第九讲 浮力
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浮力的三种状态公式
1. 物体漂浮时浮力公式。
- 当物体漂浮在液面上时,根据二力平衡知识,物体受到的浮力等于物体的重力,即F_浮 = G。
- 对于实心物体,如果知道物体的质量m,根据G = mg,则F_浮=mg;如果知道物体的密度ρ和体积V,根据m=ρ V,G = mg=ρ Vg,所以F_浮=ρ Vg(这里V是物体的体积,ρ是物体的密度)。
- 又因为F_浮=ρ_液gV_排,此时V_排 < V(V_排是排开液体的体积),且
F_浮 = G,可得ρ_液gV_排=ρ Vg,从而可以推出V_排=(ρ)/(ρ_液)V。
2. 物体悬浮时浮力公式。
- 当物体悬浮在液体中时,同样根据二力平衡,物体受到的浮力等于物体的重力,即F_浮 = G。
- 若已知物体质量m,则F_浮 = mg;若已知物体密度ρ和体积V,则F_浮=ρ Vg。
- 因为F_浮=ρ_液gV_排,在悬浮状态下V_排 = V(物体完全浸没在液体中),且F_浮 = G,也就是ρ_液gV=ρ Vg,可以得出此时物体的密度ρ=ρ_液。
3. 物体下沉时浮力公式。
- 当物体下沉时,物体受到的浮力F_浮=ρ_液gV_排(V_排为物体排开液体的体积,这里V_排 = V,因为物体完全浸没在液体中)。
- 同时物体受到重力G = mg=ρ Vg(ρ为物体密度,V为物体体积),并且G>F_浮,即ρ Vg>ρ_液gV,所以ρ>ρ_液。
浮力概念浸在液体或气体里的物体受到液体或气体向上托的力叫做浮力。
[1]简单解释浮力的方向竖直向上。
浮力产生的原因:浸在液体或气体里的物体受到的上、下表面压力差。
浮力:浸在液体(或气体)里的物体受到液体(或气体)向上托的力。
浮心定义浮力的作用点称为浮心。
浮心显然与所排开液体体积的形心重合。
沉浮条件上浮F浮>G物ρ物<ρ液漂浮F浮=G物ρ物<ρ液悬浮(全部浸于水中) F浮=G物ρ物=ρ液下沉F浮<G物ρ物>ρ液ρ物指的是物体浸在水中部分的平均密度产生原因浸在液体中的物体,当它所受的浮力大于重力时,物体上浮;当它所受的浮力小于所受的重力时,物体下沉;当它所受的浮力与所受的重力相等时,物体悬浮在液体中,或漂浮在液体表面上。
浮力的产生原因是因为物体下表面受到向上的压力大于物体上表面受到的向下的压力。
例如,右图:两个气球,分别代表空气和水。
当任何一方侵入另一方,另一方的体积就会发生变化,就会产生一个向上的浮力。
浮力发现公元前245年,赫农王命令阿基米德(Archimedes)鉴定一个皇冠。
赫农王给金匠一块金子让他做一顶纯金的皇冠。
做好的皇冠尽管与先前的金子一样重,但国王还是怀疑金匠掺假了。
他命令阿基米德鉴定皇冠是不是纯金的,但是不允许破坏皇冠。
这似乎是件不可能的事情。
[2]在公共浴室内,阿基米德注意到他的胳膊浮到了水面上。
这时他脑中闪现出一丝模糊的想法。
他把胳膊完全放进水中全身放松,这时胳膊又浮到水面上。
浮力他站了起来,浴盆四周的水位下降;再坐下去时,浴盆中的水位又上升了。
他躺在浴盆中,水位则变得更高了,而他也感觉到自己变轻了。
他站起来后,水位下降,他则感觉到自己重了。
一定是水对身体产生向上的浮力才使得他感到自己轻了。
他把差不多一样大的石块和木块同时放入浴盆,浸入水中。
石块下沉到水里,但是他能感觉到石块变轻了。
而且,他必须要向下按着木块才能把它完全浸没水中。
这表明在下沉的情况下,浮力与物体的排水量(物体体积)有关,而不与物体重量有关。
