㈠ 水的浮力怎麼算
水的浮力計算技巧:
1、F浮=G-T=ρ液gV排=F上、下壓力差。
2、當物體漂浮時:F浮=G物 且 ρ物<ρ液。
3、當物體懸浮時:F浮=G物 且 ρ物=ρ液。
4、當物體上浮時:F浮>G物 且 ρ物<ρ液。
5、當物體下沉時:F浮<G物 且 ρ物>ρ液。
6、浮力F浮;F浮=G物—G視。
知識點分析
浮力及產生原因:浸在液體(或氣體)中的物體受到液體(或氣體)對它向上托的力叫浮力。方向:豎直向上;原因:液體對物體的上、下壓力差。
液體密度,單位千克/立方米;g:重力與質量的比值g=9.8N/kg在粗略計算時,g可以取10N/kg,單位牛頓;V排:排開液體的體積,單位立方米)。液體的浮力也適用於氣體。
㈡ 物理浮力怎麼求
求浮力的基本方法,有下列四種。
1.
壓力差法
浸沒在液體中的物體,若上表面受到液體向下的壓力為F1,下表面受到液體向上的壓力為F2,則物體受到的浮力
特殊情況:
若物體與容器底密合,則
,即物體不受浮力作用。
2.
稱重法(或三力平衡法)
用測力計(彈簧秤)測出物體的重力G,再將物體沉沒在液體中,記下彈簧秤的示數
(稱為物體的視重),則浮力
類同情況:若物體沉入容器底(不密合),容器底對物體的支持力為N,則
特殊情況:當物體浸入液體中受到的浮力大於重力時,用繩將物體系住,如圖1所示。設T為繩對物的拉力,則
圖1
3.
二力平衡法
若物體漂浮或懸浮在液體中,則物體受浮力
4.
阿基米德原理法
若已知液體的密度
及物體排開液體的體積
,則這四種方法在實際應用中,有時只用一種,有時同時用幾種,有時還要和其它知識相聯系。
例1.
如圖2所示,一質量為
,邊長為
的方木塊,漂浮在水中,求木塊底受到的壓強P。
圖2
析與解:本問題要求求壓強。由
可知,只要知道壓力
,即可求得P,而這里的F就是水對木塊下底面向上的壓力。由於物體漂浮,由方法3可得
例2.
彈簧秤下端用細線掛一物體,當物體完全浸沒在水中時,彈簧秤的讀數為
;當物體的
露出水面時,彈簧秤的讀數為
。求該物體的密度
。
析與解:本題要求物體密度,若直接由密度的定義式求,難度較大。考慮到物體的重力
,而
相關聯,
相關聯,因而本題應當用稱重法和阿基米德原理相結合求解。設物重為G,體積為V。則當物體完全浸沒在水中時,所受浮力為
當物體部分浸在水中時,所受浮力為
由阿基米德原理有
將
代入以上兩式解得
㈢ 物理浮力計算公式
主要是根據一個定理,阿基米德定律師:浮力等於浮在液體里的物體排開水所受的重力.如果物體完全浸沒在液體里,則排開的液體體積等於物體體積,如果物體漂浮在液面之上,船上部分在水上,船下部分在下,排出液體積小於物體積
㈣ 物理中 浮力 怎麼求
求浮力的基本方法,有下列四種。
1.
壓力差法
浸沒在液體中的物體,若上表面受到液體向下的壓力為F1,下表面受到液體向上的壓力為F2,則物體受到的浮力
特殊情況:
若物體與容器底密合,則
,即物體不受浮力作用。
2.
稱重法(或三力平衡法)
用測力計(彈簧秤)測出物體的重力G,再將物體沉沒在液體中,記下彈簧秤的示數
(稱為物體的視重),則浮力
類同情況:若物體沉入容器底(不密合),容器底對物體的支持力為N,則
特殊情況:當物體浸入液體中受到的浮力大於重力時,用繩將物體系住,如圖1所示。設T為繩對物的拉力,則
圖1
3.
二力平衡法
若物體漂浮或懸浮在液體中,則物體受浮力
4.
阿基米德原理法
若已知液體的密度
及物體排開液體的體積
,則這四種方法在實際應用中,有時只用一種,有時同時用幾種,有時還要和其它知識相聯系。
例1.
如圖2所示,一質量為
,邊長為
的方木塊,漂浮在水中,求木塊底受到的壓強P。
圖2
析與解:本問題要求求壓強。由
可知,只要知道壓力
,即可求得P,而這里的F就是水對木塊下底面向上的壓力。由於物體漂浮,由方法3可得
例2.
