文档介绍：2011届中考物理总复****教学案(七)--浮力
一、学****指导
浮力
定义:浸在液体(或气体)中的物体,受到液体(或气体)向上托起的力叫浮力。
方向:无论物体在哪种液体中受到的浮力方向总是竖直向上的。
产生原因:假设有一个正方体完全浸没在水里,如图1所示
则正方体的前后、左右、上下六个表面都要受到水的压
强和压力,由于左右两个侧面和前后两侧面对应部分在
水中的深度相同,由液体压强公式p=ρgh可知,受到
水的压强大小相等;由公式F=ps可知。作用在左右、
前后侧面上的压力也大小相等,且方向相反,彼此平衡。
但是上下两表面由于在水中的深度不同,受到水的图1
压强也不等,上表面的深度小,压强小;下表面的深度
大,压强大;所以下表面受到的向上的压力F´大于上表面受到的向下的压力F,水对物体向上的和向下的压力差就是水对物体的浮力,即F浮=F´-F.
如果物体浸在其他液体中,所受浮力也是由于该液体对物体向上和向下的压力差产生
的.
(4)浸在液体中的物体,无论是全部浸没在液体里,还是只有一部分浸入液体里;无论是正在上浮还是正在下沉,无论是静止在容器底部还是漂浮在液面,,该长方体的下表面与容器底面
紧密贴合,不受到液体向上的压力,只受到液体向下的压力作用时,
才不受到液体的浮力作用,这是一种特殊情况.
(5).漂浮在液面的物体,,它受
到的浮力就等于液体对物体向上的压力. 图2
有一铁块要测量出它在水中所受的浮力,可把铁块用细线系好挂在弹簧秤上,记下此时弹簧秤的示数G,然后把铁块浸入水中,则弹簧秤的示数减少,再记下此时弹簧秤的示数G´,那么弹簧秤减少的示数,即两次弹簧秤的示数差,就等于铁块浸入在水中时所受浮力的大小,即:F浮=G-G´.
(1).阿基米德原理的内容:浸入液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力.
(2).阿基米德原理的数学表达式:
F浮=G排=r液gv排
式中G排即为被液体排开的液体的重,单位是牛;r液是物体所浸入的液体的密度,其单位必须用千克/米 3;v排表示被物体排开的液体的体积,单位必须用米 3,g=(或取10牛/千克).
(3).由阿基米德原理可知,浮力F浮的大小只跟液体的密度r液、物体排开液体的体积v排有关,跟物体本身的形状、构成物体的材料的密度无关,此外和物体在液体中的情况,如物体浸没在液体中的深度、容器中液体体积的多少、物体在液体中是静止还是运动等,都无关.
(4).阿基米德原理也适用于气体,这就是:浸没在气体里的物体受到的浮力大小,:F浮=G排气=ρ气gv排
如图3所示,物体漂浮在液面,则其竖直方向上受到
两个力的作用:竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮,由
于物体静止在液面,因此它所受的重力G和浮力F浮应是一
对平衡力,它们的大小相等.
所以,物体漂浮在液面的条件是:
F浮=G物.
因为 F浮=r液gv排,G物=r物gv物. 图3
可得关系式:r液gv排=r物gv物.
如图4所示,浸没在液体中的物体,在竖直方向上受到
两个力的作用:竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮。
物体在液体中究竟是上浮、下沉还是悬浮,由物体所受的
重力 G和浮力F浮的大小关系来决定.
当F浮与G不平衡时,物体的运动状态就要发生变化:当
F浮>G时,物体上浮,直到F浮与G大小相等时静止在液面,即图4
漂浮时为止;当F浮<G时,物体下沉,直到静止在容器底部时为
止.
当F浮=G时,物体所受的浮力和重力是一对平衡力,物体可悬浮在液体中的任意位置,保持静止或匀速直线运动状态.
:
由阿基米德原理可得:F浮=r液gv排
物体的重力大小为:G物=r物gv物.
当物体浸没在液体中,v排=v物.
r液gv排=r物gv物.
整理后可得:r液=r物
同样方法可推得:
当r液>r物时,则物体上浮;
当r液<r物时,则物体下沉.
轮船: 轮船是采用“空心”法而浮在水面的,它所受到的浮力等于船的总重.
轮船的排水量是指轮船满载时排开的水的质量,即:排水量=船自身的质量+满载时货物的质量.
潜水艇:靠改变自身的重而实现上浮、下沉或停留在水中.
飞球和飞艇:利用空气的浮力升入高空.
密度计:是利用物体漂浮在液面的条件工作的,即F浮=G物.
密度计上标的刻度是被测