内容正文:
第十二章 浮力
第1节 浮力
1、 定义:一切浸入液体的物体,都受到液体对它竖直向上的力,这个力叫做浮力。
2、 产生原因:液体对物体向上的压力大于向下的压力,它们之差就是液体对物体的浮力。
3、 浮力的测定:
i. 应用弹簧测力计进行测量:F弹=G—F(F为物体在水中时弹簧测力计的示数,G为物体的重力或在空气中弹簧测力计的示数)。
ii. 根据浮力产生的原因,求规则固体受到的浮力F浮=F向上—F向下。
iii. 根据阿基米德原理:F浮 = G排 =ρ液V排g。
iv. 根据物体漂浮在液面或者悬浮在液体中的条件F浮=G物,应用二力平衡的知识求物体受到的浮力。
第2节 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。
第3节 物体的浮沉条件及应用
1、浸没在液体中物体,当它所受的浮力大于重力时,物体上浮;当它所受的浮力小于所受的重力时,物体下沉;当它所受的浮力与所受的重力相等时,物体悬浮在液体中或漂浮在液面上。反之亦然。漂浮在液面上的物体受到的浮力等于受到的重力。
2、物体沉浮的判断:
(1)利用物体受力情况分析判断物体的沉浮:浸没在液体里的物体受到重力和浮力的作用。如果液体悬浮在液体中,即物体可以停留在液体中的任何深度的地方保持静止状态,则物体一定受到平衡力的作用,重力和浮力相等。而物体上浮和下沉是因为物体受到不平衡力的作用,物体的运动状态才会改变,即:
F浮>G物,物体上浮;
F浮<G物,物体下沉;
F浮=G物,物体悬浮。
(2)利用比较液体和物体密度的大小判断物体的沉浮:浸没在液体里的物体V排=V物,因为F排=ρ液V排g,物体的重力G物=m物g=ρ物V物g,要比较F浮和G物的大小,只要知道ρ物和ρ液的大小关系,就可以判断物体的沉浮:
ρ物>ρ液,物体上浮;
ρ物<ρ液,物体下沉;
ρ物=ρ液,物体悬浮。
对于质量分布不均匀的物体,如空心球体,求出其平均密度,也可以用比较密度的方法判断物体的沉浮。
上浮
下沉
悬浮
漂浮
沉底
处于运动状态(运动状态不断改变),受到非平衡力作用
可停留在液体的任何深度
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,受到非平衡力的作用
3、浮力的应用
轮船:采用空心的办法增大排水量。排水量——轮船按设计的要求满载时排开的水的质量。潜水艇:改变自身重来实现上浮下沉。气球和飞艇:改变所受浮力的大小,实现上升下降。
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