1、正确理解阿基米德原理:浸在液体中的物体受到向上的浮力、浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力,这就是阿基米德原理,其数学表达式是:F浮=G排液=ρ液gV排。
对阿基米德原理及其公式的理解,应注意以下几个问题: (1)浮力的大小由液体密度ρ液和排开液体的体积V排两个因素决定。浮力大小与物体自身的重力、物体的体积、物体的密度及物体的形状无关。浸没在液体中的物体受到的浮力不随深度的变化而改变。 (2)阿基米德原理对浸没或部分浸在液体中的物体都适用。 (3)当物体浸没在液体中时,V排=V物,当物体部分浸在液体中时,V排 当液体密度ρ液一定时,V排越大,浮力也越大。 (4)阿基米德原理也适用于气体,其计算公式是:F浮=ρ气gV排。 2、如何判断物体的浮沉:判断物体浮沉的方法有两种: (1)受力比较法: 浸没在液体中的物体受到重力和浮力的作用。 F浮>G物,物体上浮; F浮 浸没在液体中的物体,只要比较物体的密度ρ物和液体的密度ρ液的大小,就可以判断物体的浮沉。 ρ液>ρ物,物体上浮; 1 / 19 ρ液<ρ物,物体下浮; ρ液=ρ物,物体悬浮; 对于质量分布不均匀的物体,如空心球,求出物体的平均密度,也可以用比较密度的方法来判断物体的浮沉。 3、正确理解漂浮条件: 漂浮问题是浮力问题的重要组成部分,解决浮力问题的关键是理解物体的漂浮条件F浮=G物。 (1)因为F浮=ρ液gV排, G物=ρ物gV物, 又因为F浮=G物(漂浮条件) 所以,ρ液gV排=ρ物gV物, 由物体漂浮时V排 即物体的密度小于液体密度时,物体将浮在液面上。此时,V物=V排+V露。 (2)根据漂浮条件F浮=G物, 得:ρ液gV排=ρ物gV物 同一物体在不同液体中漂浮时,ρ物、V物不变;物体排开液体的体积V排与液体的密度ρ液成反比。 ρ液越大,V排反而越小。 4、计算浮力的一般方法: 计算浮力的方法一般归纳为以下四种: 2 / 19 (1)根据浮力产生的原因F浮=F向上-F向下,一般用于已知物体在液体中的深度,且形状规则的物体。 (2)根据阿基米德原理:F浮=G排液=ρ液gV排,这个公式对任何受到浮力的物体都适用。计算时要已知ρ液和V排。 (3)根据力的平衡原理:将挂在弹簧秤下的物体浸在液体中,静止时,物体受到重力,浮力和竖直向上的拉力。这三个力平衡:即F浮=G物-F拉(4)根据漂浮、悬浮条件:F浮=G物,这个公式只适用于计算漂浮或悬浮物体的浮力。 运用上述方法求浮力时,要明确它们的适用范围,弄清已知条件,不可乱套公式。 5、浮力综合题的一般解题步骤: (1)明确研究对象,判断它所处的状态。 当物体浸没时,V排=V物,典型例题解析: 例1、边长1dm的正方形铝块,浸没在水中,它的上表面离水面20cm,求铝块受的浮力?(ρ铝=2.7×103kg/m3) 解法一:上表面受到水的压强: P上=ρ水gh上=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.2m=1.96×103Pa 上表面受到水的压力