第十章 浮力
一、浮力
1:浮力:一切浸在液体或气体里的物体,都受到液体或气体对它竖直向上的力,这个力叫浮力。
浮力产生的原因:浸在液体中的物体受到液体对它的向上和向下的压力差。 浮力方向:总是竖直向上的。施力物体:液(气)体 二、阿基米德原理
1. 阿基米德原理: 浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。 2. 方向:竖直向上 3. 阿基米德原理公式:
4. 从阿基米德原理可知:浮力的只决定于液体的密度、物体排开液体的体积(物体浸入液体的体积),与物体的形状、密度、质量、体积、及在液体的深度、运动状态无关。
适用条件:液体(或气体) 三、物体的浮沉条件及应用
⑴前提条件:物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。
物体运动状态 下沉 悬浮 上浮 漂浮 沉底 ⑵说明:
①密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中,若把物体切成大小不等的两块,则大块、小块都悬浮(或漂浮)。
②一物体漂浮在密度为ρ的液体中,若露出体积为物体总体积的1/3,则物体密度为2/3ρ。
分析:F浮 =G 则:ρ液V排g =ρ物Vg ρ物=(V排/V)·ρ物=2/3ρ液
物体运动方向 力的关系 向下 静止在液体内部 向上 静止在液体表面 静止在液体底部 F浮< G物 F浮= G物 F浮> G物 F浮= G物 G物=F浮+N V排
相同:F浮 =G 不同:悬浮ρ液=ρ物 ;V排=V物 漂浮ρ液>ρ物;V排 ④判断物体浮沉(状态)有两种方法:比较F浮 与G或比较ρ液与ρ物。 ⑤物体吊在测力计上,在空中重力为G,浸在密度为ρ的液体中,示数为F则物体密度为:ρ物=Gρ/(G-F)。 ⑥冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体,冰化为水后液面不变,冰中含有铁块、石块等密大于水的物体,冰化为水后液面下降。 漂浮问题“五规律”: 一:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力; 二:同一物体在不同液体里,所受浮力相同; 三:同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小; 四:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几; 即:V排:V物=ρ物:ρ液 五:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。 四、物体的浮沉条件的应用: 1.浮力的应用 1)轮船是采用空心的方法来增大浮力的。轮船从河里驶入海里,由于水的密度变大,轮船浸入水的体积会变小,所以会上浮一些,但是受到的浮力不变(始终等于轮船所受的重力)。 排水量:轮船满载时排开水的质量。单位:吨(t),由排水量m可计算出:排开液体的体积V排=m/p;排开液体的重力G排=mg;轮船受到的浮力F浮 =mg,轮船和货物共重G=mg。 2)潜水艇是靠改变自身的重力来实现上浮或下潜。 3)气球和飞艇是靠充入密度小于的气体来改变浮力。 4)密度计是漂浮在液面上来工作的,它的刻度是“上小下大”。 2、浮力的计算: 1)压力差法:F浮=F向上-F向下 2)称量法:F浮=G物-F拉(当题目中出现弹簧测力计条件时,一般选用此方法) 3)漂浮悬浮法:F浮=G物 4)阿基米德法:F浮=G排=ρ液gV排(当题目中出现体积条件时,一般选用此方法)