题文

目前在长江上有很多艘游览长江三峡的豪华游轮（如图所示），已知某游轮满载时的排水量是4860t，吃水深度（指水面到船底的深度）是2.7m。 （1）计算满载时游轮的总重是多少牛？ （2）当该游轮从长江开到海里时，吃水深度是变大还是变小？请说明理由。

题型：计算题  难度：中档

答案

（1）4.86×107N（2）因为游轮从长江开到海里，重力不变，受到的浮力不变，根据阿基米德原理，游船排开的水的重力不变，而海水的密度大于江水的密度，所以船排开水的体积变小，吃水深度减小。

试题分析：轮船满载时由于漂浮，受到的浮力等于重力，根据阿基米德原理，浮力排开的水的重力；船从长江驶入大海，浮沉情况不变，仍然是漂浮状态，所以受的浮力大小不变．排水量指排开水的质量，从排开水的重力进行分析．（1）根据阿基米德原理，游船受到的浮力 F浮=G排=m排g=4.86×106kg×10N/kg=4.86×107N（1分） 根据二力平衡的条件，游船的总重G总=F浮=4.86×107N（1分） （2）因为游轮从长江开到海里，重力不变，受到的浮力不变，根据阿基米德原理，游船排开的水的重力不变，而海水的密度大于江水的密度，所以船排开水的体积变小，吃水深度减小（2分）。 点评：本题以轮船为载体考查浮力的相关知识，考查了学生应用物理知识解决实际问题的能力，体现了物理和生活的联系．

据专家权威分析，试题“目前在长江上有很多艘游览长江三峡的豪华游轮（如图所示），已知某..”主要考查你对  浮力产生的原因  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

浮力产生的原因

考点名称：浮力产生的原因

• 浮力产生的原因:
       浮力是由于周围液体对物体上、下表面的作用存在压力差而产生的。如图所示，浸没在液体中的立方体，左右两侧面，前后两侧面所受水的压力大小相等，方向相反，彼此平衡。而上、下两表面处的液体中不同深度，所受到的液体的压强不同，因受力面积相等，所以压力不相等。下表面所受到的竖直向上的压力大于上表面所受到的竖直向下的压力，因而产生了浮力，所以浮力的方向总是竖直向上的，即F_浮=F_向上一F_向下。
  

• 对浮力产生原因的说明：
  (1)当物体上表面露出液面时，F_向下=0，则F_浮=F_向上。如：物体漂浮时，受到的浮力等于液体对它向上的压力。
  (2)浸在液体中的物体不一定都受到浮力。如：桥墩、拦河坝等因其下底面同河床紧密黏合，水对它向上的压力F_向上=0，故物体不受浮力作用。可见产生浮力的必要条件是：F_浮=F_向上—F_向下>0，即F_向上>F_向下。当F_向上=0或F_向上≤F_向下时，物体不受浮力作用。
  (3)同一物体浸没在液体的不同深度，所受的压力差不变，浮力不变。
  (4)浮力的实质是液体对物体各个表面压力的合力。因此，在分析物体的受力情况时，浮力和液体的压力不能同时考虑。

  对“压力差法”的理解：
     根据浮力产生的原因，物体浸在液体中受到的浮力等于物体受到的液体向上和向下的压力差，即F_浮= F_下一F_上（F_下表示物体下表面受到的液体向上的压力， F_上表示物体上表面受到的液体向下的压力)。此方法多用于求解形状规则的物体受到的浮力。
  例一个边长为10cm的正方体浸没在水中，下表面距水面30cm，物体下表面受到水的压强是____Pa，物体受到的浮力是___N。(g取10N／kg)
  
  解析:边长为10cm的正方体的一个面的面积为S =0.01m²，上表面距水面的距离：h=0.3m—0.lm=0.2m。上表面受到的压强为： 0．2Pa=2×10³Pa；物体上表面受到的压力：F_上=p_上S =2×10³Pa×0．01m²=20N；物体下表面受到的压强为：．物体下表面受到的压力：0．01m。=30N。
  物体受到的浮力：。
  
  答案:3×10³  10