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“侵在”与“侵没”一样吗

2015-08-30施霜霜

关键词:阿基米德测力计液面

施霜霜

一、浸在与浸没的区别

阿基米德原理内容为:浸在液体中的物体会受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力,即F浮=p液gV排.物体排开液体的体积即为物体浸在液体中的体积,根据阿基米德原理,浸在液体中的物体包含两种状态:一是物体全部浸在液体中,即“浸没”.此时物体排开的液体的体积等于物体的体积,即v排=v物,如图1所示:二是物体只有部分浸在液体中,另一部分露在液面以上,此时物体排开液体的体积小于物体的体积,其大小等于物体在液面下那部分的体积,如图2所示.

可见“浸在”与“浸没”是大概念与小概念的关系,它们之间是包含与被包含的关系:“浸在”可以指物体全部浸在液体中,也可以指物体部分浸在液体中,如物体漂浮在液面上:而“浸没”是指物体全部浸在液体中.因而在解决实际问题时.辨清“浸在”与“浸没”的区别,正确确定物体排开液体的体积大小.是利用阿基米德原理解题的一个关键,

例1如图3甲所示.弹簧测力计示数为7N.如图3乙所示,小球一半浸在水中,弹簧测力计示数为4N,则小球受到的浮力为_____N,小球的体积为______cm3.剪断悬吊小球的细线,小球在水中稳定时受到的浮力为_____N.(取g=10N/kg)

分析:由图3可知,小球自重为7N,一半浸在水中时所受的拉力为4N,则小球所受的浮力F浮=G-F拉=7N-4N=3N.根据阿基米德原理F浮=G排=p液gV排,得v排=.此时,小球一半浸在水中.所以小球的体积v球=600Cm3.剪断悬吊小球的细线,小球在水中稳定时有三种可能性:漂浮、悬浮和沉底.将小球浸没在水中,如果F浮>G,则小球会上浮,直至最后漂浮在水面上;如果F浮=G,则小球悬浮在水中;如果F浮

答案:3 600 6

二、浸在液体中的物体所受的浮力

把金属块挂在弹簧测力计上.将它分别浸入水中的不同位置.如图4所示.改变金属块浸在水中的深度.可以发现物体所受浮力的大小与它浸在液体中的深度关系.

从图4a、b、c可以看出,物体浸在液体中所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关:从图4c和图4d可以看出.物体“浸没”在液体中不同深度处所受的浮力相等,即以物体是否“浸没”为临界点,如果物体没有“浸没”,则随着物体进入液体中的体积的增大,物体排开液体的体积也增大,浮力也增大;如果已经“浸没”.物体排开液体的体积与物体体积相等,即使深度增加浮力也不变.

例2-金属块用细绳拴好后.浸在某种液体中.当金属块静止在图Sa、b、c所示的位置时,金属块所受的拉力分别为Fi、F2和F3,它们的大小关系为().

A.FI

B.F1=F2=F3

C.FI>F2>F3

D.F1

分析:由图5可知,图a中物体浸没在液体中,V排=V物;图b、c中物体部分浸在液体中,V排V2排>V3排,根据F浮=p液gv排得,图a中物体受到的浮力最大,图c中物体受到的浮力最小.再对物体进行受力分析,已知拉力F=G-F浮,G相同,所以图a中物体受到的拉力最小,图c中物体受到的拉力最大.故选A.

答案:A

学即用,练一练:

1.如图6所示,一长方体铁块,从下表面与液面刚刚接触时.下放至图中虚线位置.能大致反映铁块下降过程中所受浮力的大小F浮与铁块下表面浸入液体中深度h关系的图象是图7中的().

参考答案:1.B

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