内容正文:
浮力
1.浮力:定义与测量。
2.阿基米德原理:F浮=G排。
3.浮沉条件及应用:悬浮、漂浮、上浮、下沉。
1.浮力:
(1)浸在液体(或气体)中的物体受到竖直向上的力。方向竖直向上,施力物体是液体(或气体)。
(2)浮力的大小
定义法:浸没在液体中的物体受到液体对它上下两表面的压力差:F浮=F向上–F向下。若柱形物体与容器底部紧密接触,由于下表面不受向上的压力,所以不受浮力。
弹簧测力计测量:先用测力计测量出物体的重力为G,再测出物体浸在液体中时弹簧测力计的读数F,则物体所受浮力为F浮=G–F。
2.阿基米德原理:
浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于排开的液体所受的重力。
公式为F浮=G排=ρ液gV排,浮力的大小只与液体的密度和排开液体的体积有关。普遍适用于计算任何形状物体受到的浮力。
注意:“浸在”指物体全部浸入或部分浸入、部分露出液面两种情况;V排指的是物体排开的液体的体积,要与物体的体积区分开。
3.物体的浮沉条件:
(1)根据重力G和浮力F的关系
当G=F时,物体处于悬浮或漂浮状态
当G>F时,物体处于下沉状态
当G<F时,物体处于上浮状态
(2)根据物体密度ρ物和液体密度ρ液的关系
当ρ物=ρ液时,物体处于悬浮状态
当ρ物>ρ液时,物体处于下沉状态
当ρ物<ρ液时,物体处于上浮或漂浮状态
(3)悬浮与漂浮
相同点:物体都处于平衡状态,所受重力和浮力是大小相等的一对平衡力。
不同点:A.在液体中的位置不同,悬浮的物体可以静止在液体内部任一地方,而漂浮的物体静止在液体表面上;B.处于悬浮状态的物体,其密度与液体密度相等,其体积等于物体排开液体的体积,处于漂浮状态的物体,其密度小于液体的密度,其体积大于物体排开液体的体积。
(4)浮力的应用
轮船:利用空心的方法增大浮力;排水量是指轮船按设计要求所排开水的质量。
潜水艇:改变自身重力实现上浮和下沉。
气艇和飞艇:充的是密度小于空气密度的气体。
密度计:根据物体漂浮时受力平衡及阿基米德原理制成的用来测定液体密度的仪器。示数越靠下越大,刻度不均匀。
盐水选种:把种子放在一定浓度的盐水里,利用物体的浮沉与密度的关系把好种子和坏种子分开来。
1.如图所示,同一潜水艇浮在水面时受到的浮力为F1,底部受到水的压强为p1。潜入水中时受到的浮力为F2,底部受到水的压强为p2。下列选项中正确的是( )
A.F1 =F2 p1<p2 B.F1 =F2 p1>p2
C.F1 >F2 p1>p2 D.F1<F2 p1<p2
【参考答案】D
2.两手分别拿着一个小木块和一个大石块浸没在水中,同时松手,小木块上浮,大石块下沉。比较松手时两者所受的浮力( )
A.木块受的浮力大 B.石块受的浮力大
C.两者受的浮力一样大 D.条件不足,无法比较
【参考答案】B
3.弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图(甲);图(乙)是弹簧测力计求数F与物体下降高度h变化关系的图象。则下列说法中正确的是(g取10 N/kg)( )
A.物体的体积是500 cm3
B.物体受到的最大浮力是5 N
C.物体的密度是2.25×103 kg/m3
D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是9 N
【参考答案】C
4.人们常用“浮筒打捞法”打捞沉船。做法是将几个灌满水的浮筒沉到水底并拴在沉船两旁,把空气压进浮筒将浮筒里的水排出,沉船随着浮筒一起浮起。下列说法正确的是( )
A.沉船在河底时,受到的浮力等于其重力
B.浮筒充满气后,受到的浮力大于其重力
C.沉船在水下上浮时,受到的浮力逐渐变小
D.船和浮筒浮在水面时,受到的浮力大于其重力
【参考答案】B
5.一枚重量为G的鸡蛋悬浮在盐水中,如图所示。往盐水中继续均匀缓慢加盐,鸡蛋所受浮力F随时间t变化的图象可能是( )
【参考答案】A
6.如图所示,两个完全相同的烧杯甲、乙放在水平台上,分别装有密度不同的盐水a、b,将两个完全相同的小球分别放入两烧杯中静止时,两杯盐水液面相平,则下列说法错误的是( )
A.两杯盐水的密度关系ρa<ρb
B.盐水对烧杯底部压强关系pa>pb
C.小球在两杯盐水中的浮力关系Fa=Fb
D.若将乙杯中的盐水倒入甲杯中一部分,则甲杯中小球静止时受到的浮力不变
【参考答案】A
7.甲、乙两物体的密度相同,甲的体积是乙的2倍,将它们叠放在水槽里的水中,水面恰好与甲的上表面相平,如图所示,现将乙物体取下,当甲