2023-03-16熱點浮力的概念以及浮力的大小與什么有關
大家好,本文將圍繞浮力的概念以及浮力的大小與什么有關展開說明,浮力的概念是用什么方法建立的是一個很多人都想弄明白的事情,想搞清楚浮力的概念是什么?方向如何?需要先了解以下幾個事情。
1)浮力的概念:浸在液體或氣體里的物體,受到液體或氣體對它向上托的力叫浮力,浮力的施力物體是液體或氣體.。
(2)浮力的方向:總是豎直向上的。
(3)浮力產生的原因:液體或氣體對物體的上下表面的壓力差是產生浮力的原因,如果某物體浸在液體中,其下底面與容器底緊密貼合,不受到液體向上的壓力,只受液體向下的壓力,則該物體不受到液體對它的浮力作用.。
阿基米德原理
1、什么是浮力
液體對浸在其中的物體,具有豎直向上的托力的作用,這個作用叫做浮力。
浮力的施力物體——所浸入的液體。
浮力的受力物體——被浸入的物體。
浮力的方向——豎直向上。
浮力的概念:浸在液體(或氣體)里的物體受到液體(或氣體)向上托的力。
浮力的方向:與重力方向相反,豎直向上。
浮力產生的原因:浸在液體或氣體里的物體受到液體或氣體對物體向上的和向下的壓力差。
物體在液體中下表面受到的壓力大于物體在液體中上表面受到的壓力,所以合力為F向上-F向下,原因是液體內部向各個方向都有壓強,那么物體上表面受到液體給它的一個向下的壓力,而物體下表面受到液體給它的一個向上的壓力。由于在同種液體中,深度越大,壓強越大,所以物體下表面受到的壓力很明顯要大于物體上表面受到的壓力,所以是F向上-F向下(理論推導)。
中文名稱:浮力 英文名稱:buoyancy force;buoyancy,buoyant force;buoyancy;buoyant force 定義1:在重力場中,流體塊(或流體中的物體)由于和周圍流體的密度差而受到的垂直向上的力。 所屬學科:大氣科學(一級學科);動力氣象學(二級學科)
定義2:浸入靜止液體中的物體受到的向上托的力。其作用線通過排開液體體積的形心,大小值等于該液體重量。 所屬學科:電力(一級學科);通論(二級學科)
定義3:漁具材料在水中的負重能力。數值等于漁具材料沉沒在水中所排開水的重力與其在空氣中原有重力(牛頓)的差值。 所屬學科:水產學(一級學科);捕撈學(二級學科)
定義4:液體中物體所承受的垂直向上的靜水總壓力。 所屬學科:水利科技(一級學科);水力學、河流動力學、海岸動力學(二級學科);水力學(水利)(三級學科)
浮力
概念
漂浮于流體表面或浸沒于流體之中的物體,受到各方向流體靜壓力的向上合力。其大小等于被物體排開流體的重力。例如石塊的重力大于其同體積水的重量,則下沉到水底。浮木或船體的重力等于其浸入水中部分所排開的水重,所以浮于水面。氣球的重量比它同體積空氣的重力小,即浮力大于重力,所以會上升。這種浸在水中或空氣中,受到水或空氣將物體向上托的力叫“浮力”。例如,從井里提一桶水,在未離開水面之前比離開水面之后要輕些,這是因為桶受到水的浮力。不僅是水,例如酒精、煤油或水銀等所有的液體,對浸在它里面的物體都有浮力。
