水的浮力计算公式
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物理浮力公式全部浮力公式是物理学中的一个重要概念,用于描述物体在液体中受到的浮力。
它可以通过浸入液体中的物体所受到的浮力来计算。
下面将介绍几个与浮力公式相关的重要概念和应用。
一、浮力公式的定义和原理浮力公式是根据阿基米德原理推导得出的。
阿基米德原理指出,当一个物体浸入液体中时,它所受到的浮力等于它排开液体的重量。
浮力公式可以用以下公式表示:浮力 = 密度× 体积× 重力加速度其中,密度表示液体的密度,体积表示物体在液体中的体积,重力加速度表示地球上的重力加速度。
二、浮力公式的应用1. 漂浮物体的浮力计算当一个物体完全浸入液体中时,它所受到的浮力等于它排开液体的重量。
因此,我们可以通过浮力公式来计算一个漂浮物体所受到的浮力。
例如,当一个木块浸入水中时,可以通过浮力公式计算出木块所受到的浮力,从而判断木块是否能够漂浮在水面上。
2. 物体浸入液体的浸没深度计算当一个物体浸入液体中时,它所受到的浮力等于它排开液体的重量。
根据这个原理,我们可以通过浮力公式来计算物体浸入液体的深度。
例如,当一个物体被放入水中,我们可以通过浮力公式计算出物体在水中的浸没深度。
3. 飞机和潜艇的设计浮力公式在飞机和潜艇的设计中起着重要作用。
在飞机设计中,浮力公式可以用来计算飞机在空气中的浮力,从而确定飞机的升力和飞行性能。
在潜艇设计中,浮力公式可以用来计算潜艇在水中的浮力,从而确定潜艇的浮沉性能和潜航深度。
4. 水上运动器材的浮力计算浮力公式还可以用于计算水上运动器材的浮力。
例如,当人们坐在冲浪板上冲浪时,浮力公式可以用来计算冲浪板在水中的浮力,从而判断冲浪板是否能够支撑人的重量。
同样,浮力公式也可以用于计算其他水上运动器材的浮力,如皮划艇、艇等。
三、浮力公式的局限性和注意事项1. 浮力公式只适用于液体中的物体,不适用于气体中的物体。
2. 浮力公式假设液体的密度是均匀的,且物体完全浸入液体中。
3. 浮力公式忽略了物体的形状对浮力的影响,只考虑了物体的体积。
四种计算浮力的方法四种计算浮力的方法:这四种方法都可以用来计算浮力的大小,具体用哪一个要看所给的条件而定.希望通过以下题目的训练,并不断总结,能让你在今后做浮力计算题时有所帮助的,愿你的不懈努力能给你取得优异的成绩!方法一、压力差法:F浮=F向上-F向下(F向上 =P 向上 S=ρ液 gh1 S , F 向下 =P向下 S=ρ液 gh2S )方法二、称重法:F浮=G-F(G:物体本身的重力;F:物体浸在液体中时弹簧测力计的示数。
)方法三、阿基米德原理法:F浮=G排= m排g=ρ液 gV排(注意:G排:指物体排开液体所受到的重力;m排:指物体排开液体的质量;ρ液:指物体排开的液体密度;V排:指物体排开的液体的体积。
)方法四、平衡法:当物体漂浮或悬浮时, F浮=G#1、弹簧测力计下挂吊着一个重为1.47N的石块,当石块全部浸入水中时,弹簧测力计的示数为0.98N,求:(1)石块受到的浮力(2)石块的体积(3)石块的密度#2、体积为100cm3的物体浸没在水中时受到的浮力是多少,浸没在密度为0.8×103kg/m 3的煤油中时浮力是多少? ( g=10N/kg)#3、.现有一边长为10cm的正方体物块漂浮在水中,如图所示,其上表面距水平面2.5 cm,它的下表面受到的水的压力是多大?它受到的浮力多大?木块的密度是多少? ( g=10N/kg)#4、边长为0.05m,的正方体实心物体挂在弹簧测力计下,物块浸没在水中,上表面与水面相平,木块静止时,弹簧测力计的示数F=2N,根据上述条件,请你求出相关的五个物理量.(含过程和结果) 边长为0.05m,的正方体实心物体挂在弹簧测力计下,物块浸没在水中,上表面与水面相平,木块静止时,弹簧测力计的示数F=2N,根据上述条件,请你求出相关的五个物理量.