浮力的计算方法总结

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浮力的计算
一.导入
回忆复习有关浮力的知识点
1.
浮力的定义:一切浸入液体的物体都受到液体对它竖直向上的力叫浮力。同

样,在气体中的物体,也受到气体对它的浮力。
浮力方向:竖直向上;施力物体:液体。
2.浮力产生的来源
设想一个立方体浸没在水中,如图1所示,它的6个表面都受到水的压力,它
的左右、前后两侧受到的压力是大小相等、方向相反的,即受力互相平衡;只有
上下两个表面由于深度不同,水的压强不同,受到水的压力也因而不相等。下表
面受到水向上的压力F1大于上表面受到水向下的压力F2,向上和向下这两个压
力之差就是液体对浸入物体的浮力。浮力的方向总是竖直向上的,与重力的方向
相反。

浮力实质是由于周围液体对物体上下表面存在压力差而产生的,F浮= F下 – F上
3.浮力的大小
阿基米德原理:浸入液体中的物体所受的浮力,大小等于它排开的液体所受的
重力。用公式表示就是
F浮 = G排 =ρ液gV排
从公式中可以看出:液体对物体的浮力只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。

实验验证
实验中①②③④的示数分别为F1.F2.F3.F4 则得到他们的关系是F1-F3=F4-F2
4.物体在液体中三种状态的分析:
1、放入液体中的物体在液体中有三种状态:漂浮、悬浮和下沉,如右图示

A漂浮:(由二力平衡可知)F浮 = G物 = G排 =ρ液gV排 此时V物 > V

则ρ液 > ρ物 例如船,木块,泡沐漂浮在水水面上

B悬浮:(由二力平衡可知)F浮 = G物 = G排 =ρ液gV排 此时V物 = V

则ρ液 = ρ物 例如潜水艇,人悬浮水中,气球,飞艇悬浮在空气中

C下沉:G物 > F浮 (F浮 =ρ液gV排 此时V物 = V排)
则ρ液 < ρ物 例如沉在水底的石块
也就是说
一个密度均匀的物体放入液体中:
(1)当 ρ液 > ρ物 时,物体静止时将漂浮在液体上;(当把物体液面上的部分切
除后,液面下的物体将上浮一部分)
(2)当 ρ液 = ρ物 时,物体静止时将悬浮在液体中的任意位置;
(3)当 ρ液 < ρ物 时,物体静止时将下沉到液体底部。

二.进入新课
计算浮力常用的几种方法
1.直接法:
当弹簧测力计吊着的物体浸入水中,弹簧测力计的示数减小,减小的
大小即为浮力的大小
例1
一个重2N的钩码,把它挂在弹簧测力计下浸没在水中时,弹簧测力计的
读数是1.2N,则钩码受到的浮力是

解析
由得
变式训练
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:圆柱体受的最大浮力。
(g取10N/kg)

2.阿基米德原理法
阿基米德原理的内容是:浸入液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它
排开的液体受到的重力( 阿基米德原理法常常与二力平衡法相结合使用。)
例2
如图2所示,把一个小球分别放入盛满不液体的甲、乙两个溢水杯中,甲杯
中溢

出液体的质量是400g,乙杯中溢出液体的质量是500g,则
小球在甲中受到的浮力是 在乙中手到的浮力是
解析
根据阿基米德原理知,图甲中小球受到的浮力为

图乙中小球受到的浮力为
变式训练
将边长是10厘米的实心正方体木块,轻轻地放入盛满水的大烧杯内,待木块静
止时,从杯中溢出600克水如图所示.求:木块受到的浮力。
(g取10牛/千克)

3公式法
由阿基米德原理知这是求浮力常用的公

例3
三个直径相同甲球、乙球、丙球分别放入水中,最终
平衡时如图3所示,则受到的浮力大小关系是________。

解析
三球浸入水中的体积关系为,由浮力公
式知。

而图甲中小球是沉入液体底部的,由二力平衡法分析知,图乙中小球
是漂浮在液体表面的,故


即,故。
变式训练
若用一个内充氢气,体积为3m3的气球来悬挂标语,已知气球的重为10N,
空气的密度为1.29kg/m3,球内的氢气质量不计.求:该气球在空气中受到的浮
力是多少? (g取10N/kg)
4.二力平衡法(运用沉浮条件)

例4质量为40kg的木块放在水中,木块露出水面的体积为1.9×32m10.则木
块受到水的浮力多大?

变式训练
质量相等的木块和蜡块,漂浮在同一盆水中,它们所受浮力的大小关系是
( )
A.木块受浮力大 B.木块和蜡块受浮力相等
C.蜡块受浮力大 D.条件不足,无法比较

三.小结
浮力的计算方法:1.直接法
2.阿基米德法
3.公式法
4.二力平衡法

这节课主要讲浮力的计算,我们知道浮力与压强,密度联系紧密,下节课讲与浮
力有关的计算