彈簧秤下端用細線掛一物體,當物體完全浸沒在水中時,彈簧秤的讀數為
;當物體的
露出水面時,彈簧秤的讀數為
。求該物體的密度
。
析與解:本題要求物體密度,若直接由密度的定義式求,難度較大。考慮到物體的重力
,而
相關聯,
相關聯,因而本題應當用稱重法和阿基米德原理相結合求解。設物重為G,體積為V。則當物體完全浸沒在水中時,所受浮力為
當物體部分浸在水中時,所受浮力為
由阿基米德原理有
將
代入以上兩式解得
㈤ 物理浮力咋求
運用阿基米德定律在解決一些實際問題時,應深入理解所運用的浮力公式F浮=ρ液gV排液和求重量公式G=ρgV。兩式從字母看很相似,又有一定的聯系,但兩個式子是有區別的,應當注意幾點:
1.求浮力實際上就是求物體所排開液體的重量。此處ρ液表示液體密度,決不是浸在液體中物體的密度;V排表示物體所排開的液體(或氣體)的體積,它不一定等於物體的體積V。因為物體有漂浮、懸浮和浸沒幾種情況,只有當物體全部浸沒在液體(或氣體)中時,物體所排開的液體(或氣體)的體積才等於物體本身的體積,即V排=V物。假如物體是漂浮的,那麼V排就小於物體的體積V,V排<V物,這時V排+V露=V物。所以,在寫浮力公式時應在F、ρ、V等字母的右下角一定用漢字註明,例如,區別開ρ液與ρ物;V物、V露與V排;G物、G液與G排的意義。
2.從公式F浮=ρ液gV排可以看出浮力的大小隻跟液體的密度,物體排開這種液體的體積這兩個因素有關。跟這個物體的密度、體積、形狀、重量,以及這個物體在液體中是否運動等因素無關。若這個物體完全沒入液體中時,它所受浮力的大小不受深度變化的影響。
3.在應用F浮=ρ液gV排液公式時,各物理量一般採用國際單位。密度ρ的單位是千克/米3,g=9.8牛頓/千克,體積V的單位是「米3」。浮力的單位是「牛頓」。
4.計算浮力的大小時,無論物體的外形是有規則的,還是不規則的;無論物體是實心的還是空心的;也無論物體在液體中的狀態怎樣,它所受浮力的大小都可以通過計算排開液體的重量得到。
5.阿基米德定律及其計算式,也適用於氣體。因為在大氣里的物體,它所排開大氣的體積就等於它本身的體積,即V排=V物。因為大氣的密度是不均勻的,隨著高度的增加,則空氣逐漸稀薄,密度減小,在計算時應考慮ρ氣的變化。
浮力測定
根據已掌握的如質量、密度、重量、體積、壓力、壓強、拉力等,可歸納出計算浮力的四種方式:
1.實驗法之一。根據力的平衡原則,從物體在空氣中的重量減去物體在液體中的重量,即得出浮力F浮=G物�G視。
2.實驗法之二。根據阿基米德定律F浮=ρ液gV排液計算。
3.對於漂浮在液面或懸浮在液體中的物體,浮力等於物體的重量,即F浮=G物。
4.根據浮力產生的原因,液體對物體向上和向下的壓力差就是液體對物體的浮力,即F浮=F上-F下。浮體受到的浮力等於物體的下表面受到液體向上的壓力,即F浮=P·S=ρ液ghS(h為物體下表面在液面下的深度)。
㈥ 物理中浮力的計算有幾種方式
1
稱量法
該法適用於各種浮力探究題計算,常常和彈簧測力計連在一起出題目,分值較大,需要牢牢掌握,但計算公式十分簡單
F浮=G物-F拉(拉力)
拓展:將兩種力的大小分別測出來,再聯立分析……
2
成因法
該法只需掌握其原理,就是浮力產生的原因,一般在初中階段不做計算要求,其公式為F浮=F向上-F向下(其中向上向下的力是相對浸沒在水中的物體而言)或F浮=F向上(這是指漂浮物體),但在這條上需注意,若題目註明物體下端與容器底部緊密接觸,這是不存在浮力的。
3
阿基米德法
阿基米德原理:當物體全部或部分浸在液體中時,它會受到向上的浮力,浮力的大小等於它所排開這部分液體所受的重力大小
該法常常用於計算,一般與平衡法使用,公式為F浮=ρ液gV排
4
平衡法
該法在上述浮力公式的推算已經很詳細了,我只是說在漂浮與懸浮時F浮=G物
5
附加適用於推算浮力的公式(即受力平衡時)
G物=m物g=ρ物V物g
當懸浮與下沉時(即受力不平衡時)
V物=V排
㈦ 如何用多種方法計算浮力
不管是漂浮還是懸浮,都一樣的,F=ρ液*V排*g。
這就是阿基米德定律。
阿基米德原理 :
ā jī mǐ dé yuán lǐ
力學中的基本原理之一。浸在液體里的物體受到向上的浮力作用,浮力的大小等於被該物體排開的液體的重力。
1、物理學中
(1)浸在靜止流體中的物體受到流體作用的合力大小等於物體排開的流體的重量。這個合力稱為浮力.這就是著名的「阿基米德定律」(Archimedes' principle)。該定律是公元前200年以前古希臘學者阿基米德(Archimedes, 287-212 BC)所發現的,又稱阿基米德原理。浮力的大小可用下式計算:F浮=ρ液(氣)gV排。
(2)杠桿原理:動力×動力臂=阻力×阻力臂,用代數式表示為F�6�1 L1=W�6�1L2。
2、數學中
阿基米德原理指對於任何自然數(不包括0)a、b,如果a<b,則必有自然數n,使n×a>b.
