錯(cuò)誤一:只要物體浸在液體中,一定會受浮力
例1.有一根木樁,下端釘入水底的泥土中,已知木樁浸沒在水中的體積為0.1m3,則木樁所受的浮力為多大?
錯(cuò)因:不明確浮力產(chǎn)生的原因。浮力產(chǎn)生的原因是:浸在液體中的物體受到液體上下表面不同的壓力差,即F浮=F上-F下。由此可知只有F上>F下時(shí),物體才受浮力即浸入液體中的物體,物體不一定受浮力的作用。本題易誤用阿基米德原理求解。
即: F浮=ρ水g V排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m3=980N
解析:液體或氣體對浸入其中的物體產(chǎn)生的向上的壓力與向下的壓力差是浮力產(chǎn)生的原因,木樁釘入泥土中,底部沒有受到水對它向上的壓力,卻受到水對它向下的壓力,故木樁沒有受到浮力的作用。因此浮力為0 N。雖然木樁也排開了水,但不能用阿基米德原理來計(jì)算浮力。
錯(cuò)誤二:浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度有關(guān),物體浸入越深,受到的浮力越大
例2.潛水艇從水面下5m深處下沉到10m深處,它受到的壓強(qiáng)與浮力應(yīng)是( )
A.壓強(qiáng)不變,浮力變小 B.壓強(qiáng)變大,浮力變大
C.壓強(qiáng)變大,浮力不變 D.壓強(qiáng)變大,浮力變小
錯(cuò)因:不明確物體浸沒在液體中時(shí)所受到的浮力大小不變。根據(jù)阿基米德原理可知,物體所受浮力的大小既和液體的密度有關(guān),又和物體排開液體的體積有關(guān)。當(dāng)液體的密度一定時(shí),物體所受的浮力的大小與物體排開液體的體積正比,即液體的密度一定時(shí),物體排開液體的體積越大,物體所受的浮力也越大。物體剛開始浸入液體中時(shí),物體排開液體的體積隨深度的增加而增大,物體所受的浮力也增大,但是當(dāng)物體全部浸沒時(shí)V排等于V物時(shí),物體所受的浮力大小不變。
解析:由公式F浮=ρ液gV排可知,當(dāng)物體浸沒在液體中時(shí),排開液體的體積和液體的密度不變,故浮力不變;而物體在液體中所受的壓強(qiáng)隨深度的增加而增加,因此壓強(qiáng)增大。正確答案應(yīng)選C。
錯(cuò)誤三:浮力的大小與物體的體積有關(guān),物體體積越大,受到的浮力越大
例3.關(guān)于浮力,下列說法正確的是( )
A.體積相等的實(shí)心木球和鐵球,投入足夠多的水中,靜止后木球受到的浮力較大
B.質(zhì)量相等的實(shí)心木球和鐵球,投入足夠多的水中,靜止后鐵球受到的浮力較大
C.質(zhì)量相等的實(shí)心木球和鐵球,投入足夠多的水銀中,靜止后兩球受到的浮力相等
D.體積相等的實(shí)心木球和鐵球,投入足夠多的水銀中,靜止后兩球受到的浮力相等
錯(cuò)因:不明確V排和V物的關(guān)系。根據(jù)阿基米德原理可知,物體所受浮力的大小既和液體的密度有關(guān),又和物體排開液體的體積有關(guān)。當(dāng)物體浸沒在液體中時(shí)V排等于V物,這時(shí)V物越大V排也越大,物體受到的浮力也越大;當(dāng)物體不是浸沒在液體中時(shí),物體所受的浮力與物體的體積無關(guān)。
解析:本題易錯(cuò)選B和D原因是不明確V排和V物的關(guān)系誤認(rèn)為V木大,F(xiàn)浮也一定大,而沒有理解公式F浮=ρ液gV排中V排的含義,混淆了V排和V物。只有浸沒在液體中的物體才有V排=V物。實(shí)心木球和鐵球的密度均小于水銀的密度,在水銀中靜止時(shí),均漂浮,F(xiàn)浮=G物而且V排均小于V物。因?yàn)閮汕蛸|(zhì)量相等,所受重力相等,所以兩球所受浮力相等。雖然V木>V鐵,但浮力一樣大,應(yīng)選C。
錯(cuò)誤四:液體的密度越大,對物體的浮力也越大。物體排開液體的體積越大,物體所受的浮力越大
例4.一艘輪船從長江駛?cè)霒|海,比較輪船在長江與東海里所受的浮力,下列說法中正確的是( )
A.由于輪船始終浮在水面上,所以它受到的浮力不變
B.由于海水的密度大,所以輪船在海洋里受到的浮力大
C.由于輪船排開海水的體積小,所以它在海洋里受到的浮力小
D.由于輪船排開海水的體積大,所以它在海洋里受到的浮力大
錯(cuò)因:不能全面考慮影響浮力大小的因素。根據(jù)阿基米德原理可知,物體所受浮力的大小既和液體的密度有關(guān),又和物體排開液體的體積有關(guān)。當(dāng)物體排開液體的體積一定時(shí),物體所受的浮力的大小與液體的密度成正比,即物體排開液體的體積一定時(shí),液體的密度越大,物體所受的浮力也越大。當(dāng)液體的密度一定時(shí),物體所受的浮力的大小與物體排開液體的體積正比,即液體的密度一定時(shí),物體排開液體的體積越大,物體所受的浮力也越大。
解析:本題易錯(cuò)選B和C原因是不能全面考慮影響浮力大小的因素,考慮到海水的密度大,而忽略船排開水的體積也發(fā)生了變化,誤認(rèn)為輪船從江面駛?cè)牒C妫艿降母×ψ兇;考慮到輪船排開海水的體積小,而忽略液體的密度也發(fā)生了變化。輪船是漂浮在水面上,即F浮=G船,它從長江駛?cè)霒|海時(shí),船的自身重力沒有變化,所以輪船在江水里和海洋里受到的浮力一樣大。所以本題應(yīng)選A。
錯(cuò)誤五:浮力大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān),上浮的物體所受浮力大,下沉的物體所受浮力小
例5.把體積相同的實(shí)心鐵塊和木塊,同時(shí)放入水中,當(dāng)它們靜止時(shí)( )
A.鐵塊下沉至水底,木塊漂浮在水面,木塊受到的浮力大
B.鐵塊下沉至水底,木塊漂浮在水面,鐵塊受到的浮力大
C.鐵塊和木塊體積相同,所受浮力一樣大
D.上述情況都有可能
錯(cuò)因:不明確物體的浮沉條件和影響浮力大小的因素的關(guān)系。浸沒在液體中的物體,只受重力和浮力作用時(shí),當(dāng)浮力等于重力,物體懸;當(dāng)浮力大于重力,物體上;當(dāng)浮力小于重力,物體下沉。由此可知,物體的浮沉取決于浮力和重力的大小,物體所受浮力的大小和物體的浮沉(運(yùn)動(dòng)狀態(tài))。
解析:物體的浮沉取決于自身重力和所受浮力的大小,僅依浮力的大小是不能決定物體在液體中的狀態(tài)。當(dāng)兩物體靜止后,鐵塊下沉至水底,而體積相同的木塊漂浮在水面(因?yàn)棣谚F>ρ水>ρ木),那么它們排開水的體積V木排<V鐵排。根據(jù)公式 F浮=ρ液g V排。所以鐵塊受到的浮力大。故應(yīng)選B。
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