浮力
1.物體的浮沉條件:
(1)前提條件:物體浸沒在液體中,且只受浮力和重力。
(2)
(3)說明:
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)。
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Vgρ物=(V排/V)·ρ液=2/3ρ液
③懸浮與漂浮的比較
相同:F浮 =G物 不同:懸浮,ρ液=ρ物 ;V排=V物 漂浮,ρ液
④判斷物體浮沉(狀態)有兩種方法:1.比較F浮 與G 2.比較ρ液與ρ物。
⑤物體吊在測力計上,在空中重力為G,浸在密度為ρ的液體中,示數為F則物體密度為:ρ物=Gρ/(G-F)。
⑥冰或冰中含有木塊、蠟塊等密度小於水的物體,冰化為水後液麵不變,冰中含有鐵塊、石塊等密大於水的物體,冰化為水後液麵下降。
2.漂浮問題“五規律”:(歷年中考頻率較高)
規律一:物體漂浮在液體中,所受的浮力等於它受的重力;
規律二:同一物體在不同液體裡,所受浮力相同;
規律三:同一物體在不同液體裡漂浮,在密度大的液體裡浸入的體積小;
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;
規律五:將漂浮物體全部浸入液體裡,需加的豎直向下的外力等於液體對物體增大的浮力。
3.浮力的利用:
(1)輪船:
工作原理:要使密度大於水的材料製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。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。
(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。
(3)氣球和飛艇:
工作原理:氣球是利用空氣的浮力升空的。氣球裡充的是密度小於空氣的氣體如:
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。4.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。
(3)選擇合適的方法列出等式(一般考慮平衡條件)。
計算浮力方法:
①讀數差法:F浮= G-F (用彈簧測力計測浮力)。
②壓力差法:F浮= F向上 - F向下 (用浮力產生的原因求浮力)
③漂浮、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)⑤根據浮沉條件比較浮力(知道物體質量時常用)
9.如何正確認識液體壓強公式P=ρgh
靜止液體內部壓強的特點是:
液體內部向各個方向都有壓強,且壓強隨深度的增加而增大;
在同一深度,液體向各個方向的壓強都相等;
液體的壓強還跟液體的密度有關。
液體內部的壓強之所以有以上特點,是因為液體受到重力且具有流動性。
正是由於液體受到重力作用,因此在液體內部就存在著由於本身重力而引起的壓強。推理和實驗都可得出,液體內部的壓強公式為P=ρgh。
⑴公式 P=ρgh的物理意義:
它是液體的壓強公式,由公式可知,液體內部的壓強只與液體的密度、液體深度有關,而與所取的面積、液體的體積、液體的總重無關。
⑵公式P=ρgh的適用範圍:
這個公式只適用於計算靜止液體的壓強,不適用於計算固體的壓強,儘管有時固體產生壓強恰好也等於ρgh,例如:
將一密度均勻,高為h的圓柱體放在水平桌面上,桌面受到的壓強:P=ρgh
但這只是一種特殊情況,不能由此認為固體對支持物產生壓強都可以用P=ρgh來計算。但對液體來說無論液體的形狀如何,都可以用P=ρgh計算液體內某一深度的壓強。
⑶公式P=ρgh 和P=F/s 的區別和聯繫
P=F/s是壓強的定義式,也是壓強的計算公式,無論對固體、液體、還是氣體都是適用的。P=
ρgh是通過公式P=F/s結合液體的具體特點推導出來的,只適合於計算液體的壓強。
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