(含过程和结果)1、如图15所示,容器中装有水,水中有一个木块被细线系着,已知水重200N,水深为0.5m,木块的体积为4dm3,木块的密度为0.6×103 kg/m3,试求:(1)水对容器底面的压强是多少?木块受到的浮力是多大?(2)若绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力为多大?此时水对容器底的压强比第(1)问中的大还是小?2、用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体,圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水)如图甲,然后将其逐渐浸入水中,如图乙是弹簧测力计示数随柱体逐渐浸入水中的深度变化情况,求:(g取10N/kg)(1)圆柱体受的最大浮力。
浮力的公式推算浮力公式的推算:假设有一正方体沉于水中,F浮=F下表面-F上表面=ρgh2×S-ρgh1×S=ρgS×Δh =ρgV=mg=G排液当物体悬浮在液体上时(当未受外力时),F浮=G物稍加说明:〔1〕h2为正方体下表面到水面距离,h1为正方体上表面到水面距离,Δh为正方体之高。
〔2〕“F浮=ρ液gV排=G排液”最重要。
但这也没有什么可“推算”的——直截了当由阿基米德原理把文字表述变成式子就行了:浮力=排开液体所受重力——F浮=G排液=m排液•g=ρ液gV排〔3〕给出沉浮条件〔实心物体〕ρ物>ρ液,下沉,G物>F浮ρ物=ρ液,悬浮,G物=F浮〔差不多物体是空心的〕ρ物<ρ液,上浮,〔静止后漂浮〕G物<F浮ρ物<ρ液,漂浮,G物<F浮〔因为是上浮的最后境界,因此ρ物<ρ液〕ρ物>ρ液,沉底,G物=F浮+F杯底对物的支持力〔三力平衡〕〔4〕给出“露排比公式”——解漂浮题的重要公式假如漂浮〔这是重要前提!〕,那么:ρ物∶ρ液=V排∶V物。
其中,V物=V排+V露它的变形公式1、〔ρ液-ρ物〕∶ρ液=V露∶V物2、ρ物∶〔ρ液-ρ物〕=V排∶V露…………………………………………证明:∵漂浮∴F浮=G物,即ρ液gV排=ρ物gV物,即ρ液V排=ρ物V物,即ρ物∶ρ液=V排∶V物〔交叉相乘〕另外液体还能够产生比自身重力大的浮力物体在液体中排开液体的重力等于物体所受浮力然而液体能够产生比自身重力大的浮力排液量是一个抽象的概念排开的液体是当液体凝固时,将固体拿出,用同种液体将空档填满,用来填充的液体量确实是排开的液体量因此产生十牛的浮力不一定需要十牛重的液体,液体能够产生比自身重力大的浮力例如:一个底面积为30平方厘米的容器中有50牛重的水,将一个底面积为25平方厘米高10厘米的柱体〔密度大于水〕放入水中沉入水底〔主体下方有少量水,忽略不计〕。
水上升至10厘米高。
排水量为250立方厘米,浮力为250牛,而水只有50牛,产生的浮力是液体本身重力的5倍。
水的浮力公式推算假设有一正方体沉于水中,F浮=ρgh2*S-ρgh1*S(可适用于完全或稍微浸没在水中)=ρgS*Δh=ρ液gV排(通用)=G排液当物体悬浮或漂浮时,F 浮=G物=m物g说明(1)h2为正方体下表面到水面距离,h1为正方体上表面到水面距离,Δh为正方体之高。
(2)“F浮=ρ液gV排=G排液”最重要。
F浮=ρ液gV排的公式推导:浮力=排开液体所受重力——F浮=G(物体所受重力)排液=m 排液?g =ρ液gV排所以有F浮+G=0(3)给出沉浮条件(实心物体,如果是空心物体,则下面公式中的密度表示物体的平均密度,即物体的总质量除以总体积得到的结果)对于浸没在液体中的物体1.若F浮>G物,即密度(物)<密度(液体),物体上浮2.若F浮<G物,即密度(物)>密度(液体),物体下浮3.若F浮=G物,即密度(物)=密度(液体),物体悬浮4.ρ物>ρ液,沉底,G物=F 浮+F杯底对物的支持力(三力平衡)露排比公式如果漂浮(这是重要前提!),则:ρ物∶ρ液=V排∶V物。
