应用物体浮沉条件解题的误区

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应用物体浮沉条件解题的误区

公主 马老师

发布日期:2008-06-10 21:40:06

例1 用手将一不知是实心还是空心的铁球浸没在水中静止后释放,则( )
  A.因为ρ ,所以铁球下沉
  B.因为G铁球>F,所以铁球下沉
  C.因为G铁球<F,所以铁球上浮
  D.无法确定铁球的浮沉情况
  分析:对于质量分布均匀的物体,其重力GgV,(ρ表示组成物体的物质密度)。当它浸没在液体中时,根据阿基米德原理,物体所受浮力FgV。若:
  G>F,即ρgVgV,则ρ,物体下沉;
  G<F,即ρgVgV,则ρ,物体上浮;
  G=F,即ρgV=ρgV,则ρ=ρ,物体悬浮。
  由此可见,对于质量分布均匀的物体,可以通过比较物质密度和液体密度的大小来判断物体的浮沉。但对质量分布不均匀的物体(如空心),则物体重力G≠ρgV,上述利用比较物质密度和液体密度的大小来判断物体浮沉的结论就不成立了。本题由于不知铁球是实心还是空心,仅凭比较铁和水的密度大小来判断铁球浮沉,选A当然错误。如果铁球是空心的,那么铁球本身的重力可能大于、小于或等于铁球所受的浮力,即铁球可能下沉,上浮或悬浮。因此正确答案应选D。

误区二,忽视物体在液体中浮沉前的初始条件,盲目根据物体的浮沉现象判断物体所受浮力大小。
  例2 一小球从空中落入一盛水的容器中,小球在水中继续下沉,则小球在水中下沉的过程中
A.F=G B.F<G
C.F>G D.无法判断
  分析:凭以往的经验知道,用手使某一物体开始静止在液体中,放手后,如果物体下沉,则物体所受浮力小于物体所受重力,即F<G。这里有一个重要条件是小球下沉之前是静止的(初速度为零)。本题错选B,就是由于忽略了小球在水中下沉之前初速度不为零这个初始条件,而盲目地作出经验性的判断。就本题而言,小球在水中下沉,小球队受到的浮力不一定小于小球所受重力。如果小球匀速下沉,F=G;如果小球加速下沉,F<G;如果小球减速下沉,F>G,所以本题正确答案应选D。

  误区三:将不同的物体所受的重力或浮力加以比较来判断物体的浮沉。
  例3:a、b两球放在水中,a球下沉,b球上浮,则下列说法正确的是(  )
A.b球比a球的体积大
B.a球比b球受的重力大
C.b球受的重力小于它受的浮力
D.b球比a球受的浮力大
  分析:物体运动状态的改变是由物体本身所受的力来决定的,与其它物体受力情况无关。浸在液体中的物体受到重力和浮力的作用。物体的浮沉,只能由物体本身所受的重力和浮力来决定。重力和浮力平衡,则物体悬浮或漂浮;重力和浮力不平衡,则物体上浮或下沉。本题错将不同物体a、b两球所受的重力或浮力加以比较来判断它们的浮沉。而错选A、B、D。根据以上分析,a、b两球的浮沉状态,只能由a球或b球本身所受的重力和浮力来决定,因此本题正确答案应选C。