【物理大招】教你轻松跨越“浮力”这道坎,还不快来?
浮力在初中力学内容中难度较大,很多同学在做浮力题目时无所适从,那接下来和大家一起来探讨、逐一的来攻破这个难点,相信大家在今后的学习中遇到这样的问题会迎刃而解。
无论在我们解答哪一科问题时,没有完整的知识储备直接去解题,那无异于缘求鱼。所以学习浮力,我们第一步要做的就是完善做题所需的知识储备。浮力属于力学范畴,只要学习力,不论重力、弹力、摩擦力、压力还是浮力都应从以下方面入手:
一、我们应该先来了解一下浮力是如何产生的?产生的具体原因是怎样的?
当物体漂浮于流体(液体或气体)表面或浸没于流体之中,由于在液体内,不同深度处的压强不同,物体上、下面浸没在液体中的深度不同,物体下部受到液体向上的压强较大,压力也较大。浮力即物体所受液体向上、向下的压力之差,其大小等于被物体排开流体的重力。
二、浮力的概念是什么?它的三要素是什么?
浮力的概念:一切浸在液体或气体里的物体受到液体或气体对它向上托起的力,这个力叫浮力。例如,从井里提一桶水,在未离开水面之前比离开水面之后要轻些,这是因为桶受到水的浮力。不仅是水,所有的液体、气体对浸在它里面的物体都有浮力。
浮力三要素:
1.产生原因:物体上下表面受到的液体(或者气体)压力大小不同
2.大小(和被物体排开的液体(或者气体)的重力相等)
3.方向(竖直向上)
三、浮力的公式
公式推算
假设有一长方体沉于水中,
F浮=ρ液gh2·S-ρ液gh1·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
说明:
(1)h2为长方体下表面到水面距离,h1为长方体上表面到水面距离,Δh为长方体之高。
(2)“F浮=ρ液gV排=G排液”最重要。
四、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.沉浮条件:对于浸没在液体中的物体
(1)若F浮>G物,即ρ物<ρ液,物体上浮
(2)若F浮<G物,即ρ物>ρ液,物体下沉
(3)若F浮=G物,即ρ物=ρ液,物体悬浮
(4)ρ物>ρ液,沉底,G物=F浮+F(F为杯底对物的支持力、三力平衡)
3.说明:
(1)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。
(2)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)。
(3)悬浮与漂浮的比较
相同点: F浮= G
不同点: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。
五、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)
六.漂浮问题“五规律”:
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漂浮,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。
七、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。
排水量:轮船满载时排开水的质量。单位 t 由排水量m 可计算出:排开液体的体积
V
排= m/ρ
液;排开液体的重力G排 = m g ;轮船受到的浮力F
浮= m g 轮船和货物共重G=m g 。2.潜水艇:
工作原理:潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。
3.气球和飞艇:
工作原理:气球是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体如:氢气、氦气或热空气。为了能定向航行而不随风飘荡,人们把气球发展成为飞艇。
(4)、密度计:
原理:利用物体的漂浮条件来进行工作。
构造:下面的铝粒能使密度计直立在液体中。
刻度:刻度线从上到下,对应的液体密度越来越大。
八、浮力计算题方法总结:
1.确定研究对象,认准要研究的物体。
2.分析物体受力情况画出受力示意图,判断物体在液体中所处的状态(看是否静止或做匀速直线运动)。
3.选择合适的方法列出等式(一般考虑平衡条件)。
来源:互联网
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