浮力指物體在流體(包括液體和氣體)中,各表面受流體(液體和氣體)壓力的差(合力)。公元前245年,阿基米德發現了浮力原理。浮力的定義式為F浮=G排(即物體浮力等于物體下沉時排開液體的重力),計算可用它推導出公式F浮=ρ液gV排(ρ液:液體密度,單位千克/立方米;g:重力與質量的比值g=9.8N/kg在粗略計算時,g可以取10N/kg,單位牛頓;V排:排開液體的體積,單位立方米)。液體的浮力也適用于氣體。
概念
浸在液體或氣體里的物體受到液體或氣體豎直向上托的力叫做浮力。
解釋
浮力:浸在液體(或氣體)里的物體受到液體(或氣體)向上托的力。
浮力的方向:與重力方向相反,豎直向上。
浮力產生的原因:浸在液體或氣體里的物體受到液體或氣體對物體向上的和向下的壓力差。
物體在液體中下表面受到的壓力大于物體在液體中上表面受到的壓力,所以合力為F向上-F向下,原因是液體內部向各個方向都有壓強,那么物體上表面受到液體給它的一個向下的壓力,而物體下表面受到液體給它的一個向上的壓力。由于在同種液體中,深度越大,壓強越大,所以物體下表面受到的壓力很明顯要大于物體上表面受到的壓力,所以是F向上-F向下(理論推導)
怎樣學好浮力
浮力屬于力的范疇,它包含的知識比較多,物體在液體中所處的狀況復雜,所以學生學起來比較吃力。下面就有關浮力的學習,談談自己的看法。
1 理解浮力的概念
1.1 浮力:一切浸入液體的物體,都受到液體對它豎直向上的力,這個力叫浮力。浮力方向總是豎直向上的。(物體在空氣中也受到浮力)
1.2 抓住概念中的重要字眼:“一切”:就是包括所有的物體;“浸入”:物體浸入在液體中的狀態有二種情況:全部浸沒、部分浸沒。這兩種情況都會受到浮力;“豎直向上”:這里就指明了力的方向。
1.3 從力的三要素去理解:力的三要素是:大小、方向、作用點;大小:現在還不能很清楚的看出它的大小的一些問題,可以把這個問題,暫時放一放;方向:浮力的方向總是豎直向上,就是無論在哪種情況都會豎直向上;作用點:是液體對物體的作用,作用點,當然是在物體上。
1.4 從力的施力物體和受力物體去理解:施力物體是液體,受力物體就是浸在液體里的物體 。
通過以上方法對概念的理解,就知道什么是浮力,物體在什么情況下受到浮力,知道了浮力的方向。
2 理解浮力的方向與產生的原因。
浮力方向:豎直向上,施力物體:液(氣)體。這一點,上面已經說得很清楚了,在這里不再說了。
浮力產生的原因(實質):液(氣)體對物體向上的壓力大于向下的壓力,向上、向下的壓力差即浮力。
如圖1所示:在玻璃圓筒的兩端蒙上繃緊程度相同的橡皮膜,把它浸沒在水中的某一位置,你可看到如圖1所示的情景。
當玻璃圓筒水平放置時,兩側的橡皮膜凹陷的程度相同,說明水對在同一深度的橡皮膜的擠壓程度相同;當玻璃圓筒豎直放置時,下邊的橡皮膜凹陷的程度明顯大于上面。由此可以說明,水越深橡皮膜被擠壓得越顯著。圓筒下面橡皮膜受到水給它的壓力大于上面橡皮膜受到的水的壓力,這兩個力之間存在壓力差。
說明:只要存在壓力差就會產生浮力。
例:當腳踩進爛泥地里的時候,為什么特別難拔?