第九讲浮力浮力背记知识(1)浸在液体中的物体受到向上的力,这个力叫做浮力.其方向是竖直向上的.(2)称重法求浮力:F浮=G-F示.(3)物体在液体中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的体积、液体的密度有关.物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力越大.1.探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示,其中所用金属块a和塑料块b的密度不同,但重力均为1.6N.下列分析正确的是(D)A.金属块a浸没在水中时,受到浮力的大小为0.3NB.利用甲、乙,可以探究浮力的大小与物体体积的关系C.利用乙、丙,可以探究浮力的大小与物体密度的关系D.利用丙、丁,可以探究浮力的大小与液体密度的关系2.如图所示,将一长方体物体浸没在装有足够深水的容器中恰好处于悬浮状态,它的上表面受到的压力为1.8N,下表面受到的压力为3N,则该物体受到的浮力大小为 1.2 N;如将物体再下沉5cm,则它受到的浮力大小为 1.2 N.阿基米德原理背记知识阿基米德原理: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.公式:F浮=G排=m排g=ρ液gV排.3.下列几种情况中能使受到浮力变大的是(D)A.潜水艇浸没在水中后继续下潜B.轮船由长江驶入大海C.从水银中取出铁球放入水中D.人由浅水区走向深水区4.在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.5N.把零件浸入密度为0.8×103kg/m3的液体中,当零件14的体积露出液面时,弹簧测力计的示数是6N,则金属零件的体积是(g取10N/kg) (B)A.2×10-4m3B.2.5×10-4m3C.6×10-4m3D.7.5×10-4m35.在弹簧测力计下悬挂一长方体实心金属块,金属块下表面与水面刚好接触,如图甲.从此处匀速下放金属块,直至浸没于水中并继续匀速下放(金属块未与容器底部接触),在金属块下放过程中,弹簧测力计示数F与金属块下表面浸入水的深度h的关系如图乙,g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3.则金属块完全浸没在水中受到的浮力为 4 N;金属块的密度是 2.25×103kg/m3.物体的浮与沉背记知识(1)物体的浮沉条件:浮力大于重力时,物体上浮;浮力等于重力时,物体处于悬浮或漂浮状态;浮力小于重力时,物体下沉.(2)轮船是采用空心的办法来增大浮力,从而实现漂浮;潜水艇是通过改变自身的重力来实现浮沉;密度计是根据物体漂浮时受到的浮力等于自身重力的原理制成的.6.在木棒的一端缠绕一些细铜丝制成简易的液体密度计,将其分别放入盛有甲、乙两种液体的烧杯中处于静止状态,如图所示.若密度计在甲、乙液体中受到的浮力分别是F甲、F乙,甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙.则(C)A.F甲<F乙B.F甲>F乙C.ρ甲>ρ乙D.ρ甲<ρ乙7.如图所示,放在水平桌面上的三个完全相同的容器内装有适量的水,将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内,待正方体静止后,三个容器内水面高度相同.下列说法正确的是(D)A.物体受到的浮力大小关系为F A>F B>F CB.三个物体的密度大小关系为ρA>ρB>ρCC.容器底部受到水的压力大小关系为F甲>F乙>F丙D.容器对桌面的压强大小关系为p甲=p乙=p丙8.如图所示,一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力F1为5N,下表面受到液体的压力F2为13N(g取10N/kg).下列说法错误的是(C) A.正方体受到的浮力为8NB.液体的密度为0.8×103kg/m3C.正方体上表面到液面的距离h=5cmD.液体对物体下表面的压强为1.3×103Pa9.2018年4月20日,我国最先进的自主潜水器”潜龙三号”首次下潜(如图所示).潜水器在水面下匀速下潜过程中(假定海水的密度不变),受到的浮力不变(选填”变大””不变”或”变小”),潜水器下表面受到的压强变大(选填”变大””不变”或”变小”).第9题图第10题图10.如图,气球下面用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中.已知石块与气球的总重力为G总,则气球受到的浮力F浮<G总(选填”>””<”或”=”);若水温升高,石块将上浮(选填”上浮””下沉”或”保持悬浮”).11.将密度为0.9×103kg/m3、体积为V的冰块放入盛有适量水的圆柱形容器中(无水溢出),冰块静止时露出水面的体积V露=110V,当冰块完全熔化后(总质量不变),容器中的水面将不变(选填”升高””降低”或”不变”).。
