初中物理网

物理七百讲公众号

浮力|浮力公式

扫码关注微信公众号wuliqibai

本站尚未正式运行,上述资料暂不对外开放,敬请谅解。

浮力概念简介

冰山为何能够在海洋上漂浮?是什么力把巨大的航母托在海面上的?为什么乒乓球会浮在水面上,而钢球会沉在水底?这些都是浮力在起作用。

浸在液体中的物体受到向上的浮力。浮力是由于浸在液体中的物体上下底面的压力差产生的。

浮力演示图

浮力公式归纳

浮力的计算公式只有如下三种:

(1)阿基米德原理求F

阿基米德原理内容:浮力的大小,等于物体排开液体所受到的重力。

阿基米德原理公式可表示为:

F=G=ρgV

(2)二力平衡求F

除了阿基米德原理外,还有一个常见的求解浮力的方法,那就是F=G

要注意,F=G只有在物体悬浮,或漂浮于液体表面的时才可使用。

因为只有这个时候物体处于二力平衡状态,实际上这个公式就是通过受力分析得到的。

(3)受力分析求F

还有更复杂的浮力计算方法,那就是三力平衡,或者是四力平衡,甚至更多力平衡的问题。

这种问题,同学们必须画出受力图来分析了。

比如,物体在浮力、重力、绳子拉力下处于平衡态,画出受力图后,可以得出浮力公式就是:

F浮=G物-F拉

物体在浮力、重力、向下的压力下处于平衡态,画出受力图后,可以得出浮力公式就是:

F浮=G物+F压

类似的情况还有很多。总之,这类更复杂,受力更多的题就需要你画出受力图,进行受力分析。

我们把这类问题统称为:利用受力分析求解浮力大小的方法。再难的物理题,也只有这三种计算浮力的方法。

浮力大小因素

浮力定律

浮力的大小,等于物体排开液体所受到的重力。这就是浮力定律。

浮力产生的原因

浮力是由于浸在液体中的物体上下底面的压力差产生的。

浮力计算题难点与浮力公式使用技巧

浮力计算题的难点,在于合理的选择适当的公式,以及这些浮力公式的联合使用。

一些综合题中,还会柔入压强、滑轮等章节内容,需要这些章节的内容来列出辅助方程求解。

另外,浮力的复杂问题还与几何有关系。解决浮力难题,一定要画出受力图。

浮力的应用

轮船

轮船是采用“空心”法来增大体积从而增大浮力,使它浮于水面的,它们受到的浮力等于船的总重。 ②轮船浮力的大小通常用排水量来表示,排水量是指轮船满载时排开的水的质量,根据漂浮条件知,排水量=船自身的质量+满载时货物的质量。

潜水艇

潜水艇是靠改变自身的重力来实验浮沉的。潜水艇为了实现升降,必须使浮力大小不等于重力,潜水艇在水下时,由于艇壳不能任意改变,因此浮力是不变的,要想控制上浮、下沉就只有改变自重,潜水艇两侧都有水舱,与高压气舱相连,高压气体能将水从水舱内排出,减小潜水艇重力,当其小于浮力时潜水艇就上浮;当浮力大小等于重力,潜水艇可在水中任一位置保持静止,即悬浮;关闭高压气舱使进水口打开,在水压作用下水舱进水,自重增大到大于浮力时,潜水艇开始下沉。

潜水艇利用浮力工作

气球和飞艇

气球和飞艇是漂浮在空中的,内部所充气体的密度必须小于空气的密度,一般充有氢气或氦气,充气时体积增大,浮力增大,当浮力增大到大于其重力时,气球和飞艇就上升;反之,排出一部分氢气或氦气时,气球和飞艇就下降,因此它们是通过改变体积来实现上升和下降的。 热气球是通过加热的方式使气球内气体热膨胀,从而减小气体的密度,因此热气球只要停止加热,气球体积就会缩小,浮力减小,降回地面。

密度计

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。

什么是沉浮?

物体的沉浮条件,指的是,用手把物体完全浸没在液体中,松开手后,物体的运动行为。

如果是向上运动,则为浮;

如果是向下运动,则为沉;

如果物体静止,不上不下,则物体会处于漂浮状态。

从描述的物理含义来看:

沉与浮,指的是运动过程。

而悬浮、漂浮、沉底,指的是物体最终的状态。

物体的沉浮条件

浮力与沉浮条件

浸没在液体中的物体受到重力和液体对它的浮力。物体沉浮条件:

1.如果浮力大于重力,物体上浮。

2.如果浮力小于重力,物体下沉。

3.如果浮力等于重力,物体悬浮。

漂浮在液面上的物体,所受到的浮力与重力大小相等。

气球和飞艇在空气中也遵循相同的沉浮条件。

浮力与什么有关

从阿基米德原理(F=G=ρgV)来看,浮力的大小与两个因素有关:液体的密度、排开液体的体积。

压强与浮力

浮力是压强的进一步探讨,浮力从根本上来看是源于液体压强

浮力是由于浸在液体中的物体上下底面的压力差产生的。

而上下底面的压力,可以通过压强公式来求解。(F=pS)

扫码关注微信公众号wuliqibai