[例1]有一個合金塊質量10kg,全部浸沒在水中時,需用80N的力才能拉住它,求:此時合金塊受到的浮力多大?
[分析]根據G=mg可得出金屬塊重力,浮力大小是重力與拉力的差。
[解答]G=mg=10×9.8N/kg=98N
F浮=G-F拉=98N-80N=18N
答:金屬塊受到的浮力是18N。
[例2]完全浸沒在水中的乒乓球,放手後從運動到靜止的過程中,其浮力大小變化情況 [ ]
A.浮力不斷變大,但小於重力。
B.浮力不變,但浮力大於重力。
C.浮力先不變,後變小,且始終大於重力直至靜止時,浮力才等於重力。
D.浮力先大於重力,後小於重力。
[分析]乒乓球完全浸沒在水中時,浮力大於重力,因浮力大小與物體在液內深度無關。因此乒乓球在水中運動時所受浮力不變,直到當球露出水面時,浮力開始變小,當浮力等於重力時,球靜止在水面上,呈漂浮狀態。
[解答]C
[例3]一個正方體鐵塊,在水下某深度時,上底面受到15N壓力,下底面受到20N壓力,則此時鐵塊受到浮力是________N;當鐵塊下沉到某位置時,上底受到壓力增大至20N時,下底受到壓力是_______N。
[分析]浮力產生的原因是物體上下底面受到液體的壓力差。隨著物體下沉,每個底面受到壓力都要變大,但壓力差不變,即
F浮=F下底-F上底=20N-15N=5N,
F』下底=F』上底+F浮=20N+5N=25N。
[解答]5,25。
[討論]
浮力是包圍物體的液體從各個方向對物體施加壓力的總效果的反映。課本中以正方體為例,是為了便於理解和接受。如果從力的分解效果上講,不規則形狀的物體,同樣滿足F浮=F向上-F向下的關系。
[例4]質量相等的木塊和冰塊(ρ木<ρ冰)都漂在水面上,木塊受到的浮力________冰塊受到的浮力;體積相等的實心木塊和冰塊都漂在水面上,木塊受到的浮力________冰塊受到的浮力。(填大於、小於、等於)
[分析]根據物體的浮沉條件可知,物體漂浮時F浮=G,所以此題中要比較浮力的大小可通過比較木塊和冰塊受到的重力的大小來求得。
因為木塊和冰塊都漂浮在水面上,有F木浮=G木,F冰浮=G冰
(1)當木塊和冰塊質量相等時,由G=mg可知,G木=G冰,所以F木浮=F冰浮木塊和冰塊受浮力相等。
(2)當木塊和冰塊體積相等時,因為ρ木<ρ冰,根據G=ρgV可知,G木<G冰。
所以F木浮<F冰,此時冰塊受到的浮力大。
[解答]此題正確答案為:等於、小於。
[例5]根據圖中彈簧秤的讀數,求出物體A在液體中所受的浮力。並回答在求浮力的過程中,主要用到了已學過的哪些知識?
