§1 浮力
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物体的浮力与浮力的计算浮力是物体在液体或气体中受到的向上的弹力,它是物体的重力作用下受到的托举力。
浮力的大小与物体在液体或气体中排挤的体积有关,也就是物体所占据的空间大小。
在实际生活中,我们常常遇到与浮力相关的现象,比如船只在水中漂浮,气球悬浮在空中等。
了解物体的浮力和浮力的计算方法对于理解这些现象非常重要。
一、物体的浮力1.1 浮力的定义浮力是指物体在液体或气体中受到的向上的弹力,是由于液体或气体的压强差引起的。
根据阿基米德原理,物体浸没于液体中时,所受浮力等于物体排挤液体的重量。
当物体的密度小于液体的密度时,浮力大于物体的重力,物体会浮在液体表面;当物体的密度大于液体的密度时,浮力小于物体的重力,物体会沉在液体底部。
1.2 浮力的计算公式浮力的计算公式为F=ρ∗V∗g,其中F表示浮力,ρ表示液体的密度,V表示物体所排挤的液体体积,g表示重力加速度。
例如,当物体的密度为ρ1,液体的密度为ρ2,物体的体积为V,则物体所受的浮力F可以计算为:F=(ρ2−ρ1)∗V∗g二、浮力的应用2.1 船只浮力的应用船只浮力的应用是最常见的浮力应用之一。
船只由于形状设计合理,在水中可以浮起。
当船只排除了与水的体积相等的水,这部分排除掉的水产生的浮力可以抵消船只的重力,使船只能够漂浮在水中。
这样船只就能够载人、装货等各种任务。
2.2 气球浮力的应用气球是通过气体充填而产生的浮力使其能够悬浮在空气中。
气球内部的气体比外部空气的平均密度要小,这使得气球的密度小于外部空气密度,从而产生向上的浮力,使气球能够漂浮在空中。
这种原理被广泛应用于气球飞行、热气球旅游等领域。
2.3 叶片浮力的应用叶片浮力是在风力发电机中应用的一种原理。
当风通过叶片时,叶片会产生浮力,从而推动叶片转动。
这时候,风力发电机通过浮力转换成机械能,再通过发电机将机械能转换成电能。
这种方式利用了风能与液体或气体之间的差异,实现了能源转化。
三、结语浮力是物体在液体或气体中受到的向上的弹力,可以通过浮力的计算公式来计算。
(一)浮力1. 浮力产生的原因:浸在液体中的物体,总要受到液体对它各个面的压力(前后,左右两侧面受到的压力相等),液体对物体向上和向下的压力之差,就是液体对浸入的物体的浮力。
即向下向上浮F F F -=。
压力差越大,物体所受浮力越大。
当物体处于漂浮状态时,浮力等于液体对物体向上的压力,即向上浮F F =。
2. 浮力的方向总是竖直向上的。
(二)阿基米德原理1. 内容:浸在液体中的物体,受到向上的浮力,浮力大小等于它排开的液体受到的重力。
即:排液液排液浮gV G F ρ==。
2. 适用条件:各种液体和气体。
(三)物体的浮沉条件 1. 物体的浮沉条件(1)物体上浮条件:G F >浮,对实心物体液物ρρ<。
(2)物体下沉条件:G F <浮,液物ρρ> (3)物体悬浮条件:G F =浮,液物ρρ=。
以上三点给我们指明判断物体的沉浮或悬浮既可从力的角度,即重力的浮力的大小关系,也可以从密度角度,即物体密度和液体密度的大小关系来判断。
2. 物体上浮的终止状态是漂浮,物体处于漂浮状态时,(物体部分露出液面)G F =浮,它与悬浮的区别是:物体悬浮时物排液V V =,物体漂浮时物排液V V <。
3. 物体浮沉条件的应用(1)轮船的排水量:排水量就是轮船装满货物时排开水的质量。
因为轮船漂浮在水面上,所以此时船受的浮力等于船排开水的重力。
即排水浮G F =。
(2)气球和飞艇的升降靠调整气囊中气体的质量来实现。
(3)潜水艇的下潜和上浮靠改变自身受到的重力来实现。
(4)密度计是测量液体密度的仪器,根据物体漂浮时,物体浸入液体体积的大小与液体密度成反比的原理制成。
(四)求浮力的几种常用方法1. 阿基米德原理。
当已知液体的密度和物体排开液体的体积,可根据排液液浮gV F ρ=求出浮力。
2. 压力差法。
如果已知或根据题给条件能求出浸在液体中的物体上下表面所受液体的压力,要根据S p S p F F F 向下向上向下向上浮-=-=求出浮力。
第1题图 专题八 浮力一(浮力概念、浮力产生的原因、阿基米德原理)基础知识:1.浮力:浸在液体中的物体受到液体向上的托力叫做浮力。
浮力的方向是竖直向上的,施力物体是液体。
浸在指漂浮或全部浸没。
2.浮力产生的原因:浸在液体中的物体受到液体对它向上的压力大于液体对它向下的压力。
两个压力的合力就是浮力,浮力的方向是竖直向上的。
3.浸在液体中的物体受到的浮力大小与物体浸在液体中的体积和液体的密度有关。
4.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所受的重力。
这个规律叫做阿基米德原理,即 F 浮= G 排 =ρ液gv 排典型练习:1. 如图所示,物体漂浮在液面上,是由于( )A .物体受到的重力小于浮力B .物体的密度可能等于液体的密度C .浮力和重力的合力为零D .物体排开液体的体积大于木块的一半2.关于浮力的几种说法中正确是( )A .密度大的液体对物体的浮力一定大B .潜水艇在水下50m 深处比在水下20m 深处受到的浮力大C .浸没在水中的木块体积大于铁块的体积,木块受到的浮力一定大于铁块受到的浮力D .体积相同的铁球和木球都浸没在水中,受到的浮力相等3.一只塑料球沉没在一杯清水里,选择下列何种添加物加入杯内的水中,经搅拌后,最终可能使塑料球浮起来 ( )A .水B .食盐C .酒精D .煤油4.甲、乙、丙、丁四个体积、形状相同而材料不同的球,把它们投入水中静止后的情况如图所示。