暑期培优:第九讲:阿基米德原理的应用一、单选题1.将一重为80N的物体,放入一盛水的溢水杯中,从杯中溢出了30N的水,则物体受到的浮力不可能是()A.10N B.30N C.50N D.80N2.如图所示,体积相同的铅球、铁球、铝球浸没在水中不同深度的地方,则()A.铅球受到的浮力最大,因为它的密度最大B.铁球受到的浮力最大,因为它处于悬浮状态C.铝球受到的浮力最大,因为它浸入液体的深度最大D.铅球、铁球、铝球受的浮力一样大3.小杰同学在“海底世界”游玩时,观察到鱼嘴里吐出的气泡上升时的情况如图所示,对气泡上升过程中受到的浮力和气泡受到的水的压强分析正确的是()A.浮力不变,压强不变B.浮力变小,压强变小C.浮力变大,压强变小D.浮力变大,压强变大4.弹簧测力计上挂一重为10N的物块,当物块体积的三分之一浸入水中时,测力计的示数为8N。
若将物块缓慢浸入水中且未碰到容器底部(容器中的水足够深),最终测力计的示数为()A.0N B.2N C.4N D.6N5.甲、乙两个完全相同的玻璃缸装满了水,放置在水平桌面上。
将质量不同(乙玻璃缸中的黄鸭质量大)的两只小黄鸭玩具轻轻放入其中,静止后如图所示,下列说法正确的()A.两个玻璃缸对水平桌而的压力相等B.乙玻璃缸对水平桌面的压力大C.甲玻璃缸内的水多,水对底部产生的压强大D.乙玻璃缸内的鸭子质量大,水对底部产生的压强大6.水平桌面上有两个规格完全相同的容器,两容器中分别盛有密度不同的液体P和液体Q,某同学将两个体积相同的铁锥体和铜锥体分别放入这两个容器中,静止后的情境如图甲和乙所示,已知两次实验中液面到容器底的距离相等(h1=h2),图甲中液体对容器底部的压强大于图乙中液体对容器底部的压强,ρ铁<ρ铜,下列判断正确的是()A.液体P的密度比液体Q的密度小B.图甲中液体对容器底部的压力比图乙中液体对容器底部的压力小C.铁锥体在液体P中所受的浮力大于铜锥体在液体Q中所受的浮力D.铁锥体在液体P中排开液体的质量与铜锥体在液体Q中排开液体的质量相等7.如图所示,两个量筒均装有20mL的水、往量筒分别放入甲、乙两个不吸水的物体静止后,物体甲漂浮;物体乙沉到水底,水的密度为1g/cm3,g取10N/kg,则()A.甲的体积为40cm3B.甲受到的浮力为0.4NC.乙排开水的体积小于20mL D.乙受到的浮力小于甲受到的浮力8.为防止溺水事故的发生,老张研发出了如图所示的救生手环,并在观音湖进行了性能测试。
八年级第九章浮力知识点总结浮力作为物理学中的重要概念,在我们日常生活和学习中起着重要的作用。
掌握浮力知识点不仅可以深化我们对物理学的理解,还有助于解释一些我们所观察到的自然现象。
首先,我们来了解一下浮力的概念。
浮力是指物体在液体或气体中受到的向上的力,其大小等于所排开的液体或气体的重量。
浮力是建立在阿基米德原理基础上的。
阿基米德原理指出,浸泡在液体中的物体会受到一个向上的浮力,其大小等于所排开液体的重量。
根据这个原理,我们可以解释为什么沉入水中的物体会浮起来。
在浮力的作用下,我们可以观察到一些有趣的现象。
比如,当我们将一个不完全浸入水中的物体轻轻放入水中,它会被推到水面上,悬浮在水面之上。
这是因为物体所受到的浮力大于其重力,所以它能够浮在水面上。
这样的现象在生活中随处可见,例如,鸟类可以在空中飞翔是因为它们的骨骼轻盈,比空气的密度小,所以能够受到空气浮力的支持。
浮力还与物体的形状和密度有关。
