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浮力连线问题解决方法

发布时间:2022-05-28 22:46:16

❶ 浮力问题

阿基米德定律:F浮=P液=g×V排
(1).跟液体的密度有关:公元前245年,赫农王命令阿基米德(Archimedes)鉴定一个皇冠。

赫农王给金匠一块金子让他做一顶纯金的皇冠。做好的皇冠尽管与先前的金子一样重,但国王还

是怀疑金匠掺假了。他命令阿基米德鉴定皇冠是不是纯金的,但是不允许破坏皇冠。这似乎是

件不可能的事情。在公共浴室内,阿基米德注意到他的胳膊浮到了水面上。这时他脑中闪现出一

丝模糊的想法。他把胳膊完全放进水中全身放松,这时胳膊又浮到水面上。 他站了起来,浴

盆四周的水位下降;再坐下去时,浴盆中的水位又上升了。 他躺在浴盆中,水位则变得更高

了,而他也感觉到自己变轻了。他站起来后,水位下降,他则感觉到自己重了。一定是水对身体

产生向上的浮力才使得他感到自己轻了。 他把差不多一样大的石块和木块同时放入浴盆,浸

入水中。石块下沉到水里,但是他能感觉到石块变轻了。而且,他必须要向下按着木块才能把它

完全浸到水中。这表明浮力与物体的排水量(物体体积)有关,而不与物体重量有关。物体在水

中感觉有多重一定与它的密度(物体单位体积的质量)有关。阿基米德因此找到了解决国王问题

的方法,问题关键在于密度。如果皇冠里面含有其他金属,它的密度会不相同,在重量相等的情

况下,这个皇冠的体积是不同的。 把皇冠和等重的金子放进水里,结果发现皇冠排出的水量

比金子的大,这表明皇冠是掺假的。 最重要的是,阿基米德发现了浮力原理,即水对物体的

浮力等于物体所排出水的重量。
(2) 还有就是盐水和鸡蛋的实验
建议做一下
拿一杯清水,把鸡蛋放进去。可以发现鸡蛋沉下去了,然后往清水里放盐,搅拌均匀,放盐放的越多鸡蛋往上浮的就越多!!!

❷ 浮力解决了哪些实际问题

浮力的应用

利用浮力的关键是调节重力与浮力的关系,若保持浮力不变,可改变自身重;若重力不变可改变排开液体或气体的体积。

轮船

(1)工作原理:物体漂浮在水面的原理工作的。

(2)利用把密度比水大的钢材制成空心的使它排开更多的水,增大可利用的浮力。

(3)轮船在河里和海里都是浮体,因而所受浮力相同,根据阿基米德原理,它在海水里比在河水里浸入的体积小。

(4)排水量:轮船满载货物时排开水的质量。

F最大浮力=G船+G满载时货物重

潜水艇

(1)原理:靠改变自身重来实现上浮和下潜的

(2)潜水艇自重的改变取决于水舱内充水或放水的多少。

气球和飞艇

(1) 气球和飞艇内充有密度小于空气的气体——氢气、氦气、热空气等。

(2)原理:利用空气的浮力,通过改变自身体积来实现上升和下降的。

(3)气球上升过程中,空气的密度逐渐变小,当浮力等于重力时,气球就不再上升了。

(4)气球上升过程中,大气压逐渐减小,会导致气球内气压大于气球外气压,气球膨胀,若超过了气球外壳承受的能力,气球就要破裂。

浮力应用

对浮力的认识和应用,是古代流体力学研究的重要内容。在这方面,中国古人积累了丰富的实践经验。

早在先秦时期,古人就对物体的浮沉特性有所认识,并在生产实践中有十分巧妙的应用。例如在《考工记·矢人》篇中,“矢人”在确定箭杆各部分的比例时,采用的方法是:

“水之,以辨其阴阳;夹其阴阳,以设其比;夹其比,以设其羽。”

就是说,把削好的箭杆投入水中,根据箭杆各部分在水中浮沉情况,判定出其相应的密度分布,根据这一分布来决定箭的各部分的比例,然后再按这个比例来装设箭尾的羽毛。这种根据箭杆各部分浮沉程度判定其相应质量分布的方法是合乎科学的,也是十分巧妙的。

《考工记·轮人》篇在规定车轮的制作规范时,也应用了水的浮力。为确保车轮“揉辐必齐,平沈必均”,“轮人”采用的办法是:“水之,以眡其平沈之均也。”意思是说,要测量木制轮子各处质量是否均匀,只要把它放在水中,测量其各处浮沉程度是否一致即可。如果浮沉程度一致(“平沈”),轮子各处质量分布必然是均匀的(“必均”)。

先秦时期人们不仅能应用浮力定性判定物体质量分布,还能应用浮力定量测定物体的重量。晋代的《符子》一书记载了这样一个故事:

“朔人献燕昭王以大豕,曰‘养奚若’。……王乃命豕宰养之。十五年,大如沙坟,足如不胜其体。王异之,令衡官桥而量之,折十桥,豕不量。命水官浮舟而量之,其重千钧。”

