浮力
知识点
10.1 浮力
浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)向上托的力,叫浮力,施力物体是液体(或气体)。浮力产生的原因是液体对物体上下表面的压力差:下表面深度大、压强大,受到的压力也大,上下压力差就是浮力。
10.2 阿基米德原理
阿基米德原理:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体所受的重力,公式 F浮 = G排 = ρ液gV排,其中 V排 是物体排开液体的体积。该原理对气体也适用。
10.3 物体的浮沉条件及应用
浸没在液体中的物体,比较浮力 F浮 和重力 G:当 F浮 > G 时物体上浮,最终漂浮在液面(此时 F浮 = G,但排开液体体积小于物体体积);当 F浮 = G 时物体悬浮,可以停在液体中任意位置;当 F浮 < G 时物体下沉,最终沉底。轮船利用空心增大排水体积来漂浮;潜水艇通过改变自身重力(进出水舱)实现上浮和下潜;气球和飞艇内充入密度比空气小的气体来实现漂浮。
配套练习
- 一木块漂浮在水面上,它受到的浮力和重力大小关系是:
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答案:浮力等于重力(F浮 = G)物体漂浮时处于静止的平衡状态,受到浮力和重力两个力,属于二力平衡,因此浮力等于重力。 - 一个物体浸没在水中,排开水的体积是 500 cm³,求它受到的浮力大小。(水的密度 ρ = 1.0×10³ kg/m³,g = 10 N/kg)
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答案:5 NF浮 = ρ水gV排 = 1.0×10³ kg/m³ × 10 N/kg × 500×10⁻⁶ m³ = 5 N。 - 铁块在水中会下沉,但用铁造的轮船却能漂浮在水面上,为什么?
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答案:轮船造成空心的形状,排开水的体积大大增加,使排开水受到的重力等于船的总重力,从而能够漂浮。浮沉不仅取决于物体材料的密度,还取决于物体的形状(决定排开液体的体积),把铁块做成空心的船体后,整体的平均密度小于水,就能漂浮。 - 潜水艇是通过什么方式实现上浮和下潜的?
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答案:通过向水舱里进水或排水,改变自身的重力,从而实现下潜(增大重力)和上浮(减小重力)。
互动模拟 (选看)
浮沉条件:物体密度 vs 液体密度
-,浮力 F浮 = - N