A. 初中物理解決浮力難題的方法
1、應用浮力的知識,計算浸沒在水中的物體的體積和物體的密度。
f浮=g物-f
…
①
f浮=ρ水v排g
…②
由這兩式,得v排=f浮/ρ水g
=(g物-f)/ρ水g
浸沒時,v排=v物
所以物體的體積
v物=(g物-f)/ρ水g
而密度
ρ物=m物/v物=g物/gv物
將上式物體的體積代入,得
ρ物=g物ρ水/(g物-f)
2、應用浮力知識,計算漂浮在水面的物體的密度。
f浮=ρ水v排g
…①
f浮=g物=ρ物v物g
…②
浮力等於重力,①=②。
ρ物v物g=ρ水v排g
ρ物v物=ρ水v排
若漂浮的物體有3/5的體積浸入水中,即
v排=(3/5)v物,
則物體的密度是水的密度的3/5,即
ρ物=(3/5)ρ水。
3、根據浮力的知識,計算液體的密度。
(1)把物體掛在彈簧測力計的秤鉤上
先後記下物體在空氣中、水中、另一種液體中的彈簧測力計的示數。分別為g、f1、f
。
f浮=g-f1…①
f浮=ρ水v排g…②
①=②
v排=(g-f1)/ρ水g
同一物體浸沒在水中和另一種液體中,排開液體的體積相等,但浮力不相等。
在另一種液體中的浮力
f浮1=g-f…③
f浮1=ρ液v排g…④
③=④
ρ液=(g-f)/v排g
=(g-f)ρ水/(g-f1)
(2)同一物體先後漂浮在水面上、另一種液面上。浮力相等。
物體浮在水面時,物體有3/5體積浸入水中,v排1=(3/5)v物。
物體浮在另一種液面時,物體有2/3體積浸入液體中,v排=(2/3)v物。
f浮=ρ水v排1g
…
①
f浮=ρ液v排g
…
②
f浮=g物=ρ物v物g
…
③
由①、③得物體的密度。
由②、③(
或
①、②),可算出另一種液體的密度。
4、根據物體的浮沉情況,可比較物體密度或液體密度的大水。
(1)
同一物體分別浸在三種不同的液體中
,分別處於漂浮、懸浮、下沉狀態。
漂浮時,ρ物<ρ液1
懸浮時,ρ物=ρ液2
下沉時,ρ物>ρ液3
得
ρ液1>ρ液2>ρ液3
(2)三個不同物體浸在同一種液體中,分別處於漂浮、懸浮、下沉狀態。
按上方法,可比較出三個物體密度的大小。
B. 解決浮力應該如何考慮方法
首先對物體進行受力分析,一般做浮力的題只考慮垂直方向的力,一般受以下幾個力,重力,浮力,還有可能有繩子的拉力或者容器底部的支持力。後兩個就要看具體情況了,根據受力平橫,力的和為零。浮力等於物體排開液體的所受重力。跟據以上幾點進行綜合分析一般都可以解決問題。
C. 關於浮力的問題
浮力的計算
F浮=G物-F拉=ρ 液gV排=F向上-F向下=G排
[編輯本段]浮力的概念
液體和氣體對浸在其中的物體有豎直向上的托力,物理學中把這個托力叫做浮力。浮力的方向豎直向上。
漂浮於流體表面或浸沒於流體之中的物體,受到各方向流體靜壓力的向上合力。其大小等於被物體排開流體的重力。在液體內,不同深度處的壓強不同。物體上、下面浸沒在液體中的深度不同,物體下部受到液體向上的壓強較大,壓力也較大,可以證明,浮力等於物體所受液體向上、向下的壓力之差。例如石塊的重力大於其同體積水的重量,則下沉到水底。浮木或船體的重力等於其浸入水中部分所排開的水重,所以浮於水面。氣球的重量比它同體積空氣的重力小,即浮力大於重力,所以會上升。這種浸在水中或空氣中,受到水或空氣將物體向上托的力叫「浮力」。例如,從井裡提一桶水,在未離開水面之前比離開水面之後要輕些,這是因為桶受到水的浮力。不僅是水,例如酒精、煤油或水銀等所有的液體,對浸在它裡面的物體都有浮力。所有液體都一樣。