对于同一种材料,具有不同形状的物体,在水中所受到的浮力是不同的。
当物体的形状更加扁平,与水面接触的面积更大时,所受到的浮力也会更大。
另外,对于同一种物质,密度越小的物体所受到的浮力也会越大。
所以,我们常常可以看到物体通过改变形状或者密度来调整浮力,达到不同的目的。
在实际应用中,浮力也被广泛应用于船舶和飞机的设计上。
船舶的设计需要考虑到保证船体浮在水上的稳定性,所以船舶在设计时会采用适当的形状和重量分布,以便达到最佳的浮力。
而对于飞机,浮力被用来支持飞机在空中飞行,为飞机提供升力,使其能够在空中保持平衡。
总结来说,浮力是一个十分重要的物理概念。
通过学习浮力的知识点,我们可以更加深入地理解物体在液体或气体中的运动规律,解释一些我们所观察到的有趣现象。
掌握浮力的原理和应用有助于我们更好地理解和应用物理学知识。
希望这篇文章对于八年级同学们对于浮力的理解和学习有所帮助。
《浮力》PPT教学课件contents •浮力基本概念与原理•物体浮沉条件及判断方法•浮力应用之船舶原理简介•浮力在日常生活和工业生产中应用•实验探究:浮力大小与哪些因素有关•浮力知识拓展与前沿科技应用目录浮力基本概念与原理浮力定义及产生原因浮力定义产生原因浮力方向与作用点浮力方向作用点浮力的作用点称为浮心,对于规则物体,浮心位于其几何中心;对于不规则物体,浮心位置需要通过实验或计算确定。
浮力大小计算方法阿基米德原理01公式计算02实验测量03实际应用举例航海潜水工业生产物体浮沉条件及判断方法物体浮沉条件概述浮力与重力关系物体密度与液体密度关系密度与浮沉关系分析密度对浮沉的影响密度与浮力的关系比较密度法受力分析法平衡状态法030201液体中物体浮沉判断技巧实际应用场景探讨01020304航海船舶潜水器与潜水艇密度计与比重计渔业与海洋资源浮力应用之船舶原理简介船舶浮性、稳性和抗沉性概述浮性稳性抗沉性船舶排水量和载重量计算方法载重量排水量船舶在某一吃水深度时所能装载的最大货物、燃料、淡水等重量。
计算方法船舶吃水深度与浮力关系剖析吃水深度船舶在水中的浸没深度,通常指船底到水面的垂直距离。
浮力与吃水深度关系根据浮力原理,船舶所受浮力等于其排开水的重量,而排开水的体积与吃水深度成正比,因此浮力与吃水深度也成正比关系。
影响因素船舶的吃水深度受到装载货物、燃料、淡水等重量的影响,同时也受到水的密度、温度、盐度等因素的影响。
船舶抗沉性保障在船舶破损进水等紧急情况下,需要利用浮力知识来采取有效的堵漏、排水、减载等措施,以保障船舶的抗沉性。
船舶稳性判断在航海过程中,需要根据船舶的浮态和稳性情况来判断是否安全,如出现过度倾斜或摇摆等情况需要及时采取措施。
航海气象预报浮力知识也广泛应用于航海气象预报中,如预测海浪高度、潮汐变化等,为航海安全提供重要保障。
航海安全中浮力知识运用浮力在日常生活和工业生产中应用游泳时浮力作用及技巧指导浮力作用游泳时,人体受到水的浮力作用,使得身体能够浮在水面上。
第九章 浮力总结日期:2015年3月6日讲解日期:2015年3月7日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: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)示意图下沉 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(2/3)ρ 分析:F 浮 = G 则:ρ液V 排g =ρ物Vg ρ物=( V 排/V )·ρ液= 23ρ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 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。
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、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。