它们中所受浮力最小的是 ( )A .甲B .乙C .丙D .丁5.已知铁的密度小于铜的密度,把质量相同的铜块和铁块没入水中,它们所受浮力大小为( )A .铜块的大B .铁块的大C .一样大D .条件不足,无法判断6.如图所示,浸没在烧杯底部的鸡蛋对容器底的压力为F 1;现将适量的浓盐水倒入烧杯中,鸡蛋对容器底的压力为F 2,则F 1与F 2的大小关系为( )A .F 1<F 2B .F 1=F 2C . F 1>F 2D .无法确定第4题图第6题图7.一个很薄的塑料袋装满水,袋口扎紧后挂在弹簧测力计下,读数为6N ,若使塑料袋体积的32浸在水中称,弹簧测力计的读数接近于 ( ) A .0N B .6N C .4N D .2N8.一只塑料球沉没在一杯清水里,选择下列何种添加物加入杯内的水中,经搅拌后,最终可能使塑料球浮起来( )A .水B .食盐C .酒精D .煤油9.一人两手分别拿着一个小木块和一个大石块,把它们都浸没到水中,同时松开手,小木块上浮,大石块下沉,受到浮力大的是( )A .小木块B .大石块C .一样大D .不能确定10.甲、乙、丙、丁四个体积、形状相同而材料不同的球,把它们投入水中静止后的情况如图所示。
1 浮力的概念浮力是物理学中的一个重要概念,是指由于物体在液体或气体中受到位于下方液体或气体所施加的向上的力。
根据阿基米德原理的基本原理,浮力等于被排除的液体或气体的重量,即浮力是由于物体排挤液体或气体而产生的。
浮力概念最早由古希腊的数学家阿基米德提出,并由他提出的阿基米德原理得到了解释。
根据这个原理,当一个物体被浸入液体中时,会受到由于液体的压强差所产生的浮力。
具体来说,液体或气体在受到重力作用时会产生一个压强,这个压强与被压物体的深度成正比。
当物体被浸入液体中时,它底部所受到的压强会比顶部所受到的压强大,从而产生一个向上的力,即浮力。
根据阿基米德原理,浮力的大小等于所排挤液体或气体的重量。
具体来说,假设一个物体完全浸没在液体中,而液体的密度为ρ,物体的体积为V。
那么物体所受到的浮力F等于ρVg,其中g为重力加速度。
这个公式说明了浮力的大小与物体排挤液体的体积成正比,而与物体的质量无关。
换句话说,浮力只与物体在液体中排挤出的液体的质量有关,而与物体自身的质量无关。
浮力的方向总是垂直于物体所在的液体或气体表面。
这是因为液体或气体的压强在垂直方向上具有相同的大小,而在水平方向上压强的分布是均匀的。
所以浮力总是指向液体或气体表面,与物体的形状和方向无关。
尽管浮力的方向总是垂直于物体所在的表面,但浮力的大小与物体的形状和方向有关。
具体来说,物体的形状会影响液体或气体的压强分布,从而影响浮力的大小。
浮力对物体的影响是很重要的。
首先,浮力可以使物体在液体或气体中浮起。
当物体受到的浮力大于或等于物体自身的重力时,物体就会浮起。
这种现象在许多日常生活中都有实际应用,比如在泳池中浮起、气球漂浮在空中等等。
其次,浮力可以减轻物体所受到的重力。
当物体部分浸没在液体中时,浮力会部分地抵消物体所受到的重力。
这也是为什么人在水中的重力感觉会减弱的原因。
最后,浮力还可以用于浮标的制作和船只的设计。
通过控制物体的形状和密度分布,可以调节浮力的大小,以实现特定的功能或设计需求。
浮力的基本概念浮力的基本概念1、浮力的定义:一切浸入液体(气体)的物体都受到液体(气体)对它竖直向上的力叫浮力。
2、浮力方向:竖直向上,施力物体:液(气)体3、浮力产生的原因(实质):液(气)体对物体向上的压力大于向下的压力,向上、向下的压力差即浮力。
4、物体的浮沉条件:(1)前提条件:物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。
(2)请根据示意图完成下空。
下沉悬浮上浮漂浮F浮< G F浮= G F浮> G F浮= Gρ液<ρ物ρ液=ρ物ρ液>ρ物ρ液>ρ物(3)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Vgρ物=(V排/V)·ρ液= 2/3ρ液③悬浮与漂浮的比较相同:F浮= G不同:悬浮ρ液=ρ物;V排=V物漂浮ρ液<ρ物;V排<V物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、阿基米德原理:(1)内容:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
(2)公式表示:F浮= G排=ρ液V排g 从公式中可以看出:液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关,而与物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关。
(3)适用条件:液体(或气体)6、漂浮问题“五规律”:(历年中考频率较高)规律一:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力;规律二:同一物体在不同液体里,所受浮力相同;规律三: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;规律四: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;规律五: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。
7、浮力的利用:(1)轮船:工作原理:要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的,使它能够排开更多的水。