重力为12N体积为2×10−3m3的木块A漂浮在水面上如图甲所示现将一合金块B放在木块A的上方木块A恰好有4/5的体积浸入水中如图乙所示。则合金块B的质量为kg。
答案 0.4
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图1 图2
变式训练1将一个质量为79g的铁块放在木块上面木块恰好全部浸没在水中如图2所示若将铁块拿掉则木块露出水面的体积为
A. 10cm3 B. 13cm3 C.79cm3 D.40cm3
答案 C
变式训练2如图甲所示水平面上有一个薄壁圆柱形容器容器中装有适量的水现将一质量3kg的物块放入容器中物块漂浮在水面上物块的体积为5×10-3m3 如图乙用力缓慢向下压物块直至使物块恰好浸没在水中的过程中压力F的大小为N。
答案 20
2增减物重与液体对容器底压力变化量之间关系
将液体和物体A视为整体受力分析
所受支持力 F支G水G物
水对容器底压力 F水压G水G物
若增加△G后
水对容器底的压力 F水压'G水G物G
水对容器底压力变化量 F水压G
结论增减物重等于液体对容器底压力变化量。
注意外施力模型外绳子拉物模型分析方式相似。
3增减物重与容器对桌面的压力变化量之间关系
Ea rlybi rd
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将液体、物体A、容器视为整体受力分析
所受支持力 F支G容G水G物
容器对桌面压力 F容压G容G水G物
若增加△G后
容器对桌面压力 F容压'G容G水G物G
容器对桌面压力变化量 F容压G
结论增减物重等于容器对桌面的压力变化量。
注意外施力模型外绳子拉物模型分析方式相似。
总结漂浮体模型
1物体所受浮力变化量等于增减的物体重力大小或等于外力大小变化量即 F浮G或 F浮F
2液体对容器底压力变化量或容器对桌面压力变化量等于增减的物体重力大小或等于外力大小变化量 即
在漂浮体模型中 GF浮F水压F容压
或 FF浮F水压F容压
例3.如图所示底面积为100cm2薄壁圆柱形容器盛有适量的水重力为10N体积为2×10−3m3的木块A漂浮在水面上如图甲所示现将一合金块B放在木块A的上方木块A恰好有3/4的体积浸入水中如图乙。液体对容器底压力变化量为N对容器底压强变化量为pa。
答案 5 500
变式训练如上图所示在例1的基础上容器对桌面压力变化量为N对桌面的压强变化量为pa。
答案 5 500
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题型二内绳拉物模型
4物体所受浮力变化量与绳子拉力变化量之间的关系。
剪断细线前
对物体 F浮G物F拉
剪断细线后
对物体 F浮'G物
浮力变化量 F浮F拉
结论物体所受浮力变化量等于绳子拉力变化量。
5绳子拉力变化量与水对容器底压力的变化量的关系。
剪断细线前
对物体和水作为整体 F支G物G水F拉
水对容器底的压力 F水压G物G水F拉
剪断细线后
水对容器底的压力 F水压'G物G水
水对容器底压力变化量 F水压F拉
结论绳子拉力变化量等于液体对容器底的压力变化量。
6绳子拉力变化量与容器底对桌面的压力变化量的关系。
结论绳子剪断前后容器底对桌面的压力变化量为0。
总结 内绳拉物模型
物体所受浮力变化量等于绳拉力的大小等于液体对容器底压力的变化量。
综述在漂浮体模型中设液面高度变化为h容器的底面积为S则有
增减物体模型 G水gV水ghSF水压F容压
外施力、外绳拉物模型 F水gV水ghSF水压F容压
在内绳拉物模型中
F水gV水ghSF水压
例4.小英同学得到一边长为10 cm密度为0.7 g/cm3的正方体木块她将木块用细线系于Ea rlybi rd
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圆柱形容器内的水中如图所示请你帮她分析以下几个问题 (圆柱形容器静止在水
平桌面上)
1木块所受的浮力大小
2细线的拉力大小
3剪断细线 当木块静止时容器底部受到液体的压力与细线未断时变化了多
少
答案 1 10 2 3 3 3
变式训练如图甲所示水平桌面上有一底面积为5.0×10-3m2的圆柱形容器容器中装有一定量的水现将一个体积为5.0×10-5m3的物块(不吸水)放入容器中物块漂浮在水面上浸入水中的体积为4.0×10-5m3.求
1物块受到的浮力
2物块的质量
3如图乙所示用力F缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中(水未溢出) 此时水
对容器底的压强比物块被下压前增加了多少
答案 1 0.4N 2 0.04kg 3 20Pa
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