其中,V物=V排+V露它的变形公式1.(ρ液-ρ物)∶ρ液=V露∶V物2.ρ物∶(ρ液-ρ物)=V排∶V露证明:∵漂浮∴F浮=G物,即ρ液gV排=ρ物gV物,即ρ液V排=ρ物V物,即ρ物∶ρ液=V排∶V 物(交叉相乘)四种公式示重法:F浮=G-G1(空气中重力减去在水中的重力)(用弹簧测力计)公式法:F浮=G排=m排g=ρ液gV排(完全浸没)漂浮法:F浮=G物(又叫平衡法)原理法:F浮=F↓-F↑(上下压力差)特例:当物体和容器底部紧密接触时,即物体下部没有液体。
此时物体没有受到液体向上的压力,即F浮=0应用1.如何调节浮力的大小木头漂浮于水面是因为木材的密度小于水的密度。
把树木挖成“空心”就成了独木舟,自身重力变小,可承载较多人,独木舟排开水的体积变大,增大了可利用的浮力.牙膏卷成一团,沉于水底,而“空心”的牙膏皮可浮在水面上,说明“空心”可调节浮力与重力的关系。
水浮力的计算公式
浮力的求法:F浮=G–F,G为物体的重力,F为物体浸没液体中时弹簧测力计的读数。
浸在流体内的物体受到流体竖直向上托起的作用力叫作浮力。
浮力指物体在流体(液体和气体)中,各表面受流体压力的差(合力)。
物体在液体中所受浮力的大小,只跟它浸在液体中的体积和液体的密度有关,与物体本身的密度、运动状态、浸没在液体中的深度等因素无关。
水的浮力计算技巧:
1、F浮=G-T=ρ液gV排=F上、下压力差。
2、当物体漂浮时:F浮=G物且ρ物<ρ液。
3、当物体悬浮时:F浮=G物且ρ物=ρ液。
4、当物体上浮时:F浮>G物且ρ物<ρ液。
5、当物体下沉时:F浮<G物且ρ物>ρ液。
6、浮力F浮;F浮=G物—G视。
四种计算浮力的方法 Document number:WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT四种计算浮力的方法四种计算浮力的方法:这四种方法都可以用来计算浮力的大小,具体用哪一个要看所给的条件而定.希望通过以下题目的训练,并不断总结,能让你在今后做浮力计算题时有所帮助的,愿你的不懈努力能给你取得优异的成绩!方法一、压力差法:F浮=F向上-F向下(F向上=P向上S=ρ液gh1S,F向下=P向下S=ρ液gh2S)方法二、称重法:F浮=G-F(G:物体本身的重力;F:物体浸在液体中时弹簧测力计的示数。
)方法三、阿基米德原理法:F浮=G排=m排g=ρ液gV排(注意:G排:指物体排开液体所受到的重力;m排:指物体排开液体的质量;ρ液:指物体排开的液体密度;V排:指物体排开的液体的体积。
)方法四、平衡法:当物体漂浮或悬浮时,F浮=G#1、弹簧测力计下挂吊着一个重为的石块,当石块全部浸入水中时,弹簧测力计的示数为,求:(1)石块受到的浮力(2)石块的体积(3)石块的密度#2、体积为100cm3的物体浸没在水中时受到的浮力是多少,浸没在密度为×103kg/m3的煤油中时浮力是多少(g=10N/kg)#3、.现有一边长为10cm的正方体物块漂浮在水中,如图所示,其上表面距水平面,它的下表面受到的水的压力是多大它受到的浮力多大木块的密度是多少(g=10N/kg)#4、边长为,的正方体实心物体挂在弹簧测力计下,物块浸没在水中,上表面与水面相平,木块静止时,弹簧测力计的示数F=2N,根据上述条件,请你求出相关的五个物理量.(含过程和结果)边长为,的正方体实心物体挂在弹簧测力计下,物块浸没在水中,上表面与水面相平,木块静止时,弹簧测力计的示数F=2N,根据上述条件,请你求出相关的五个物理量.(含过程和结果)1、如图15所示,容器中装有水,水中有一个木块被细线系着,已知水重200N,水深为,木块的体积为4dm3,木块的密度为×103kg/m3,试求:(1)水对容器底面的压强是多少木块受到的浮力是多大(2)若绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力为多大此时水对容器底的压强比第(1)问中的大还是小2、用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体,圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水)如图甲,然后将其逐渐浸入水中,如图乙是弹簧测力计示数随柱体逐渐浸入水中的深度变化情况,求:(g取10N/kg)(1)圆柱体受的最大浮力。