“浮舟量之”,就是利用水的浮力来测定这头其重无比的大猪的重量。如果《符子》的记载真实的话,这是我国古人定量利用水的浮力的一个绝妙的例子。由此发展下去,就是脍炙人口的曹冲称象的传说了。

古人在从经验角度利用浮力的同时,也从理论上对物体浮沉条件加以探讨。例如先秦典籍《墨经》就曾讨论过这一问题:

《经下》:“荆之大,其沈浅也。说在具。”

《经说下》:“荆:沈,荆之贝也,则沈浅,非荆浅也。若易,五之一。”

这里的“荆”,同形,指形体。“沈”,即沉。“具”,为器具,可泛指中空而有容积的物体。“贝”,当为“具”之误。《经》的意思是说:物体的形体虽然很大,但因其是中空的,所以在水中下沉浅。《经说》则解释道:中空的物体在水中沉下的部分浅,这并非物体本身浅,而是沉下水的部分所受的浮力等于全部物体的重量,这就像在市场上交换东西,五件甲物可以换来一件乙物一样。从这些话语来看,墨家对物体在水中的沉浮条件,已经有所认识。当然,由于《墨经》用词的简略,对这一条也还存在不同的解释,但无论如何,我们说墨家已认识到物体所受浮力跟它沉入水下部分的体积有关,这总是可以成立的。

《淮南子·齐俗训》则以竹子为例,对此加以论述:

“夫竹之性浮,残以为牒,束而投之水则沈,失其体也。”

竹子是中空的,投于水中,自然浮起,故说“竹之性浮”。把完整的竹子破开,削成竹牒,束成一捆,投入水中,则下沉,原因在于“失其体也”。即是说,竹子重量可以做到不变,但做成竹牒以后,其体积比起原来大为减少,投入水中以后所受浮力也大为减少,于是就不能浮起。显然,《淮南子》已经意识到物体所受浮力与其排水体积之间有着密切联系。

应该指出的是,无论《墨经》还是《淮南子》,都没有从定量角度揭示物体所受浮力与其排水量之间的关系。在其他中国古籍中,也未见到别人对此有清晰的论述。不过,这并不影响古人去巧妙地利用浮力。《宋史·方技传》记载了当时一个和尚怀丙巧妙利用浮力的一个例子:

“河中府浮梁,用铁牛八维之,一牛且数万斤。后水暴涨绝梁,牵牛没于河。募能出之者,怀丙以二大舟实土,夹牛维之。用大木为权衡状钓牛。徐去其土,舟浮牛出。”

僧怀丙之所为,是利用浮力起重,可谓构思巧妙。古人利用浮力的例子还可以举出许多,诸如建造船只、船坞、浮囊、战争中发明“水雷”等,这里不再多说。

从物理学的角度来看,还需要一提的是古人利用浮力对液体比重的判定。古人在实践中发现,同一物体,浸在不同的液体中,它所受的浮力也不一样。唐代段成式作的《酉阳杂俎》,其《前集》卷十九提到:

“莲实,莲入水必沉,唯煎盐碱卤能浮之。”

造成这一现象的原因,显然是由于水和盐卤的浓度不同。受此事实的启发,古人发明了通过观察莲子的浮沉情况判定液体浓度的方法。李约瑟的《中国科学技术史》一书,在考证盐水浓度的测定法时,专门引用了11世纪姚宽所写的一段记事。姚宽在台州做官时,曾因调查盐商舞弊,每日用莲子试验盐卤。他选择较重的莲子供用,倘若十粒莲子,能由盐卤中浮出三四粒,就是浓盐卤。浮起的数目不足三粒,这盐卤就是稀薄不良的。若全体莲子都沉在卤底,则该盐卤稀薄至极,即使经过蒸发,也难以得到食盐。这种方法不但巧妙利用浮力,而且还包含了一定的数理统计思想。

元代陈椿在《熬波图咏》一书中记载了一种专门用于测盐卤的器具,也是用莲子测定的,叫做莲管:

“莲管之法,采石莲,先于淤泥内浸过,用四等卤分浸四处:最咸■卤浸一处,三分卤浸一分水浸一处,一半水浸一半卤浸一处,一分卤浸二分水浸一处。后用一竹管盛此四等所浸莲子四枚于竹管内,上用竹丝隔定竹管口,不令莲子漾出。以莲管吸卤试之,视四莲子之浮沉,以别卤咸淡之等。”

用这种仪器,已经可以对盐卤浓度进行分等了。这种“莲管”原理与现代的浮子式比重计相近,其中四枚莲子相当于比重不同的色球,根据这些小球的浮沉情况便可判断液体的比重。

明末方以智在《物理小识》卷七中记载了他的老师王虚舟对金、银、铜、铁在汞液中浮沉情况的观察:

“虚舟子曰:《本草》言金银铜铁置汞上则浮,此非也。铜铁则浮,金银则沉。金银取出必轻耗,以其蚀也。”

