内容正文:
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部
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夯
实
基
础
第十章 浮力
一、浮力
1.无论是液体还是气体,对浸在其中的
物体都有 的托力,物理学中把这个托
力叫做 .浮力的方向是 的.
2.浮力的大小只跟液体的 和
物体排开的液体的 有关,而跟其他
因素无关.
二、阿基米德原理
3.浸入液体中的物体所受浮力的大小
等于物体排开的液体 的大小.这便是
著名的 .
4.如果用G排 表示物体所受的浮力、ρ液
表示液体的密度、V排 表示物体排开液体的体
积,那么,浸在液体中的物体所受的浮力F浮
=G排= .
三、物体的浮沉条件
5.浸在液体中的物体,其浮沉取决于它
所受到的 力和 力.当浮力
重力时,物体上浮;当浮力
重力时,物体下沉;当浮力 重力时,
物体处于悬浮或漂浮状态.
6.轮船工作原理:空心法,即把密度比
水大的钢材制成 的能使它排开更多
的水,增大可利用的 ,从而漂浮在水
面上.
7.潜水艇工作原理:是靠充放水来改变
来实现上浮和下潜的.当F浮>G 时,
潜水艇 ,当水箱中充水时,自身重力增
大,增大到F浮=G 时,可 于某一位
置航行;水箱中再充水,至F浮<G 时,则潜
水艇 .
8.热气球是靠改变 ,从而改变
所受浮力的大小来实现升降.
例1 以下说法错误的是 ( )
A.在海滨游泳的人受到海水对他的浮
力作用
B.在空中飘浮的氢气球受到空气对它
的浮力作用
C.将一石块扔到水中,在其下沉过程中
不受浮力作用
D.在水中升起的木块受到浮力作用
解析:只要物体浸在液体或气体里,都会
受到液体或气体对它向上的力,水中下落的
石块,也会受到水向上的浮力,它之所以下
沉,是因为重力大于浮力,所以C选项错误.
答案:C
点评:判断物体是否受浮力时,一般从产
生浮力的原因下手考虑,如果物体下表面受
到液体或气体对它向上的力,则此物体会受
到浮力,如果下表面不受液体或气体对它向
上的力,则此物体不受浮力,如桥墩浸在水
中,虽然排开了水,但桥墩却不受水对它的浮
力作用.
例2 如图,某物块用细线系在弹簧测
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力计下,在空气中称时示数是15N,浸没在
水中称时示数是5N,则此时物块受到水的
浮力为 N,物块的密度为
kg/m3.(水的密度为1.0×103kg/m3)
解析:物块受到水的浮力F浮=G-F=
15N-5N=10N;则物块排开水的体积V排
=
F浮
ρ水g
=
10N
1.0×103kg/m3×10N/kg
=1×
10-3m3,物块完全浸没在水中,则物块的体
积就等于物块排开水的体积,故物块的密度
ρ物=
m
V=
G
gV
=
15N
10N/kg×1×10-3m3
=1.5×
103kg/m3.
答案:10 1.5×103
点评:阿基米德原理:浸在液体中的物体
所受的浮力,大小等于它排开的液体所受的
重力,只要测出物体在水中的浮力就可求得
物体的体积;这样看来不用天平和量筒也能
测出物体的密度,如用一只弹簧测力计、一烧
杯水就可以测出一金属块的密度:(1)用弹簧
测力计在空气中称出金属块的重力G.(2)将
金属块浸没在水中,用弹簧测力计称出示重
G示.(3)金属块的密度为ρ=
Gρ水
G-G示 .
例3 把重为5N、体积为0.4dm3的物
体投入水中,若不计水的阻力,当物体静止
时,下列说法中正确的是(g 取10N/kg)
( )
A.物体漂浮,F浮=5N
B.物体漂浮,F浮=4N
C.物体悬浮,F浮=5N
D.物体沉底,F浮=4N
解析:通过题意可知,若物体浸没入水
中,此时排开水的体积为0.4dm3,根据阿基
米德原理可计算出物体浸没时所受浮力为
F浮=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4×10—3
m3=4N,即物体放入水中后,其所受的最大
浮力小于其重力,故可判断此物体放入水中
后会沉底,此时所受的浮力为4N,正确的答
案为D.
答案:D
点评:物体的浮沉可归纳总结如下:
上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
F浮>G F浮<G F浮=G F浮=G F浮+N=G
ρ液>ρ物 ρ液<ρ物
ρ液=ρ物
V排=V物
ρ液>ρ物
V排<V物 ρ液<ρ物
处于动态(运动状
态不断改变),受
非平衡力作用
可以停留
在液体的
任何深度
处
是“上浮”
过程的最
终状态
是“下沉”
过程的最
终状态
处于静止状态,受平衡力作用
1.下列情形中,浮力增大的是 ( )
A.游泳者从海水中走上沙滩
B.轮船从长江驶入大海
C.海面下的潜艇在下潜
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D.“微山湖”号补给舰在码头装载货物
2.将重为20N的金属块挂在弹簧测力