浮力的作用點稱為浮心,浮心顯然與所排開液體體積的形心重合。
[編輯本段]產生浮力的原因
產生浮力的原因,可用浸沒在液體內的正立方體的物體來分析。該物體系全浸之物體,受到四面八方液體的壓力,而且是隨深度的增加而增大的。所以這個正立方體的前後、左右、上下六個面都受到液體的壓力。因為作用在左右兩個側面上的力由於兩側面相對應,而且面積大小相等,又處於液體中相同的深度,所以兩側面上受到的壓力大小相等,方向相反,兩力彼此平衡。同理,作用在前後兩個側面上的壓力也彼此平衡。但是上下兩個面因為在液體中的深度不相同,所以受到的壓強也不相等。上面的壓強小,下面受到的壓強大,下面受到向上的壓力大於上面受到的向下的壓力。液體對物體這個壓力差,就是液體對物體的浮力。這個力等於被物體所排開的液體的重量。當一個浮體的頂部界面接觸不到液體時,則只有作用在底部界面向上的壓力才會產生浮力。至於一個位於容器底面上的物體,並和容器底面密切接觸,那它就只能受到向下作用於物體表面的液體壓力下,所以這個物體不受浮力作用,這種現象並不多,因為只要其間有一層很薄的液膜,就能傳遞壓強,底面就有向上的壓力,物體上下表面有了壓力差,物體就會受到浮力。單位為牛頓【N】
[編輯本段]浮力公式的推算
浮力公式的推算
假設有一正方體沉於水中,
F浮==ρgh2*S-ρgh1*S
=ρgS*Δh
=ρgV
=mg
=G排液
當物體懸浮在液體上時(當未受外力時),F 浮=G物
稍加說明:
(1)h2為正方體下表面到水面距離,h1為正方體上表面到水面距離,Δh為正方體之高。
(2)「F浮=ρ液gV排=G排液」最重要。
F浮=ρ液gV排的公式推導:浮力=排開液體所受重力——F浮=G排液=m排液•g =ρ液gV排
(3)給出沉浮條件(實心物體)
ρ物>ρ液, 下沉 ,物>F浮
ρ物=ρ液, 懸浮 ,G物=F浮 (基本物體是空心的)
ρ物<ρ液, 上浮,(靜止後漂浮)G物<F浮
ρ物<ρ液, 漂浮,G物=F浮(因為是上浮的最後境界,所以ρ物<ρ液)
ρ物>ρ液, 沉底 ,物=F浮+F杯底對物的支持力(三力平衡)阿基米德
(4)給出「露排比公式」——解漂浮題的重要公式
如果漂浮(這是重要前提!), 則:ρ物∶ρ液=V排∶V物。
其中,V物=V排+V露
它的變形公式
1. (ρ液-ρ物)∶ρ液=V露∶V物
2. ρ物∶(ρ液-ρ物)=V排∶V露
…………………………………………
證明:∵漂浮
∴=物,即ρ液gV排=ρ物gV物,即ρ液V=ρ物V物,即ρ物∶ρ液=V排∶V物(交叉相乘)
另外液體還可以產生比自身重力大的浮力
物體在液體中排開液體的重力等於物體所受浮力
但是液體可以產生比自身重力大的浮力
排液量是一個抽象的概念
排開的液體是當液體凝固時,將固體拿出,用同種液體將空檔填滿,用來填充的液體量就是排開的液體量
所以產生十牛的浮力不一定需要十牛重的液體,液體可以產生比自身重力大的浮力
例如:一個底面積為30平方厘米的容器中有50牛重的水,將一個底面積為25平方厘米高10厘米的柱體(密度大於水)放入水中