王虚舟的观察是准确的,这反映了古人对不同比重物体沉浮状态研究的深入。这段话还记述了汞对金、银的腐蚀作用,在化学史上也是有价值的。

❸ 高中物理

一、力 物体的平衡
1.力是物体对物体的作用,是物体发生形变和改变物体的运动状态(即产生加速度)的原因. 力是矢量。
2.重力 (1)重力是由于地球对物体的吸引而产生的.
[注意]重力是由于地球的吸引而产生,但不能说重力就是地球的吸引力,重力是万有引力的一个分力.
但在地球表面附近,可以认为重力近似等于万有引力
(2)重力的大小:地球表面G=mg,离地面高h处G/=mg/,其中g/=[R/(R+h)]2g
(3)重力的方向:竖直向下(不一定指向地心)。
(4)重心:物体的各部分所受重力合力的作用点,物体的重心不一定在物体上.
3.弹力 (1)产生原因:由于发生弹性形变的物体有恢复形变的趋势而产生的.
(2)产生条件:①直接接触;②有弹性形变.
(3)弹力的方向:与物体形变的方向相反,弹力的受力物体是引起形变的物体,施力物体是发生形变的物体.在点面接触的情况下,垂直于面;
在两个曲面接触(相当于点接触)的情况下,垂直于过接触点的公切面.
①绳的拉力方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向,且一根轻绳上的张力大小处处相等.
②轻杆既可产生压力,又可产生拉力,且方向不一定沿杆.
(4)弹力的大小:一般情况下应根据物体的运动状态,利用平衡条件或牛顿定律来求解.弹簧弹力可由胡克定律来求解.
★胡克定律:在弹性限度内,弹簧弹力的大小和弹簧的形变量成正比,即F=kx.k为弹簧的劲度系数,它只与弹簧本身因素有关,单位是N/m.
4.摩擦力
(1)产生的条件:①相互接触的物体间存在压力;③接触面不光滑;③接触的物体之间有相对运动(滑动摩擦力)或相对运动的趋势(静摩擦力),这三点缺一不可.
(2)摩擦力的方向:沿接触面切线方向,与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反,与物体运动的方向可以相同也可以相反.
(3)判断静摩擦力方向的方法:
①假设法:首先假设两物体接触面光滑,这时若两物体不发生相对运动,则说明它们原来没有相对运动趋势,也没有静摩擦力;若两物体发生相对运动,则说明它们原来有相对运动趋势,并且原来相对运动趋势的方向跟假设接触面光滑时相对运动的方向相同.然后根据静摩擦力的方向跟物体相对运动趋势的方向相反确定静摩擦力方向.
②平衡法:根据二力平衡条件可以判断静摩擦力的方向.
(4)大小:先判明是何种摩擦力,然后再根据各自的规律去分析求解.
①滑动摩擦力大小:利用公式f=μF N 进行计算,其中FN 是物体的正压力,不一定等于物体的重力,甚至可能和重力无关.或者根据物体的运动状态,利用平衡条件或牛顿定律来求解.
②静摩擦力大小:静摩擦力大小可在0与f max 之间变化,一般应根据物体的运动状态由平衡条件或牛顿定律来求解.
5.物体的受力分析
(1)确定所研究的物体,分析周围物体对它产生的作用,不要分析该物体施于其他物体上的力,也不要把作用在其他物体上的力错误地认为通过“力的传递”作用在研究对象上.
(2)按“性质力”的顺序分析.即按重力、弹力、摩擦力、其他力顺序分析,不要把“效果力”与“性质力”混淆重复分析.
(3)如果有一个力的方向难以确定,可用假设法分析.先假设此力不存在,想象所研究的物体会发生怎样的运动,然后审查这个力应在什么方向,对象才能满足给定的运动状态.
6.力的合成与分解
(1)合力与分力:如果一个力作用在物体上,它产生的效果跟几个力共同作用产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,而那几个力就叫做这个力的分力.(2)力合成与分解的根本方法:平行四边形定则.
(3)力的合成:求几个已知力的合力,叫做力的合成.
共点的两个力(F 1 和F 2 )合力大小F的取值范围为:|F 1 -F 2 |≤F≤F 1 +F 2 .
(4)力的分解:求一个已知力的分力,叫做力的分解(力的分解与力的合成互为逆运算).
在实际问题中,通常将已知力按力产生的实际作用效果分解;为方便某些问题的研究,在很多问题中都采用正交分解法.
7.共点力的平衡
(1)共点力:作用在物体的同一点,或作用线相交于一点的几个力.
(2)平衡状态:物体保持匀速直线运动或静止叫平衡状态,是加速度等于零的状态.
(3)★共点力作用下的物体的平衡条件:物体所受的合外力为零,即∑F=0,若采用正交分解法求解平衡问题,则平衡条件应为:∑Fx =0,∑Fy =0.
(4)解决平衡问题的常用方法:隔离法、整体法、图解法、三角形相似法、正交分解法等等.