分析:腳進爛泥地里的時候,下面沒有水,不會受到水給腳的向上的壓力,所以不受浮力,又因為腳還會受上面的水和大氣的壓力。所以會更難拔。
3 理解阿基米德原理
阿基米德原理:①內容:浸入液體里的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于它排開的液體受到的重力;②公式表示:F(浮)=G(排)=ρ(液)V(排)g從公式中可以看出:液體對物體的浮力與液體的密度和物體排開液體的體積有關,而與物體的質量、體積、重力、形狀、浸沒的深度等均無關;③適用條件:液體(或氣體)。
首先理解阿基米德原理的內容:這個內容完整地包含了力的三要素;
再理解公式:G(排)是什么?物體浸入液體里后,就會排開一部分液體,那么這部分液體有沒有重力?肯定有,這個重力在大小上就是物體所受到的浮力的大小。ρ(液)呢,在阿基米德原理所描述的現象中,有液體、固體,它們都有密度,所以你就要弄清楚,在這個公式里ρ(液),是指液體的密度,而不是固體的密度。對于V(排),我們知道物體有體積,液體也有體積,那么這個體積究竟是指誰呢?是液體的體積還是固體的體積呢?實際上二者都不是。而是物體浸入液體里時,排開液體的那部分體積。
4 理解物體的浮沉條件
4.1 前提條件:物體浸沒在液體中,且只受浮力和重力。
4.2 請根據示意圖完成下面空。
4.3 說明。
4.3.1 密度均勻的物體懸浮(或漂浮)在某液體中,若把物體切成大小不等的兩塊,則大塊、小塊都懸浮(或漂浮)。
4.3.2 一物體漂浮在密度為ρ的液體中,若露出體積為物體總體積的1/3,則物體密度為 2/3ρ。
分析:F浮=G 則:ρ液V排g=ρ物Vg。
ρ物=(V排/V)·ρ液= 2/3ρ液。
4.3.3 懸浮與漂浮的比較。
相同: F浮=G
不同:懸浮ρ液=ρ物 ;V排=V物。
漂浮ρ液<ρ物;V排<V物。
4.3.4 判斷物體浮沉(狀態)有兩種方法:比較F浮與G或比較ρ液與ρ物。
在這里我談的第一個問題是:為什么比較的是兩個力(重力和浮力)大小呢?因為物體要上浮或下沉,就要運動,而力是改變物體運動狀態的原因。
第二個問題:為什么還可以比較物體和液體的密度大小呢?因為由于物體在液體中是全部浸沒,所以物體的體積和它排開液體的體積相等。根據G=mg=ρ(物)V(物)g和F(浮)=G(排)=ρ(液)V(排)g可得:F(浮)/G=ρ(液)/ ρ(物),也就是說在這種情況下:
ρ液>ρ物,則F浮>G,所以,上浮。
ρ液>ρ物,則F浮<G,所以,下沉。
ρ液=ρ物,則 F浮=G,所以,受平衡力作用而保持原狀,故,懸浮。
5 掌握漂浮問題“五規律”
規律一:物體漂浮在液體中,所受的浮力等于它受的重力;因為在此時,物體處于自由靜止狀態,受的力是一對平衡力,故二力相等。
規律二:同一物體在不同液體里,所受浮力相同;原理是:由規律一可知,F(浮)二G,G不變,所以F浮也不變。
規律三:同一物體在不同液體里漂浮,在密度大的液體里浸入的體積小;原理是:根據F(浮)=G(排)=ρ(液)V(排)g,F(浮)不變(規律二),V(排)與ρ(液)成反比,即ρ(液)越大,V(排)越小。
規律四:漂浮物體浸入液體的體積是它總體積的幾分之幾,物體密度就是液體密度的幾分之幾;F(浮) =ρ(液)V(排)g;G=mg=ρ(物)V(物)g,又F(浮)= G,所以,ρ(物)/ ρ(液)= V(排)/ V(物),即ρ(物)=[ V(排)/ V(物)]* ρ(液)
規律五:將漂浮物體全部浸入液體里,需加的豎直向下的外力等于液體對物體增大的浮力。
6 掌握浮力計算方法
6.1 浮力計算題方法總結:①確定研究對象,認準要研究的物體;②分析物體受力情況畫出受力示意圖,判斷物體在液體中所處的狀態(看是否靜止或做勻速直線運動);③選擇合適的方法列出等式(一般考慮平衡條件)。