沉入水底(主體下方有少量水,忽略不計)。水上升至10厘米高。排水量為250立方厘米,浮力為250牛,而水只有50牛,產生的浮力是液體本身重力的5倍。
當物體在水中完全和地接觸是就沒有浮力了,因為底部沒水就不存在浮力了。
四種公式
視重法:F浮=G-G1(空氣中重量減去在水中的重量)
公式法:F浮=G排=ρ液gV排
漂浮法:F浮=G物(又叫平衡法)
原理法:F浮=F向上-F向下
D. 有什麼辦法可以讓原來浮在水面上的東西沉下去
1、如果是實心物體,比如木頭,可以往上加石頭和鐵,增加其重量,讓他沉下去。
2、如果是空心物體,比如皮球,可以弄破它,讓水進入到球裡面,使其沉下去。
3、還有就是減小液體的浮力。
4、向水中加入溶解度大大的鹽類,使溶液的密度升高至使物體下沉。可加酒精等比水密度小的。
物體的沉與浮的原理:
下沉:F浮<G 。上浮:F浮>G 。懸浮:F浮=G 。漂浮:F浮=G--物體的一部分浸入液體中" 。
(1)物體上浮、下沉是運動過程,此時物體受非平衡力作用。下沉的結果是沉到液體底部,上浮的結果是浮出液面,最後漂浮在液面。
(2)漂浮與懸浮的共同點都是浮力等於重力,在平衡力的作用下靜止不動。但漂浮是物體在液面的平衡狀態,物體在一部分浸入液體中。
懸浮是物體浸沒在液體內部的平衡狀態,整個物體浸沒在液體中。 根據阿基米德原理可得出計算浮力大小的數學表達式,即:F浮 = G排液 =ρ液·g·V排。 解答浮力問題要學會用阿基米德原理進行分析。
對於漂浮和懸浮要弄清它們的區別,對浸在液體中的物體進行受力分析是解答浮力問題的重要方法。 應用彈簧秤進行測量:F浮 = G - F。G為物體在空氣中的重,F為物體浸入液體中時彈簧秤的示數。
根據浮力產生的原因,求規則固體受到的浮力。F浮 = F向上 - F向下。 根據阿基米德原理:F浮 = G排液 =ρ液·g·V排。
此式可計算浸在液體中任意物體受到的浮力大小。根據物體漂浮在液面或懸浮在液體中的條件F浮 = G物,應用二力平衡的知識求物體受到的浮力。
E. 浮力有幾種解題方法
一共四種:
1、阿基米德原理:F浮=G排=ρ液gV排
2、稱重法:F浮=G-G』
(G為空氣中物體的重,G』為物體在液體中時彈簧測力計的示數)
3、在懸浮或漂浮時候,根據二力平衡條件得到:F浮=G物
4、浮力產生的原因:上下表面的壓力差
即:F浮=F向上-F向下
F. 計算浮力有哪些方法
有以下幾種計算方法:
一、根據浮力產生的原因——壓力差法
F浮=F向上-F向下 ,其中,F向上是物體在液體中下表面受到液體的向上的壓力,F向下是物體上表面受到液體向下的壓力.
二、稱量法用彈簧測力計稱出物體在空氣中受到的重力G,再把物體放入液體中記下此時彈簧測力計的示數F,則F浮=G-F.
三、阿基米德原理法
F浮=G排= m排g=ρ液gV排,其中,G排為物體浸在液體中時排開液體的重力,m排物體浸在液體中時排開液體的質量,ρ液為液體的密度,V排為物體在液體中排開液體的體積.
四、浮體平衡法
當物體漂浮或懸浮在液體中時,物體受到的浮力和重力相等,即F浮=G物.
注意,在解決浮力計算問題時,不要只拘泥於一種方法,有較多的題目可以用幾種不同的方法去解決,甚至必須用不同方法交替使用才能解答,因此,作為學生必須牢固掌握這幾種不同計算方法的特點,具體問題具體分析,靈活應用.希望能對你解浮力計算有所幫助.下面有幾道