二、直线运动
1.机械运动:一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动,简称运动,它包括平动,转动和振动等运动形式.为了研究物体的运动需要选定参照物(即假定为不动的物体),对同一个物体的运动,所选择的参照物不同,对它的运动的描述就会不同,通常以地球为参照物来研究物体的运动.
2.质点:用来代替物体的只有质量没有形状和大小的点,它是一个理想化的物理模型.仅凭物体的大小不能做视为质点的依据。
3.位移和路程:位移描述物体位置的变化,是从物体运动的初位置指向末位置的有向线段,是矢量.路程是物体运动轨迹的长度,是标量.
路程和位移是完全不同的概念,仅就大小而言,一般情况下位移的大小小于路程,只有在单方向的直线运动中,位移的大小才等于路程.
4.速度和速率
(1)速度:描述物体运动快慢的物理量.是矢量.
①平均速度:质点在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间(或位移)的平均速度v,即v=s/t,平均速度是对变速运动的粗略描述.
②瞬时速度:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,方向沿轨迹上质点所在点的切线方向指向前进的一侧.瞬时速度是对变速运动的精确描述.
(2)速率:①速率只有大小,没有方向,是标量.
②平均速率:质点在某段时间内通过的路程和所用时间的比值叫做这段时间内的平均速率.在一般变速运动中平均速度的大小不一定等于平均速率,只有在单方向的直线运动,二者才相等.
5.加速度
(1)加速度是描述速度变化快慢的物理量,它是矢量.加速度又叫速度变化率.
(2)定义:在匀变速直线运动中,速度的变化Δv跟发生这个变化所用时间Δt的比值,叫做匀变速直线运动的加速度,用a表示.
(3)方向:与速度变化Δv的方向一致.但不一定与v的方向一致.
[注意]加速度与速度无关.只要速度在变化,无论速度大小,都有加速度;只要速度不变化(匀速),无论速度多大,加速度总是零;只要速度变化快,无论速度是大、是小或是零,物体加速度就大.
6.匀速直线运动 (1)定义:在任意相等的时间内位移相等的直线运动叫做匀速直线运动.
(2)特点:a=0,v=恒量. (3)位移公式:S=vt.
7.匀变速直线运动 (1)定义:在任意相等的时间内速度的变化相等的直线运动叫匀变速直线运动.
(2)特点:a=恒量 (3)★公式: 速度公式:V=V0+at 位移公式:s=v0t+ at2
速度位移公式:vt2-v02=2as 平均速度V=
以上各式均为矢量式,应用时应规定正方向,然后把矢量化为代数量求解,通常选初速度方向为正方向,凡是跟正方向一致的取“+”值,跟正方向相反的取“-”值.

8.重要结论
(1)匀变速直线运动的质点,在任意两个连续相等的时间T内的位移差值是恒量,即
ΔS=Sn+l –Sn=aT2 =恒量
(2)匀变速直线运动的质点,在某段时间内的中间时刻的瞬时速度,等于这段时间内的平均速度,即:

9.自由落体运动
(1)条件:初速度为零,只受重力作用. (2)性质:是一种初速为零的匀加速直线运动,a=g.
(3)公式:
10.运动图像
(1)位移图像(s-t图像):①图像上一点切线的斜率表示该时刻所对应速度;
②图像是直线表示物体做匀速直线运动,图像是曲线则表示物体做变速运动;
③图像与横轴交叉,表示物体从参考点的一边运动到另一边.
(2)速度图像(v-t图像):①在速度图像中,可以读出物体在任何时刻的速度;
②在速度图像中,物体在一段时间内的位移大小等于物体的速度图像与这段时间轴所围面积的值.
③在速度图像中,物体在任意时刻的加速度就是速度图像上所对应的点的切线的斜率.
④图线与横轴交叉,表示物体运动的速度反向.
⑤图线是直线表示物体做匀变速直线运动或匀速直线运动;图线是曲线表示物体做变加速运动.

三、牛顿运动定律
★1.牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种运动状态为止.
(1)运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持.
(2)定律说明了任何物体都有惯性.
(3)不受力的物体是不存在的.牛顿第一定律不能用实验直接验证.但是建立在大量实验现象的基础之上,通过思维的逻辑推理而发现的.它告诉了人们研究物理问题的另一种新方法:通过观察大量的实验现象,利用人的逻辑思维,从大量现象中寻找事物的规律.
(4)牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例,牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系,牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系.
2.惯性:物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质.
(1)惯性是物体的固有属性,即一切物体都有惯性,与物体的受力情况及运动状态无关.因此说,人们只能“利用”惯性而不能“克服”惯性.(2)质量是物体惯性大小的量度.
★★★★3.牛顿第二定律:物体的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同,表达式F 合 =ma
(1)牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系,即知道了力,可根据牛顿第二定律,分析出物体的运动规律;反过来,知道了运动,可根据牛顿第二定律研究其受力情况,为设计运动,控制运动提供了理论基础.
(2)对牛顿第二定律的数学表达式F 合 =ma,F 合 是力,ma是力的作用效果,特别要注意不能把ma看作是力.
(3)牛顿第二定律揭示的是力的瞬间效果.即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系,力变加速度就变,力撤除加速度就为零,注意力的瞬间效果是加速度而不是速度.
(4)牛顿第二定律F 合 =ma,F合是矢量,ma也是矢量,且ma与F 合 的方向总是一致的.F 合 可以进行合成与分解,ma也可以进行合成与分解.
4. ★牛顿第三定律:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上.
(1)牛顿第三运动定律指出了两物体之间的作用是相互的,因而力总是成对出现的,它们总是同时产生,同时消失.(2)作用力和反作用力总是同种性质的力.
(3)作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,各产生其效果,不可叠加.
5.牛顿运动定律的适用范围:宏观低速的物体和在惯性系中.
6.超重和失重
(1)超重:物体有向上的加速度称物体处于超重.处于超重的物体对支持面的压力F N (或对悬挂物的拉力)大于物体的重力mg,即F N =mg+ma.(2)失重:物体有向下的加速度称物体处于失重.处于失重的物体对支持面的压力FN(或对悬挂物的拉力)小于物体的重力mg.即FN=mg-ma.当a=g时F N =0,物体处于完全失重.(3)对超重和失重的理解应当注意的问题
①不管物体处于失重状态还是超重状态,物体本身的重力并没有改变,只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)不等于物体本身的重力.②超重或失重现象与物体的速度无关,只决定于加速度的方向.“加速上升”和“减速下降”都是超重;“加速下降”和“减速上升”都是失重.
③在完全失重的状态下,平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失,如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生压强等.
6、处理连接题问题----通常是用整体法求加速度,用隔离法求力。