地下水浮力计算公式引言地下水是指位于地表以下,填充于地下孔隙中的水体。
在地下水的研究和工程实践中,浮力是一个重要的概念。
浮力是指物体在浸入液体中时,受到的向上的力,它的大小等于所排开的液体的重量。
在地下水工程中,浮力的计算对于地下结构的设计和施工具有重要意义。
本文将介绍地下水浮力的计算公式及其应用。
地下水浮力计算公式地下水对地下结构的浮力可以通过以下公式计算:F = ρgV其中,•F是地下水的浮力,单位为牛顿(N);•ρ是地下水的密度,单位为千克/立方米(kg/m³);•g是重力加速度,单位为米/秒²(m/s²),通常取9.81m/s²;•V是地下结构在地下水中排开的体积,单位为立方米(m³)。
应用示例下面通过一个简单的示例来展示如何应用地下水浮力计算公式。
假设有一个长方形的墙体,高度为3米,长度为10米,厚度为1米,位于地下水位下方。
现在需要计算这个墙体受到的地下水浮力。
首先,需要确定地下结构在地下水中排开的体积。
对于这个长方形墙体,其体积可以通过以下计算公式求得:V = 底面积 × 厚度 = 10m × 1m × 3m = 30m³接下来,需要获取地下水的密度。
地下水的密度通常在1000~1030kg/m³之间变化。
假设地下水的密度为1000kg/m³。
将上述值代入地下水浮力计算公式中,可以得到:F = 1000kg/m³ × 9.81m/s² × 30m³ = 294,300N因此,这个长方形墙体受到的地下水浮力约为294,300N。
注意事项在进行地下水浮力计算时,需要注意以下几点:1.地下水的密度可能会随着不同地点和时间的变化而变化,因此需要根据实际情况选择合适的地下水密度。
2.地下结构的体积需要根据实际情况进行准确测量,以得到准确的浮力计算结果。
力指物体在流体(包括液体和气体)中,各表面受流体(液体和气体)压力的差(合力)。
公元前245年,阿基米德发现了浮力原理。
浮力的定义式为F浮=G排(即物体浮力等于物体下沉时排开液体的重力),计算可用它推导出公式F浮=ρ液gv排(ρ液:液体密度,单位千克/立方米;g:重力与质量的比值g=9.8N/kg在粗略计算时,g可以取10N/kg,单位牛顿;V排:排开液体的体积,单位立方米)。
液体的浮力也适用于气体。
概念浸在液体或气体里的物体受到液体或气体竖直向上托的力叫做浮力。
解释浮力:浸在液体(或气体)里的物体受到液体(或气体)向上托的力。
浮力的方向:与重力方向相反,竖直向上。
浮力产生的原因:浸在液体或气体里的物体受到液体或气体对物体向上的和向下的压力差。
物体在液体中下表面受到的压力大于物体在液体中上表面受到的压力,所以合力为F向上-F向下,原因是液体内部向各个方向都有压强,那么物体上表面受到液体给它的一个向下的压力,而物体下表面受到液体给它的一个向上的压力。
由于在同种液体中,深度越大,压强越大,所以物体下表面受到的压力很明显要大于物体上表面受到的压力,所以是F向上-F向下(理论推导)。
浮心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。
实物分析产生浮力的原因,可用浸没在液体内的正立方体的物体来分析。
该物体系全浸之物体,受到四面八方液体的压力,而且是随深度的增加而增大的。
所以这个正立方体的前后、左右、上下六个面都受到液体的压力。
因为作用在左右两个侧面上的力由于两侧面相对应,而且面积大小相等,又处于液体中相同的深度,所以两侧面上受到的压力大小相等,方向相反,两力彼此平衡。
同理,作用在前后两个侧面上的压力也彼此平衡。
但是上下两个面因为在液体中的深度不相同,所以受到的压强也不相等。
上面的压强小,下面受到的压强大,下面受到向上的压力大于上面受到的向下的压力。
液体对物体这个压力差,就是液体对物体的浮力。
