什么是浮力

液体对浸在液面的物体产生竖直向上的托力

为什么会产生浮力(浮力的本质)

浸在液体或气体里的物体向上和向下的表面受到的压力差。公式:F浮=F下-F上

有关浮力的简单试验:

初中物理浮力专题(初中物理浮力专题)(1)

试验现象:把物块放入水中,弹簧测力计指数变小。为什么会变小?因为受到了水的浮力。

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。数学表达式是:F浮=ρ液gV排。

推导过程(以规则的长方体举例):

长方体浸入水中,受到四面八方水的压强,侧面受到的压强互相抵消,上下两面因为高度不同,所以有压强差。上表面距离水面高度为h1,下表面距离水面高度为h2。

初中物理浮力专题(初中物理浮力专题)(2)

F上 = P水·S = ρ水·g.h1.S

F下 = P水·S = ρ水·g.h2.S

F下-F上 = P水·g·S·(h2-h1)= P水·g·V排

正确理解阿基米德原理(F浮=ρ液gV排):

(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)当液体密度ρ液一定时,V排越大,浮力也越大

(3)阿基米德原理对浸没或部分浸在液体中的物体都适用。

(4)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<V物,(V物=V排 V露)。

(5)阿基米德原理也适用于气体,其计算公式是:F浮=ρ气gV排。

如何判断物体的浮沉

(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,最终漂浮

F浮<G物,物体下沉,最终沉底

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。因为F浮=ρ液gV排,G物=ρ物gV物,当V排=V物:

ρ液>ρ物,物体上浮,最终漂浮

ρ液<ρ物,物体下沉,最终沉底

ρ液=ρ物,物体悬浮

物体漂浮(悬浮)条件的应用

物体悬浮的条件,物体重力等于所受浮力,即G物=F浮=ρ·g·V排,如果物体重力不变,只要改变V排就能改变悬浮状态。如果物体所受浮力不变,只要改变物体重力就能改变悬浮状态。潜水艇,热气球就是利用这些原理。

潜水艇:

通过改变自身重力来达到沉浮自如的目的。打开阀门进水,增加潜艇重力,让潜艇下沉;反之用压缩空气把水舱的水排出,减少潜艇重力,让潜艇上浮。

热气球:

对气囊加热,热胀冷缩,气囊体积增大,也就是V排增大,所以F浮增大,热气球上升;

气球上升,气囊空气逐渐冷却,热胀冷缩,气囊体积减小,F浮可以达到重力平衡,热气球可以悬浮在一定高度。

如果气球要下降,可以停止对气囊加热,那么温度继续降低,气囊体积减小,热气球下降。

浮力专题基础概念——练习题一

船能在水上漂浮,同质量的铁板不能浮在水上,是因为船排开水的体积大,所受浮力大。

热气球能升上天空,说明它们也受到空气对它们的 力。

我们从水中抬起一个石头要比在空气中抬起感觉要 ,这些事例都说明,在水中要下沉的物体也受到水的 力。

气球飘在空中受到 重力 浮力 力作用,各力的施力物体分别是_地球 空气。当它在空中匀速上升时,这两个力的关系是 大小相等、方向相反 的。

浮力专题基础概念——练习题二

如右图所示,小明用测力计分别在空气中、水中和盐水中测出了物体的重,则当物体浸没在水中时,所受到的浮力为____1__N;物体浸没在盐水中时,所受到的浮力为___1.1___N;

初中物理浮力专题(初中物理浮力专题)(3)

浮力专题基础概念——练习题三

如图,假设在一个装满水的容器中有一个边长为L的正方体,上表面距离水面H,请同学们完成以下分析

①上表面受到液体压强为P上 ρ水·g·H ,下表面受到液体压强为P下 ρ水·g·(H L)

②上表面受到液体压力为F上 ρ水·g·H·L·L ,下表面受到液体压力为F下 ρ水·g·(H L)· L·L

③左右表面和前后表面受到压强的关系 相等 ,受到压力的关系 相等,可以相互 抵消

④压力的合力方向 向上 ,大小为 ρ水·g··L·L ·L

结论:

1、浮力产生的本质原因:F浮 = F下 F上

2、文字叙述:浮力产生的原因是受到物体 上下表面的压力差

初中物理浮力专题(初中物理浮力专题)(4)

浮力专题基础概念——练习题四

用弹簧秤测得铁球和铝球在空气中的示数为8N和7N,当将铁球和铝球都浸在水中时,测得弹簧秤示数是4 N和 3N则两球()

A.质量相等. B.所受浮力相等.C.密度相等. D.上述各项都无法判断.

分析:F浮 = G - F拉,8N-4N = 7N-3N = 4N,所以选B,浮力相等

浮力专题基础概念——练习题五

空矿泉水瓶慢慢压入水中,直到完全浸没。下列对矿泉水瓶受到的浮力分析不正确的是(  )

A.矿泉水瓶受到水对它的浮力

B.浮力的方向竖直向上

C.排开水的体积越大,受到的浮力越大

D.浸没后,压入越深,受到的浮力越大

分析:浸没后,F浮=ρ液gV排,V排不变,F浮不变,所以D选项错误

浮力专题基础概念——练习题六

外形相同的4个小球放入液体中,静止时如图所示,则受到浮力最小的是(  )

A.A球 B.B球 C.C球 D.都相等

初中物理浮力专题(初中物理浮力专题)(5)

分析:F浮=ρ液gV排,ρ液不变,V排越小,F浮越小,故选A

浮力专题基础概念——练习题七

将两个物体分别挂在弹簧测力计上,然后都浸没在水中,发现两支弹簧测力计的示数都减少了2N,那么这两个物体一定有相同的(  )

A.密度   B.体积   C.质量  D.重力

分析:F浮 = G-F拉,弹簧测力计的示数都减少2N,G不变,说明F浮相等。而F浮=ρ液gV排,ρ液不变,那么排不变。物体是浸没在水中的,V排=V物,所以选B

浮力专题基础概念——练习题八

某海滨浴场,水底布满鹅卵石,水中游泳的人由深水走向浅水的过程中,以下体验和分析合理的是(  )

A.脚越来越不疼,因为人越来越轻

B.脚越来越疼,因为人越来越重

C.脚越来越不疼,因为水的浮力越来越大了

D.脚越来越疼,因为水的浮力越来越小了

分析:人由深水走向浅水,人体浸入水的部位越来越少,也就是V排减少,那么所受浮力变小。G = F浮 F石头给的压力,F浮变小,F压变大,所以变疼,故选D

浮力专题基础概念——练习题九

有一种被称作“跟屁虫”的辅助装备是游泳安全的保护神,如图所示。“跟屁虫”由一个气囊和腰带组成,两者之间由一根线连接。正常游泳时,连接线是松驰的,气囊漂浮着,跟人如影相随。在体力不支等情况下,可将气囊压入水中,防止人下沉,在此情况下气囊排开水的体积会 变大 ,人受到的浮力会 变大

初中物理浮力专题(初中物理浮力专题)(6)

浮力专题基础概念——练习题十

两手分别拿着一小木块和一大石块,把它们都浸没到水中,同时松开手,小木块上浮,大石块下沉,则它们受到的浮力(  )

A.因为木块上浮,所以受到的浮力较大

B.因为石块下沉,所以受到的浮力较小

C.因为木块体积较小,所以受到的浮力较大

D.因为石块体积较大,所以受到的浮力较大

分析:上沉、下浮的本质是重力G和浮力F的大小关系,也就是受2个因素影响,那么A、B是错误的。F浮=ρ液gV排,ρ液不变,V石>V木,所以石块受到的浮力大,故选D

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