四、曲线运动 万有引力
1.曲线运动
(1)物体作曲线运动的条件:运动质点所受的合外力(或加速度)的方向跟它的速度方向不在同一直线 (2)曲线运动的特点:质点在某一点的速度方向,就是通过该点的曲线的切线方向.质点的速度方向时刻在改变,所以曲线运动一定是变速运动.
(3)曲线运动的轨迹:做曲线运动的物体,其轨迹向合外力所指一方弯曲,若已知物体的运动轨迹,可判断出物体所受合外力的大致方向,如平抛运动的轨迹向下弯曲,圆周运动的轨迹总向圆心弯曲等.
2.运动的合成与分解
(1)合运动与分运动的关系:①等时性;②独立性;③等效性.
(2)运动的合成与分解的法则:平行四边形定则.
(3)分解原则:根据运动的实际效果分解,物体的实际运动为合运动.
3. ★★★平抛运动
(1)特点:①具有水平方向的初速度;②只受重力作用,是加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动.
(2)运动规律:平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动.
①建立直角坐标系(一般以抛出点为坐标原点O,以初速度vo方向为x轴正方向,竖直向下为y轴正方向);
②由两个分运动规律来处理(如右图).

4.圆周运动
(1)描述圆周运动的物理量
①线速度:描述质点做圆周运动的快慢,大小v=s/t(s是t时间内通过弧长),方向为质点在圆弧某点的线速度方向沿圆弧该点的切线方向
②角速度:描述质点绕圆心转动的快慢,大小ω=φ/t(单位rad/s),φ是连接质点和圆心的半径在t时间内转过的角度.其方向在中学阶段不研究.
③周期T,频率f ---------做圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期.
做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数叫做频率.

⑥向心力:总是指向圆心,产生向心加速度,向心力只改变线速度的方向,不改变速度的大小.大小 [注意]向心力是根据力的效果命名的.在分析做圆周运动的质点受力情况时,千万不可在物体受力之外再添加一个向心力.
(2)匀速圆周运动:线速度的大小恒定,角速度、周期和频率都是恒定不变的,向心加速度和向心力的大小也都是恒定不变的,是速度大小不变而速度方向时刻在变的变速曲线运动.
(3)变速圆周运动:速度大小方向都发生变化,不仅存在着向心加速度(改变速度的方向),而且还存在着切向加速度(方向沿着轨道的切线方向,用来改变速度的大小).一般而言,合加速度方向不指向圆心,合力不一定等于向心力.合外力在指向圆心方向的分力充当向心力,产生向心加速度;合外力在切线方向的分力产生切向加速度. ①如右上图情景中,小球恰能过最高点的条件是v≥v临 v临由重力提供向心力得v临 ②如右下图情景中,小球恰能过最高点的条件是v≥0。
5★.万有引力定律
(1)万有引力定律:宇宙间的一切物体都是互相吸引的.两个物体间的引力的大小,跟它们的质量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比.
公式:
(2)★★★应用万有引力定律分析天体的运动
①基本方法:把天体的运动看成是匀速圆周运动,其所需向心力由万有引力提供.即 F引=F向得:

应用时可根据实际情况选用适当的公式进行分析或计算.②天体质量M、密度ρ的估算:

(3)三种宇宙速度
①第一宇宙速度:v 1 =7.9km/s,它是卫星的最小发射速度,也是地球卫星的最大环绕速度.
②第二宇宙速度(脱离速度):v 2 =11.2km/s,使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度.
③第三宇宙速度(逃逸速度):v 3 =16.7km/s,使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度.
(4)地球同步卫星
所谓地球同步卫星,是相对于地面静止的,这种卫星位于赤道上方某一高度的稳定轨道上,且绕地球运动的周期等于地球的自转周期,即T=24h=86400s,离地面高度 同步卫星的轨道一定在赤道平面内,并且只有一条.所有同步卫星都在这条轨道上,以大小相同的线速度,角速度和周期运行着.
(5)卫星的超重和失重
“超重”是卫星进入轨道的加速上升过程和回收时的减速下降过程,此情景与“升降机”中物体超重相同.“失重”是卫星进入轨道后正常运转时,卫星上的物体完全“失重”(因为重力提供向心力),此时,在卫星上的仪器,凡是制造原理与重力有关的均不能正常使用.

