浮力公式
公式推算
假设有一正方体沉于水中,
F浮=ρgh2*S-ρgh1*S(浸没在水中)
=ρgS*Δh
=ρ液gV排(通用)
=G排液
当物体悬浮或漂浮时,F浮=G物=m物g
说明
(1)h2为正方体下表面到水面距离,h1为正方体上表面到水面距离,
Δh为正方体之高。
(2)“F浮=ρ液gV排=G排液”最重要。
F浮=ρ液gV排的公式推导:浮力=排开液体所受重力——F浮=G(物体
所受重力)排液=m排液g=ρ液gV排所以有F浮+G=0
(3)给出沉浮条件(实心物体,如果是空心物体,则下面公式中的密
度表示物体的平均密度,即物体的总质量除以总体积得到的结果)
ρ物>ρ液,下沉,G物>F浮
ρ物=ρ液,悬浮,G物=F浮(基本物体是空心的)
ρ物<ρ液,上浮,(静止后漂浮)G物<F浮
ρ物<ρ液,漂浮,G物=F浮(因为是上浮的最后境
界,所以ρ物<ρ液)
ρ物>ρ液,沉底,G物=F浮+F杯底对物的支持力
(三力平衡)
露排比公式
如果漂浮(这是重要前提!),则:ρ物∶ρ液=V排∶V物。
其中,V物=V排+V露
它的变形公式
1.(ρ液-ρ物)∶ρ液=V露∶V物
2.ρ物∶(ρ液-ρ物)=V排∶V露
证明:∵漂浮
∴F浮=G物,即ρ液gV排=ρ物gV物,即ρ液V=ρ物V物,即ρ
物∶ρ液=V排∶V物(交叉相乘)
四种公式
视重法:F浮=G-G1(空气中重力减去在水中的重力)(用弹簧测力计)
公式法:F浮=G排=ρ液gV排(完全浸没)
漂浮法:F浮=G物(又叫平衡法)
原理法:F浮=F↓-F↑(上下压力差)
特例:当物体和容器底部紧密接触时,即物体下部没有液体。此时物
体没有受到液体向上的压力,即F浮=0
阿基米德原理
物体浸在液体中排开液体的重力等于物体浸在液体中受到的浮力。即F
浮=G液排=ρ液gV排。(V排表示物体排开液体的体积)
浮力的应用
1.如何调节浮力的大小
木头漂浮于水面是因为木材的密度小于水的密度.把树木挖成“空心”就成了独木
舟,自身重力变小,可承载较多人,独木舟排开水的体积变大,增大了可利用的浮力.
牙膏卷成一团,沉于水底,而“空心”的牙膏皮可浮在水面上,说明“空心”可调节浮力
与重力的关系.采用“空心”增大体积,从而增大浮力,使物体能漂浮在液面上.
2.轮船
轮船能漂浮在水面的原理:钢铁制造的轮船,由于船体做成空心的,使它排开水
的体积增大,受到的浮力增大,这时船受到的浮力等于自身的重力,所以能浮在水面
上.它是利用物体漂浮在液面的条件F浮=G来工作的,只要船的重力不变,无
论船在海里还是河里,它受到的浮力不变。(只是海水河水密度不同,
轮船的吃水线不同)根据阿基米德原理,F浮=ρ液gV排,它在海里和河里浸入水中
的体积不同.轮船的大小通常用它的排水量来表示.所谓排水量就是指轮船在满载时排
开水的质量.轮船满载时受到的浮力F浮=G排=m排g.而轮船是漂浮在液面上的,F
浮=G船+G货=m船g+m货g,因此有m排=m船+m货.
3.潜水艇
浸没在水中的潜水艇排开水的体积,无论下潜多深,始终不变,所以潜水艇所受
的浮力始终不变.潜水艇的上浮和下沉是靠压缩空气调节水舱里水的多少来控制自身
的重力而实现的(改变自身重力:排水充水).若要下沉,可充水,使F浮<G;若要
上浮,可排水,使F浮>G.在潜水艇浮出海面的过程中,因为排开水的体积减小,所
以浮力逐渐减小,当它在海面上行驶时,受到的浮力大小等于潜水艇的重力(漂浮).
4.气球和
气球和飞艇里充的是密度小于空气的气体,里充的是被燃烧器加热、体积膨胀、
密度变小了的热空气.F浮=ρ空气gV,G球=ρ气gV+G壳,当F浮≥G球时,气球或飞
艇可升上天空.若要使充氦气或氢气的气球或飞艇降回地面,可以放出球内的一部分
气体,使气球积缩小,浮力减小,使浮力小于G球.对于热气球,只要停止加热,热
空气冷却,气球体积就会缩小,减小浮力,使浮力小于G球而降回地面.(同理,热
空气的向上,冷空气的向下,形成了对流:风)
5.
密度计是利用物体浮在液面的条件来工作的,用密度计测量液体的密度时,它
受到的浮力总等于它的重力,由于密度计制作好后它的重力就确定了,所以它在不同
液体中漂浮时所受到的浮力都相同,根据可知:待测液体的密度越大,密度计浸入液
体中的体积则越小,露出部分的体积就越大;反之待测液体密度越小,密度计浸入液
体中的体积则越大,露出部分的体积就越小,所以密度计上的刻度值是“上小下大”。
计算公式
1称量法
该法适用于各种浮力探究题计算,常常和弹簧测力计连在一起出题目,分值较大,
需要牢牢掌握,但计算公式十分简单F浮=G物-F拉(拉力)
2成因法
该法只需掌握其原理,就是浮力产生的原因,一般在初中阶段不做计算要求,其
公式为F浮=F向上-F向下(其中向上向下的力是相对浸没在水中的物体而言)或F
浮=F向上(这是指漂浮物体),但在这条上需注意,若题目注明物体下端与容
器底部紧密接触,这是不存在浮力的
3阿基米德法
该法常常用于计算,一般与平衡法使用,公式为F浮=ρ物gV排
4平衡法
该法在上述浮力公式的推算已经很详细了,我只是说在漂浮与悬浮时F浮=G物
5附加适用于推算浮力的公式
G物=ρ物gV物
当悬浮与下沉时
V物=V排
即浮力有4种状态4个计算公式计算题的4个思路
浮力的计算有4个
1F=G排=P液gV排
2F=G物(当漂浮或悬浮时)
3F=F向上-F向下这是浮力产生的原因就是浮力等于液体对物体向上的压力
减去向下的压力
4F=G物-G侵用弹簧测力计在空气中称物体为
G物侵入水中为G侵则F=G物-G侵
浮力的计算只有这4种所以你在算浮力的时候就套这几个公式就行
关于受力分析这非常关键就是把物体受到的所有力以及力的方向都画出来包
括重力浮力支持力拉力等等分析完了根据平衡例等式带公式就行了
本文发布于:2022-11-13 05:29:07,感谢您对本站的认可!
本文链接:http://www.wtabcd.cn/fanwen/fan/88/9104.html
版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。
留言与评论(共有 0 条评论) |