6.2 計算浮力方法:①量法:F(浮)=G-F(用彈簧測力計測浮力);②力差法:F(浮)=F(向上)-F(向下)(用浮力產生的原因求浮力);③浮、懸浮時,F(浮)=G(二力平衡求浮力);④F(浮)=G(排)或F(浮)=ρ(液)V(排)g(阿基米德原理求浮力,知道物體排開液體的質量或體積時常用);⑤根據浮沉條件比較浮力(知道物體質量時常用)。
7 掌握浮力的利用
7.1 輪船。工作原理:要使密度大于水的材料制成能夠漂浮在水面上的物體必須把它做成空心的,使它能夠排開更多的水;排水量:輪船滿載時排開水的質量。單位t由排水量m可計算出:排開液體的體積V(排)=m/ρ;排開液體的重力G(排)=mg;輪船受到的浮力F(浮)=mg輪船和貨物共重G=mg。
7.2 潛水艇。工作原理:潛水艇的下潛和上浮是靠改變自身重力來實現的。
7.3 氣球和飛艇。工作原理:氣球是利用空氣的浮力升空的。氣球里充的是密度小于空氣的氣體如:氫氣、氦氣或熱空氣。為了能定向航行而不隨風飄蕩,人們把氣球發展成為飛艇。
7.4 密度計。原理:利用物體的漂浮條件來進行工作;構造:下面的鋁粒能使密度計直立在液體中;刻度:刻度線從上到下,對應的液體密度越來越大。
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浮力的計算公式有:F浮=F向上-F向下;F浮=G液排=ρ液gV排;ρ液gV排=ρ物gV物;F浮=G物-F拉。
浮力的概念:
浮力的概念:一切浸在液體或氣體里的物體受到液體或氣體對它向上托起的力,這個力叫浮力。
浮力三要素:
1;產生原因:物體上下表面受到的液體(或者氣體)壓力大小不同。
2;大小(豎直向上)
3;方向 (和被物體排開的液體(或者氣體)的重力相等)。
浮力的公式
公式推算
假設有一正方體沉于水中,
F浮=ρgh2*S-ρgh1*S(可適用于完全或稍微浸沒在水中)=ρgS*Δh =ρ液gV排(通用)=G排液。
當物體懸浮或漂浮時,F 浮=G物=m物g。
浮力指物體在流體(包括液體和氣體)中,上下表面所受的壓力差。公元前245年,阿基米德發現了浮力原理。浮力的定義式為F向上-F向下,計算公式可以寫為ρ液gV排。
++目錄隱藏浮力的..
[編輯本段]浮力的概念 浸在液體或氣體中的物體受到豎直向上的力,叫浮力。
漂浮于流體表面或浸沒于流體之中的物體,受到各方向流體靜壓力的向上合力。其大小等于被物體排開流體的重力。在液體內,不同深度處的壓強不同。物體上、下面浸沒在液體中的深度不同,物體下部受到液體向上的壓強較大,壓力也較大,可以證明,浮力等于物體所受液體向上、向下的壓力之差。例如石塊的重力大于其同體積水的重量,則下沉到水底。浮木或船體的重力等于其浸入水中部分所排開的水重,所以浮于水面。氣球的重量比它同體積空氣的重力小,即浮力大于重力,所以會上升。這種浸在水中或空氣中,受到水或空氣將物體向上托的力叫“浮力”。例如,從井里提一桶水,在未離開水面之前比離開水面之后要輕些,這是因為桶受到水的浮力。不僅是水,例如酒精、煤油或水銀等所有的液體,對浸在它里面的物體都有浮力。所有液體都一樣。當然,浸在氣體(與液體一樣都是流體)中的物體也受到浮力的作用。
浮力的作用點稱為浮心,浮心顯然與所排開液體體積的形心重合[編輯本段]產生浮力的原因 產生浮力的原因,可用浸沒在液體內的正立方體的物體來分析。該物體系全浸之物體,受到四面八方液體的壓力,而且是隨深度的增加而增大的。所以這個正立方體的前后、左右、上下六個面都受到液體的壓力。因為作用在左右兩個側面上的力由于兩側面相對應,而且面積大小相等,又處于液體中相同的深度,所以兩側面上受到的壓力大小相等,方向相反,兩力彼此平衡。同理,作用在前后兩個側面上的壓力也彼此平衡。但是上下兩個面因為在液體中的深度不相同,所以受到的壓強也不相等。上面的壓強小,下面受到的壓強大,下面受到向上的壓力大于上面受到的向下的壓力。液體對物體這個壓力差,就是液體對物體的浮力。這個力等于被物體所排開的液體的重量。