五、动量
1.动量和冲量
(1)动量:运动物体的质量和速度的乘积叫做动量,即p=mv.是矢量,方向与v的方向相同.两个动量相同必须是大小相等,方向一致.
(2)冲量:力和力的作用时间的乘积叫做该力的冲量,即I=Ft.冲量也是矢量,它的方向由力的方向决定.
2. ★★动量定理:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化.表达式:Ft=p′-p 或 Ft=mv′-mv
(1)上述公式是一矢量式,运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向.
(2)公式中的F是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力.
(3)动量定理的研究对象可以是单个物体,也可以是物体系统.对物体系统,只需分析系统受的外力,不必考虑系统内力.系统内力的作用不改变整个系统的总动量.
(4)动量定理不仅适用于恒定的力,也适用于随时间变化的力.对于变力,动量定理中的力F应当理解为变力在作用时间内的平均值.
★★★ 3.动量守恒定律:一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变.
表达式:m 1 v 1 +m 2 v 2 =m 1 v 1 ′+m 2 v 2 ′
(1)动量守恒定律成立的条件
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零.
②系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多,如碰撞问题中的摩擦力,爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多,可以忽略不计.
③系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变.
(2)动量守恒的速度具有“四性”:①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性.
4.爆炸与碰撞
(1)爆炸、碰撞类问题的共同特点是物体间的相互作用突然发生,作用时间很短,作用力很大,且远大于系统受的外力,故可用动量守恒定律来处理.
(2)在爆炸过程中,有其他形式的能转化为动能,系统的动能爆炸后会增加,在碰撞过程中,系统的总动能不可能增加,一般有所减少而转化为内能.
(3)由于爆炸、碰撞类问题作用时间很短,作用过程中物体的位移很小,一般可忽略不计,可以把作用过程作为一个理想化过程简化处理.即作用后还从作用前瞬间的位置以新的动量开始运动.
5.反冲现象:反冲现象是指在系统内力作用下,系统内一部分物体向某方向发生动量变化时,系统内其余部分物体向相反的方向发生动量变化的现象.喷气式飞机、火箭等都是利用反冲运动的实例.显然,在反冲现象里,系统的动量是守恒的.

六、机械能
1.功
(1)功的定义:力和作用在力的方向上通过的位移的乘积.是描述力对空间积累效应的物理量,是过程量.
定义式:W=F?s?cosθ,其中F是力,s是力的作用点位移(对地),θ是力与位移间的夹角.
(2)功的大小的计算方法:
①恒力的功可根据W=F?S?cosθ进行计算,本公式只适用于恒力做功.②根据W=P?t,计算一段时间内平均做功. ③利用动能定理计算力的功,特别是变力所做的功.④根据功是能量转化的量度反过来可求功.
(3)摩擦力、空气阻力做功的计算:功的大小等于力和路程的乘积.
发生相对运动的两物体的这一对相互摩擦力做的总功:W=fd(d是两物体间的相对路程),且W=Q(摩擦生热)
2.功率
(1)功率的概念:功率是表示力做功快慢的物理量,是标量.求功率时一定要分清是求哪个力的功率,还要分清是求平均功率还是瞬时功率.
(2)功率的计算 ①平均功率:P=W/t(定义式) 表示时间t内的平均功率,不管是恒力做功,还是变力做功,都适用. ②瞬时功率:P=F?v?cosα P和v分别表示t时刻的功率和速度,α为两者间的夹角.
(3)额定功率与实际功率 : 额定功率:发动机正常工作时的最大功率. 实际功率:发动机实际输出的功率,它可以小于额定功率,但不能长时间超过额定功率.
(4)交通工具的启动问题通常说的机车的功率或发动机的功率实际是指其牵引力的功率.
①以恒定功率P启动:机车的运动过程是先作加速度减小的加速运动,后以最大速度v m=P/f 作匀速直线运动, .
②以恒定牵引力F启动:机车先作匀加速运动,当功率增大到额定功率时速度为v1=P/F,而后开始作加速度减小的加速运动,最后以最大速度vm=P/f作匀速直线运动。
3.动能:物体由于运动而具有的能量叫做动能.表达式:Ek=mv2/2 (1)动能是描述物体运动状态的物理量.(2)动能和动量的区别和联系
①动能是标量,动量是矢量,动量改变,动能不一定改变;动能改变,动量一定改变.
②两者的物理意义不同:动能和功相联系,动能的变化用功来量度;动量和冲量相联系,动量的变化用冲量来量度.③两者之间的大小关系为EK=P2/2m
4. ★★★★动能定理:外力对物体所做的总功等于物体动能的变化.表达式
(1)动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的.但它也适用于变力及物体作曲线运动的情况. (2)功和动能都是标量,不能利用矢量法则分解,故动能定理无分量式.
(3)应用动能定理只考虑初、末状态,没有守恒条件的限制,也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用时间的动力学问题,都可以用动能定理分析和解答,而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷.
(4)当物体的运动是由几个物理过程所组成,又不需要研究过程的中间状态时,可以把这几个物理过程看作一个整体进行研究,从而避开每个运动过程的具体细节,具有过程简明、方法巧妙、运算量小等优点.

