作为学生我们不仅要把课堂上考试教的学会,课下做好复习,还要利用一些课余时间,去了解一些课外知识,增加自己的知识面,接下来小编带来物理百科知识学习-计算浮力讲解。
1、正确理解阿基米德原理:
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的液体受到的重力,这就是阿基米德原理,其数学表达式是:F浮=G排液=ρ液gV排。
对阿基米德原理及其公式的理解,应注意以下几个问题:
(1)浮力的大小由液体密度ρ液和排开液体的体积V排两个因素决定。浮力大小与物体自身的重力、物体的体积、物体的密度及物体的形状无关。浸没在液体中的物体受到的浮力不随深度的变化而改变。
(2)阿基米德原理对浸没或部分浸在液体中的物体都适用。
(3)当物体浸没在液体中时,V排=V物,当物体部分浸在液体中时,V排
当液体密度ρ液一定时,V排越大,浮力也越大。
(4)阿基米德原理也适用于气体,其计算公式是:F浮=ρ气gV排。
2、如何判断物体的浮沉:判断物体浮沉的方法有两种:
(1)受力比较法:
浸没在液体中的物体受到重力和浮力的作用。
F浮>G物,物体上浮;
F浮
F浮=G物,物体悬浮;
(2)密度比较法:
浸没在液体中的物体,只要比较物体的密度ρ物和液体的密度ρ液的大小,就可以判断物体的浮沉。
ρ液>ρ物,物体上浮;
ρ液
ρ液=ρ物,物体悬浮;
对于质量分布不均匀的物体,如空心球,求出物体的平均密度,也可以用比较密度的方法来判断物体的浮沉。
3、正确理解漂浮条件:
漂浮问题是浮力问题的重要组成部分,解决浮力问题的关键是理解物体的漂浮条件F浮=G物。
(1)因为F浮=ρ液gV排,
G物=ρ物gV物,
又因为F浮=G物(漂浮条件)
所以,ρ液gV排=ρ物gV物,
由物体漂浮时V排ρ物,
即物体的密度小于液体密度时,物体将浮在液面上。此时,V物=V排+V露。
(2)根据漂浮条件F浮=G物,
得:ρ液gV排=ρ物gV物,
V排= •V物
同一物体在不同液体中漂浮时,ρ物、V物不变;物体排开液体的体积V排与液体的密度ρ液成反比。ρ液越大,V排反而越小。
4、计算浮力的一般方法:
计算浮力的方法一般归纳为以下四种:
(1)根据浮力产生的原因F浮=F向上-F向下,一般用于已知物体在液体中的深度,且形状规则的物体。
(2)根据阿基米德原理:F浮=G排液=ρ液gV排,这个公式对任何受到浮力的物体都适用。计算时要已知ρ液和V排。
(3)根据力的平衡原理:将挂在弹簧秤下的物体浸在液体中,静止时,物体受到重力,浮力和竖直向上的拉力。这三个力平衡:即F浮=G物-F拉
(4)根据漂浮、悬浮条件:F浮=G物,这个公式只适用于计算漂浮或悬浮物体的浮力。
运用上述方法求浮力时,要明确它们的适用范围,弄清已知条件,不可乱套公式。
5、浮力 综合题的一般解题步骤:
(1)明确研究对象,判断它所处的状态。
当物体浸没时,V排=V物,
当物体漂浮时,V排+V露=V物,
(2)分析研究对象的受力情况,画出力的示意图,在图中标出已知力的符号、量值和未知力的符号。
(3)根据力的平衡原理列方程,代入公式、数值 、进行计算,得出结果。
典型例题解析:
例1、边长1dm的正方形铝块,浸没在水中,它的上表面离水面20cm,求铝块受的浮力?
(ρ铝=2.7×103kg/m3)
解法一:上表面受到水的压强:
P上=ρ水gh上=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.2m=1.96×103Pa
上表面受到水的压力
F向下=P上•S=1.96×103Pa×0.01m2=19.6N
下表面受到水的压强
P下=ρ水gh下=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.3m=2.94×103Pa
下表面受到水的压力
F向上=P下•S=2.94×103Pa×0.01m2=29.4N
铝块所受浮力
F浮=F向上-F向下=29.4N-19.6N=9.8N
解法二:V排=V物=(0.1m)3=10-3m3
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×10-3m3=9.8N
答案:铝块所受浮力是9.8牛。
说明:
(1)解法一适用于规则物体,解法二说明浮力大小只与ρ液、V排有关,与物体密度和深度无关。
(2)题中铝块密度是多余条件,用以检验对阿基米德原理的理解。
若误将ρ铝、代入公式,求出的将是物体重力。
在用公式求浮力时,要在字母右下方加上脚标。
以上就是对物理百科知识学习-计算浮力讲解的总结,希望可以同学们可以进来学习,可以以后利用课余时间,积极的了解一些课外知识。