这个力等于被物体所排开的液体的重力。
【一】:浮力计算的方法
北京中考之浮力计算的方法总结(5种)
初中物理课本第二册第八章压强和浮力,是学生掌握知识的难点、同时也是教学的重点。
关于浮力的计算是很多学生较为头痛的问题。
以下我就如何理解并掌握这一问题谈谈我的看法。
想要学会计算,首先必须理清概念。
其一掌握物体的沉浮条件,及由沉浮条件决定的物体密度与液体密度之间的关系。
如下
下沉 G>F浮ρ悬浮 G=F浮ρ上浮 G<F浮ρ漂浮 G=F浮ρ(其中G表示物体的重力,ρ
物
物
>ρ=ρ<
ρ<ρ
液
物液
液
物
液
物液
表示物体的密度ρ表示液体的密度)
其二理解并掌握浮力的计算公式。
常用的浮力计算公式有三个
1根据实验法得出如用弹簧秤称得某物体重为G,把物体浸入某种液体中弹簧秤的示数为F示,则应有 F浮=G -F示
2 将上面的问题扩展可以得到下面的方法只将烧杯和水放在台秤上的时候,台秤示数为M1,将物体悬于细绳下置于烧杯中时,台秤示数为M2 ,则应有 F浮=(M2-M1)×g
根据浮力产生的原因物体所受上下表面的压力差即为浮力,则有
F浮=F向上-F向下(F向上和F向下分别为物体上下两表面所受到的液体向上和向下的压力)。
计算时根据液体内部压强公式
F向下=p上s=ρh上gs F向上=p下s=ρh下gs 代入可得浮力的大小。
根据阿基米德原理浸入液体中的物体受到液体对它向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体所受到的重力。
即 F浮=G排=ρ
液
v排 g
对于一般的浮力运算,或用物体的沉浮条件或用浮力的三个计算公式,可独立完成,有些题型可能要用到这几种方法的结合来求解。
以下我举例说明如何利用上面的思想来求解浮力中的常见题型。
(一)、利用物体的沉浮条件来解题
例一质量为50克的物体悬浮在水中不动,它所受浮力为多少?此物体的密度为
多少?(g=10牛/千克)
〔分析与解答〕根据悬浮的条件G=F浮和密度关系ρ
F浮=G=mg=0.05千克牛/千克=0.5牛ρ
物
物
=ρ
液
可得
=ρ
水
=0×103千克/ 米3。
例有甲、乙两种不同的液体,把一个鸡蛋放入甲杯它下沉,放入乙杯它漂浮,则
鸡蛋在甲、乙两种液体中所受到的浮力F甲、F乙;及甲、乙液体密度ρ的关系为()A F甲>F乙ρ C F甲=F乙ρ
甲
甲
、ρ
乙
>ρ<ρ
乙
B F甲<F乙ρ
甲
=ρ
甲
乙
乙
甲乙
D F甲<F乙ρ<ρ
〔分析〕由物体的沉浮条件可知,物体在甲杯中下沉,则 G物>F甲ρ G 物=F乙ρ水的浮力计算公式。
物
> ρ < ρ
甲
又物体在乙杯中漂浮,则应有故可得 F甲<F乙,ρ
甲
物乙
<ρ
乙
所以答案应选D
(二)、利用浮力的计算公式来解题利用F浮=G-F示进行计算
例一个重为1牛的物体,挂在弹簧秤上,当物体浸没入水中时弹簧秤的示数为
0.87牛。
求此物体所受到的浮力。
〔分析与解答〕由已知G=1牛,F示=0.87牛可得 F浮=G-F示=1牛-0.87牛=0.13牛。
例一铁块在空气中用弹簧秤称得示数为G0,若把它放在水中弹簧秤称得示数为
G1,放在真空中弹簧秤的示数为G2,则G0、G1与G2的大小关系为() A G1>G0>G2 B G2>G0> G1 C G0>G1> G2 D G2=G0=G1
〔分析〕此题可分为两部分来解(1)G0与G1 大小关系G1为水中读数即F浮=G-F
示
中的F示的大小,由上公式变形可得G=F浮+F示即
G0=F浮+ G1 所以G0>G1(忽略空气对物体的浮力)。
(2)G0与G2的大小关系G2为在真空中示数应理解为它的重量,G0为在空气中的示数,在此应理解为公式中的F示,则应有G2>G0(注意在此不可忽略空气对物体的浮力)。
答案应选 B 2.利用F浮=F向上-F向下进行计算
例5.如图一正方体物块边长为0.1米,放入水中,其下表面所受水的压强为2000
帕。
求正方体物块所受浮力大小?
[分析与解答]
下表面压强为 p=2000帕。