5.重力势能
(1)定义:地球上的物体具有跟它的高度有关的能量,叫做重力势能, .
①重力势能是地球和物体组成的系统共有的,而不是物体单独具有的.②重力势能的大小和零势能面的选取有关.③重力势能是标量,但有“+”、“-”之分.
(2)重力做功的特点:重力做功只决定于初、末位置间的高度差,与物体的运动路径无关.WG =mgh.
(3)做功跟重力势能改变的关系:重力做功等于重力势能增量的负值.即WG = - .
6.弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能量.
★★★ 7.机械能守恒定律
(1)动能和势能(重力势能、弹性势能)统称为机械能,E=E k +E p .
(2)机械能守恒定律的内容:在只有重力(和弹簧弹力)做功的情形下,物体动能和重力势能(及弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变. (3)机械能守恒定律的表达式
(4)系统机械能守恒的三种表示方式:
①系统初态的总机械能E 1 等于末态的总机械能E 2 ,即E1 =E2
②系统减少的总重力势能ΔE P减 等于系统增加的总动能ΔE K增 ,即ΔE P减 =ΔE K增
③若系统只有A、B两物体,则A物体减少的机械能等于B物体增加的机械能,即ΔE A减 =ΔE B增
[注意]解题时究竟选取哪一种表达形式,应根据题意灵活选取;需注意的是:选用①式时,必须规定零势能参考面,而选用②式和③式时,可以不规定零势能参考面,但必须分清能量的减少量和增加量.
(5)判断机械能是否守恒的方法
①用做功来判断:分析物体或物体受力情况(包括内力和外力),明确各力做功的情况,若对物体或系统只有重力或弹簧弹力做功,没有其他力做功或其他力做功的代数和为零,则机械能守恒.
②用能量转化来判定:若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化,则物体系统机械能守恒.
③对一些绳子突然绷紧,物体间非弹性碰撞等问题,除非题目特别说明,机械能必定不守恒,完全非弹性碰撞过程机械能也不守恒.
8.功能关系
(1)当只有重力(或弹簧弹力)做功时,物体的机械能守恒.
(2)重力对物体做的功等于物体重力势能的减少:W G =E p1 -E p2 .
(3)合外力对物体所做的功等于物体动能的变化:W 合 =E k2 -E k1 (动能定理)
(4)除了重力(或弹簧弹力)之外的力对物体所做的功等于物体机械能的变化:W F =E 2 -E 1

❹ 解决浮力问题的方法

阿基米德原理是计算物体浸入液体中所受到的浮力大小,浮沉条件是用于判断物体受力情况,运动状态的。比如已知轮船排水量求最大承载量时,由浮沉条件判断轮船处于漂浮状态,然后根据受力分析和阿基米德原理算出浮力大小。与所给条件关系不大,关键是看求力的大小还是判断物体的运动状态。一般计算时多用阿基米德原理。

❺ 初二浮力问题

你想的是很对的,只要始终记着浮力等于重力就行了。

水对容器底部的压强变小了,你也知道排开水体积减小,所以水面要下降,根据压强公式得到压强变小了。
也可以从总体上想,压强最终原因是由于重力,木块少了一截容器里的总重量就小了,压强也就小了(这只能适合物块没有与容器底部接触的情况,你可以想一想为什么)。

希望能帮到你。

❻ 关于浮力的问题

浮力
1、 浮力产生的原因:物体受到液体或气体对其向上与向下的压力差产生的
2、 阿基米德原理
① 内容:浸在液体或气体中的物体要受到液体或气体对它竖直向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体或气体的重
② 公式:F浮=G排=m排g=ρ液gV排
理解:(1)浮力的大小只与物体所排开液体的体积及液体的密度有关,而与物体所在的深度无关。(2)如果物体只有一部分浸在液体中,它所受的浮力的大小也等于被物体排开的液体的重量。(3)阿基米德定律不仅适用于液体,也适用于气体。物体在气体中所受到的浮力大小,等于被物体排开的气体的重量。
当液体密度不变时,物体排开液体的体积越大,浮力越大。
当物体排开的液体体积不变时,液体密度越大,浮力越大。
当液体密度和排开液体体积的乘积越大,浮力越大。
反之,就越小.
浮力的大小只与物体所排开液体的体积及液体的密度有关,
与物体的密度无关,与物体的体积无关,(物体漂浮时一半在水面上,一半在水下.只有浸没时,物体排开液体的体积才等于物体的体积)与物体所在的深度无关。
3、 物体的浮沉条件
上浮:F浮>G 悬浮:F浮=G 下沉:F浮<G
理解:研究物体的浮沉时,物体应浸没于液体中(V排=V物),然后比较此时物体受到的浮力与重力的关系。如果被研究的物体的平均密度可以知道,则物体的浮沉条件可变成以下形式
①ρ物<ρ液,上浮 ②ρ物=ρ液,悬浮 ③ρ物>ρ液,下沉
4、物体浮沉条件的应用
潜水艇是通过改变自身的重来实现浮沉的;热气球是通过改变自身的体积来实现浮沉的;密度计的工作原理是物体的漂浮条件,其刻度特点是上小下大,上疏下密;用硫酸铜溶液测血液的密度的原理是悬浮条件
5、有关浮力问题的解题思路
浮力问题是力学的重点和难点。解决浮力问题时,要按照下列步骤进行:
(1)确定研究对象。一般情况下选择浸在液体中的物体为研究对象。
(2)分析物体受到的外力。主要是重力G(mg或ρ物gV物)、浮力F浮(ρ液gV排)、拉力、支持力、压力等。
(3)判定物体的运动状态。明确物体上浮、下沉、悬浮、漂浮等。
(4)写出各力的关系方程和由题目给出的辅助方程。如体积间的关系,质量密度之间的关系等。
(5)将上述方程联立求解。通常情况下,浮力问题用方程组解较为简便。
(6)对所得结果进行分析讨论。

