第3章 拓展2浮力压强综合计算

3　浮力

3.6　拓展2：浮力、压强综合计算

一、液体压强的计算以及公式的应用

【知识点的认识】

计算液体压强的公式是p＝ρgh．可见，液体压强的大小只取决于液体的种类（即密度ρ）和深度h，而和液体的质量、体积没有直接的关系。运用液体压强的公式计算时，必须注意相关知识理解，以免造成干扰。确定深度时要注意是指液体与大气（不是与容器）的接触面向下到某处的竖直距离，不是指从容器底部向上的距离（那叫“高度”）。

【解题方法点拨】

（1）液体的压强与液体的深度和密度有关，因此计算时关键找到“液体”的深度和密度。当容器是柱形容器时，液体对容器底部压力等于液体重力时，先判断压力等于重力后利用p＝F/S求压强。

（2）液体压强中隐含“密度不同”的有关计算：

由液体的压强公式p＝ρgh可知，液体的压强大小取决于液体的密度和深度，深度的不同比较直观，一眼可以看到，而密度不同需引起注意，有时直接给出物质不同，密度不同，有时则隐含着密度不同，需要自己发现。

（3）液体对容器底的压力与液体的重力

①由于液体具有流动性，静止在水平放置的容器中的液体，对容器底的压力不一定等于液体的重力。只有当容器是柱形时，容器底的压力才等于液体的重力：底小口大的容器底受到的压力小于液体的重力；底大口小的容器底受到的压力大于液体的重力。液体对容器底的压力F＝pS＝ρghS，而Sh的含义是以容器底为底、以液体深度为高的柱体的体积。即V_柱＝Sh，所以F＝pS＝ρghS＝pgV_柱＝m_柱g＝G_柱，G_柱的含义为以V_柱为体积的那部分液体的重力，如图中阴影部分。即若容器为柱体，则F＝G_液；若容器为非柱体，则F≠G_液。

②在盛有液体的容器中，液体对容器底的压力、压强遵循液体的压力、压强规律；而容器对水平桌面的压力、压强遵循固体的压力、压强规律。

液体对容器底的压强、压力与容器对支持面的压强、压力的计算方法：

（4）液体对容器底的压强和压力与容器对支持面的压强和压力不是一同事。

①液体内部压强是由液体的重力产生的，但液体对容器底的压力并不一定等于液体的重力，而等于底面积所受的压强乘以受力面积，因此，处理液体内部问题时，先求压强再算压力。

②容器对支持面的压力和压强，可视为固体问题 处理，先分析压力大小，再根据p＝计算压强大小。

二、浮力大小的计算

【知识点的认识】

浮力大小的计算方法：

（1）两次称量求差法 F_浮＝F₁﹣F₂

（2）二力平衡法 F_浮＝G_物

（3）阿基米德原理法 F_浮＝G_排

【解题方法点拨】

要灵活运用以上各种方法例如：

1、两次称量求差法

由上面的分析知道，浮力的方向是竖直向上的，与重力的方向刚好相反，所以先用弹簧测力计称出物体在空气中的重力F₁，然后把物体浸入液体中，这时弹簧测力计的读数为F₂，则F_浮＝F₁－F₂。

2、二力平衡法

把一个物体浸没在液体中让其从静止开始自由运动，它的运动状态无非有三种可能：下沉、不动或上浮。物体浸没在液体中静止不动，叫做悬浮，上浮的物体最终有一部分体积露出液面，静止在液面上，叫做漂浮。下沉的物体最终沉入液体的底部。根据物体的受力平衡可知，悬浮和漂浮的物体，浮力等于重力，

3、阿基米德原理法

阿基米德原理的内容是：浸入液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。