内容正文:
物质的浮沉条件及其应用
张洵
1
知识梳理
(1)定义:所有的液体都会对浸入其内的物体产生一个 的力称为浮力。
(2)产生原因:物体在液体中时上下表面所受 , 。
浮力
竖直向上
F浮=F下-F上
压力差
知识梳理
阿基米德原理
(1)内容:
浸在液体里的物体受到的浮力大小等于物体排开的液体受到的重力。
(2)公式:
F浮
=
G排
=
m排g
=
ρ液gV排
(3)注意事项:
①公式中ρ液是液体的密度,而不是浸入液体的物体的密度。
②公式中V排是浸入液体时,排开液体的体积。
物体完全浸入,V排=V物;物体部分浸入,V排<V物。
知识梳理
G
F浮
F浮
G
当F浮=G时,
合力为零,
即二力平衡,
此时物体将
悬浮。
当F浮>G时,
合力方向竖直
向上,物体就
上浮,
漂浮时F浮=G。
当 F浮<G时,
合力方向竖直
向下,物体就
下沉。
F浮
G
知识梳理
上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
F浮>G
F浮<G
F浮=G
F浮=G
F浮+F支=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
V排=V物
可以停留在
液体的任何
深处
是“上浮”
过程的
最终状态
是“下沉”
过程
的最终状态
处于动态(运动状态不
断改变),受非平衡力作
用
处于静态,受平衡力作用
知识梳理
浮力的计算方法
(1)压力差法:
浮力等于物体受到液体对它向上和向下的压力差,即:F浮=F向上-F向下
(2)弹簧测力计示重法:
浮力等于物体重力减去物体浸在液体中称得的“重力”(弹簧测力计示数),即F浮=G物-F示。
(3)根据阿基米德原理计算 F浮=G排液= m排g=ρ液gV排水
(4)特殊状态解题:漂浮、悬浮:F浮=G物,沉底:F浮+N=G物。
知识梳理
浮力的应用
轮船
潜水艇
密度计
飞艇
知识梳理
1、轮船
(1)工作原理:轮船是利用物体____在水面的原理工作的。
(2)把密度比水大的钢材制成____的物体,使它排开更多的水,增大可利用的____。
(3)同一艘轮船在河里和海里都处于漂浮状态,因而所受浮力____,根据阿基米德原理,它在海水里比在河水里浸入的体积___。
漂浮
空心
浮力
相等
小
知识梳理
工作原理:
2、密度计
刻度特点:
读数方法:
用途:
一种可以直接测量液体密度的仪器。
利用物体漂浮在液面上时浮力等于重力的原
理制成的。
静止时液面所对刻度乘以水的密度
上小下大,刻度间隔不均匀。
知识梳理
潜水艇是中空的,它可以漂浮在水面上,需要下沉时,就向水箱中____,增加潜艇受到的____;需要上浮时,就把水箱中的水____,减小潜艇受到的____。
排出水,潜艇受到的重力减小,潜艇____
注入水,潜艇受到的重力增大,潜艇____
注水
重力
排出
重力
上浮
下沉
3、潜水艇
知识梳理
4.气球和飞艇
(1) 气球和飞艇内充有密度小于空气的气体——
氢气、氦气、热空气等。
(2)原理:
利用空气的浮力,来实现上升和下降的。
经典例题
例1.三个实心球甲、乙、丙体积相等,在液体中静止时的位置如图所示,下面说法正确的是( )。
A. 三个球所受浮力一样大 B. 甲、乙两球的重力相等
C. 乙球的密度小于丙球的密度 D. 甲球的质量大于丙球的质量
C
题型一:比较浮力大小
阿基米德原理
F浮=
ρ液gV排
经典例题
例1.如图所示,下列对浮力的求解,正确的是( )
A. 由甲图可知,A物体所受浮力F浮=G排=F4-F2
B. 由乙图可知,柱体所受到的浮力F浮=ρ物gV排=ρ物g(V2-V1)
C. 由丙图可知,物体处于静止状态,此时受到的浮力F浮=一定等于重力G物
D. 由丁图可知,鸡蛋仔逐渐沉入容器底的过程中,所受浮力逐渐变小
A
题型二:浮力的计算
阿基米德原理
阿基米德原理
受力分析
阿基米德原理
经典例题
题型二:浮力的计算
例2:如图所示,有一个足够大的水池,在其水平池底竖直放置一段圆木,圆木
可近似看作一个圆柱体,底面积0.8m2,高5m、密度0.7x103kg/m3(g取10N/kg)。
当向水池内注水深度达到4m时,圆木受到的浮力又为多大?
V木=Sh=0.8m2x5m=4m3
m木=ρ木V木=0.7x103kg/m3x4m3=2.8x103kg
G木=m木g=2.8x104N
F浮=ρ液gV排=1.0x103kg/m3x10N/kgx3.2m3=3.2x104N
F浮>G木
F浮'=G木=2.8x10