❼ 浮力的问题

因为乙是碗型的
所以它如果漂浮的话,浸在水中的体积要大于那个球形的(因为碗内还有一部分体积是空气,也排水了)
所以浮力大于甲

❽ 初二物理浮力问题,求详细易懂的过程

1、冰熔化后,水面高度不变。
思考:冰是漂浮的吧?所以浮力等于重力。冰熔化成水,重力不变。冰熔化成水(这部分水想象成用一层薄薄的塑料包裹着,是悬浮状态,浮力等于重力)排开的水没变,所以水面高度不变。
2、含有小石子:冰熔化前,总浮力等于总重力;冰熔化后,冰变成水的那部分变成了悬浮,浮力等于重力,而小石子下沉,浮力小于重力。所以,总的浮力减小了,也就是排开的水少了,所以水面下降。
3、含有气泡:熔化前后,浮力不变,所以水面高度不变。
4、固定解题格式:熔化后没有沉到水底的物体,水面高度不变。否则下降。内含物体密度大于水的密度时,熔化后物体将沉到水底,所以水面下降。等于小于水的密度时,物体均不会沉到水底,所以水面高度不变。

❾ 怎样解决浮力问题

浮力产生的原因:物体受到液体或气体对其向上与向下的压力差产生的
2、
阿基米德原理

内容:浸在液体或气体中的物体要受到液体或气体对它竖直向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体或气体的重

公式:F浮=G排=m排g=ρ液gV排
理解:(1)浮力的大小只与物体所排开液体的体积及液体的密度有关,而与物体所在的深度无关。(2)如果物体只有一部分浸在液体中,它所受的浮力的大小也等于被物体排开的液体的重量。(3)阿基米德定律不仅适用于液体,也适用于气体。物体在气体中所受到的浮力大小,等于被物体排开的气体的重量。
当液体密度不变时,物体排开液体的体积越大,浮力越大。
当物体排开的液体体积不变时,液体密度越大,浮力越大。
当液体密度和排开液体体积的乘积越大,浮力越大。
反之,就越小.
浮力的大小只与物体所排开液体的体积及液体的密度有关,
与物体的密度无关,与物体的体积无关,(物体漂浮时一半在水面上,一半在水下.只有浸没时,物体排开液体的体积才等于物体的体积)与物体所在的深度无关。
3、
物体的浮沉条件
上浮:F浮>G
悬浮:F浮=G
下沉:F浮<G
理解:研究物体的浮沉时,物体应浸没于液体中(V排=V物),然后比较此时物体受到的浮力与重力的关系。如果被研究的物体的平均密度可以知道,则物体的浮沉条件可变成以下形式
①ρ物<ρ液,上浮
②ρ物=ρ液,悬浮
③ρ物>ρ液,下沉
4、物体浮沉条件的应用
潜水艇是通过改变自身的重来实现浮沉的;热气球是通过改变自身的体积来实现浮沉的;密度计的工作原理是物体的漂浮条件,其刻度特点是上小下大,上疏下密;用硫酸铜溶液测血液的密度的原理是悬浮条件
5、有关浮力问题的解题思路
浮力问题是力学的重点和难点。解决浮力问题时,要按照下列步骤进行:
(1)确定研究对象。一般情况下选择浸在液体中的物体为研究对象。
(2)分析物体受到的外力。主要是重力G(mg或ρ物gV物)、浮力F浮(ρ液gV排)、拉力、支持力、压力等。
(3)判定物体的运动状态。明确物体上浮、下沉、悬浮、漂浮等。
(4)写出各力的关系方程和由题目给出的辅助方程。如体积间的关系,质量密度之间的关系等。
(5)将上述方程联立求解。通常情况下,浮力问题用方程组解较为简便。
(6)对所得结果进行分析讨论。

❿ 八年级科学浮力问题,请帮忙解决一下!

压力:质量x重力(10N/kg)=5×10三次幂千克/米3x10cmx10cmx10cmx10N/kg
压强:压力/受力面积=F/S=5×10三次幂千克/米3x10cmx10cmx10cmx10N/kg/100cm²
浮力:密度(液体)x 重力(10N/kg)
x深度(h)=1x10三次幂kg/m³x10N/kgx10cm

记得把cm化成m

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