浮力

1、浮力

1、浮力的定義：

一切浸入液體(氣體)的物體都受到液體(氣體)對(duì)它豎直向上的力叫浮力。

2、浮力方向：

豎直向上，施力物體：液(氣)體

3、浮力產(chǎn)生的原因(實(shí)質(zhì))：

液(氣)體對(duì)物體向上的壓力大于向下的壓力，向上、向下的壓力差即浮力。

4、物體的浮沉條件：

(1) 前提條件：物體浸沒(méi)在液體中，且只受浮力和重力。

(2) 請(qǐng)根據(jù)示意圖完成下空。

(3) 說(shuō)明：

① 密度均勻的物體懸浮(或漂浮)在某液體中，若把物體切成大小不等的兩塊，則大塊、小塊都懸浮(或漂浮)。

②一物體漂浮在密度為ρ的液體中，若露出體積為物體總體積的1/3，則物體密度為(2/3)ρ

分析：F浮= G 則：ρ液V排g =ρ物Vg

ρ物=( V排/V)·ρ液= 2 /3ρ液

③ 懸浮與漂浮的比較

相同： F浮= G

不同：懸浮 ρ液=ρ物;V排=V物

漂浮 ρ液>ρ物; V排

④判斷物體浮沉(狀態(tài))有兩種方法：比較F浮 與G或比較ρ液與ρ物 。

⑤ 物體吊在測(cè)力計(jì)上，在空中重力為G,浸在密度為ρ的液體中，示數(shù)為F則物體密度為：ρ物= Gρ/ (G-F)

⑥冰或冰中含有木塊、蠟塊、等密度小于水的物體，冰化為水后液面不變，冰中含有鐵塊、石塊等密大于水的物體，冰化為水后液面下降。

5、阿基米德原理：

(1) 內(nèi)容：浸入液體里的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開(kāi)的液體受到的重力。

(2) 公式表示：F浮= G排=ρ液V排g 從公式中可以看出：液體對(duì)物體的浮力與液體的密度和物體排開(kāi)液體的體積有關(guān)，而與物體的質(zhì)量、體積、重力、形狀 、浸沒(méi)的深度等均無(wú)關(guān)。

(3) 適用條件：液體(或氣體)

6、漂浮問(wèn)題“五規(guī)律”：

規(guī)律一：物體漂浮在液體中，所受的浮力等于它受的重力;

規(guī)律二：同一物體在不同液體里漂浮，所受浮力相同;

規(guī)律三：同一物體在不同液體里漂浮，在密度大的液體里浸入的體積小;

規(guī)律四：漂浮物體浸入液體的體積是它總體積的幾分之幾，物體密度就是液體密度的幾分之幾;

規(guī)律五：將漂浮物體全部浸入液體里，需加的豎直向下的外力等于液體對(duì)物體增大的浮力。

7、浮力的利用：

(1) 輪船：

工作原理：要使密度大于水的材料制成能夠漂浮在水面上的物體必須把它做成空心的，使它能夠排開(kāi)更多的水。

排水量：輪船滿載時(shí)排開(kāi)水的質(zhì)量。單位 t 由排水量m 可計(jì)算出：排開(kāi)液體的體積V排= m/ρ液;排開(kāi)液體的重力G排 = m g ;輪船受到的浮力F浮 = m g 輪船和貨物共重G=m g 。

(2) 潛水艇：

工作原理：潛水艇的下潛和上浮是靠改變自身重力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

(3) 氣球和飛艇：

工作原理：氣球是利用空氣的浮力升空的。氣球里充的是密度小于空氣的氣體如：氫氣、氦氣或熱空氣。為了能定向航行而不隨風(fēng)飄蕩，人們把氣球發(fā)展成為飛艇。

(4) 密度計(jì)：

原理：利用物體的漂浮條件來(lái)進(jìn)行工作。

構(gòu)造：下面的鋁粒能使密度計(jì)直立在液體中。

刻度：刻度線從上到下，對(duì)應(yīng)的液體密度越來(lái)越大

8、浮力計(jì)算題方法總結(jié)：

(1) 確定研究對(duì)象，認(rèn)準(zhǔn)要研究的物體。

(2) 分析物體受力情況畫(huà)出受力示意圖，判斷物體在液體中所處的狀態(tài)(看是否靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng))。

(3) 選擇合適的方法列出等式(一般考慮平衡條件)。

2、計(jì)算浮力方法:

1、示重差法：

就是物體在空氣中的重與物體在液體中的重的差值等于浮力。即

例1：彈簧秤下掛一鐵塊，靜止時(shí)彈簧秤的示數(shù)是4N，將鐵塊一半浸入水中時(shí)，彈簧秤的示數(shù)為3.5N，這時(shí)鐵塊所受的浮力是_________N，ρ鐵：ρ水=_________ 。

2、壓力差法：

應(yīng)用F浮=F向上-F­向下求浮力。這是浮力的最基本的原理。

3、公式法：

F浮=ρ液gV排=G排液

例2：將體積是50cm3的物體浸沒(méi)在水中，它受到的浮力多大?若此物體有一半浸在煤油中，它所受的浮力多大?(ρ煤油=0.8×103kg/m3)g取10N/kg

4、受力分析法：

如果物體在液體中處于漂浮或懸浮狀態(tài)，則物體受重力和浮力作用，且此二力平衡，則F浮=G物。如果物體受三個(gè)力而處于平衡狀態(tài)。則要分析出重力和浮力以外的第三個(gè)力的方向，當(dāng)?shù)谌齻�(gè)力方向與重力同向時(shí)，則F浮=G物+F3，當(dāng)?shù)谌齻�(gè)力方向與重力方向相反，則F浮=G物-F3。

例3：把質(zhì)量是200g的塑料塊放入水中，靜止時(shí)塑料塊有一半露出水面。(g取10N/kg)

求：(1)塑料塊在水中受到的浮力?

(2)塑料塊的體積和密度?

5、排水量法：

F浮=排水量(千克)×g

輪船的滿載重量，一般是以排水量表示的，即是排開(kāi)水的質(zhì)量，船也是浮體，根據(jù)浮體平衡條件也得：船受到的總F浮=G總，而排水量(千克)×g，就是船排開(kāi)水的重，即是浮力，又是船、貨的總重力。

6、應(yīng)用阿基米德原理和浮沉條件解浮力綜合題

例5：重10N，體積為0.8dm3的物體浸沒(méi)在水中，如果它只受浮力和重力兩個(gè)力的作用，問(wèn)：此物體是上浮、下沉還是懸浮?(g取10N/kg)

例6：將質(zhì)量是890g的銅塊放入水中時(shí)，它受的浮力多大?若將銅塊放入水銀中，當(dāng)銅塊靜止時(shí)所受的浮力多大?(ρ銅=8.9g/cm3， ρ水銀=13.6g/cm3)(g取10N/kg)

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