[分析]這是用實驗的方法測浮力。
圖(1)中彈簧秤的讀數就是物體在空氣中的重G物,大小為1.3牛;圖(2)中彈簧秤讀數是物體在水中的視重G視,大小為0.5牛,物體A所受浮力大小,等於兩次彈簧秤示數的差,F浮=G物-G視=1.3牛-0.5牛=0.8牛。
在回答上面問題時,用到了力的合成和力的平衡知識,分析A物體的受力情況,如圖(3)所示,A受重力G,浮力F,彈簧秤的拉力F,由於A在水中處於平衡狀態,所以有:F+F浮=G物,所以:F浮=G物-F,F的大小等於A的視重,所以:F浮=G物-G視。
[例6]一個正立方體的鐵塊,邊長是1分米,浸在水中。求:(1)當它的下表面距液面0.5分米,並與水平面平行時,鐵塊下表面受到的壓強和壓力,鐵塊受到的浮力。(2)當鐵塊全部浸入水中,它的上表面距液面0.5分米時,鐵塊上下表面受到的壓強差、壓力差和浮力。(3)當鐵塊上表面距液面1分米時,求鐵塊上下表面受到的壓強差、壓力差和浮力。
[分析]此題可用壓力差法求浮力。深度見圖3中各示意圖,
已知:h=1分米=0.1米,橫截面積S=h2=0.01米2,h1=0.5分米=0.05米,h2=0.5分米=0.05米,h3=1分米=0.1米,ρ水=1.0×103千克/米3。
求:(1)P1、F1,F浮。
(2)P2-P』2,F2-F』2,F浮2
(3)P3-P』3,F3-F』3,F浮3。
[解答](1)如圖(1)所示:
P1=ρ水gh1=1.0×103千克米3×9.8牛/千克×0.05米=0.49×103帕,
F1=P1S=0.49×103帕×0.01米2=4.9牛,
F浮1=F1=4.9牛。
(2)如圖 (2)所示,設下表面受到的向上壓強、壓力分別為P2、F2。上表面受到的向下壓強、壓力分別為P』2、F』2。
P2-P』2=ρ水g(h+h2)-ρ水gh2
=ρ水gh+ρ水gh2-ρ水gh2
=ρ水gh=1.0×103千克/米3×9.8/千克×0.1米
=0.98×103帕,
F2-F』2=ρ水g(h+h2)S-ρ水gh2S
=ρ水ghS+ρ水gh2S-ρ水gh2S
=ρ水ghS
=1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×0.1米×0.01米2
=9.8牛
F浮2=F2-F』2=9.8牛。
(3)如圖 (3)所示:
P3-P』3=ρg水(h+h3)-ρ水gh
=ρ水gh+ρ水gh3-ρ水gh3
=ρ水gh
=1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×0.1米
=0.98×103帕,
F3-F』3=(P3-P』3)
=ρ水ghS
=1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×0.1米×0.01米
=9.8牛,
F浮3=F3-F』3=9.8牛。
答:(1)鐵塊下表面受到的壓強為0.49×103帕,壓力和浮力均為4.9牛。(2)和(3)中鐵塊上下表面受到的壓強差都為0.98×103帕,壓力差都為9.8牛,浮力都為9.8牛。
[說明]從(2)(3)的解答中看出,物體全浸在液體中時,所受的壓強差、壓力差和浮力均與物體沒入液體的深度無關
㈧ 浮力計算公式
浮力的定義式為F浮=G排,計算公式為:F浮=ρ液gV排,其中,ρ液表示液體的密度,單位為千克/立方米;g表示常數,g=9.8N/kg;V排表示排開液體的體積,單位為立方米。
物體在液體中所受浮力的大小,只跟它浸在液體中的體積和液體的密度有關,與物體本身的密度、運動狀態、浸沒在液體中的深度等因素無關。
在水中,雖然比水密度大的物體會下沉,比如石頭、鐵塊;比水密度小的物體會上升,比如塑料、木頭,但是它們本身的浮力不變。在其他液體和氣體中也存在同樣的規律。
實物分析
產生浮力的原因,可用浸沒在液體內的正立方體的物體來分析。該物體系全浸之物體,受到四面八方液體的壓力,而且是隨深度的增加而增大的。所以這個正立方體的前後、左右、上下六個面都受到液體的壓力。
因為作用在左右兩個側面上的力由於兩側面相對應,而且面積大小相等,又處於液體中相同的深度,所以兩側面上受到的壓力大小相等,方向相反,兩力彼此平衡。同理,作用在前後兩個側面上的壓力也彼此平衡。
但是上下兩個面因為在液體中的深度不相同,所以受到的壓強也不相等。上面的壓強小,下面受到的壓強大,下面受到向上的壓力大於上面受到的向下的壓力。液體對物體這個壓力差,就是液體對物體的浮力。這個力等於被物體所排開的液體的重力。