浮力的对比(浮力了解吗)

都说理化不分家,今天我们再说说物理的浮力。

浮力其实比较简单,需要掌握的内容就是浮力产生的原因,阿基米德原理、漂浮、悬浮、下沉三种状态的条件这三个大知识点,接下来我们逐个分析。

一、浮力产生的原因;课本中浮力的定义为:浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)竖直向上的力叫浮力。那么这个向上的力是怎么来的,我们都知道物体在气体或液体中都会收到压强,并且压强的大小随着深度的增大而增大,那同理物体在液体或气体中也一定会受到力的作用,那么这些力的大小有什么特点呢我们看一张图:

浮力的对比(浮力了解吗)(1)

从液体压强的特点可以分析1、水平方向:出左右两侧的压强是相等的,受力面积也是相等的,所以压力F=PS也是相等的,并且方向相反,所以左右两侧力是平衡的,

2、竖直方向:物体底部压强比顶部压强要大,受力面积相等,所以压力F=PS底部要大于顶部,所以物体所受的合力应该是向上的,这就是浮力的本质。

二、阿基米德原理;在这之前有个重点实验就是浮力影响因素的探究,实验过程可以从课本中找到,考察内容也大致相似,无非也就是几个实验对比,发现浮力的大小与液体的密度有关,与排开液体的体积有关,根据这个实验引出了阿基米德原理,具体表述为:浸入液体中的物体受到的浮力等于物体排开的液体受到的重力,公式表述为

F浮=G排。

其中:F浮=ρ液gV排

G排=ρ物gV物

浮力的对比(浮力了解吗)(2)

牢记公式,应用更重要。

三、漂浮、悬浮、下沉三种状态的条件;话不多说,上图

浮力的对比(浮力了解吗)(3)

后面三种状态是静态,也就是最容易考察的三种状态的条件,前面两种是动态,是物体运动过程的分析,有能力就都看看,没坏处,如果不太熟练就以后面三种为主。

这三大点都掌握之后就要综合到一起啦,我们以两个题为例,总结一下解题思路

例1:把质量均为5kg的木块和石块放在水中,求木块和石块各自的浮力大小?

(已知p木=0.8g/cm³, ρ石=2g/cm³)

例2:把体积均为100cm的木块和石块放在水中,求木块和石块各自的浮力大小?

(已知ρ木=0.8g/cm³,ρ石=2g/cm³,g=10N/kg)

这两个题看起来很相似,只有一个条件不同,我们先看例1:由于木块密度小于水的密度,石块密度大于水的密度,根据物体浮沉条件可知,木块会漂浮,石块沉底。木块漂浮则木块受到的浮力与木块重力大小相等,即F=G=mg=50N,而石块沉底,浮力与石块重力不相等,但石块排开水的体积与石块体积相等,可用阿基米德原理计算浮力,即F浮=ρ水gV排=ρ水gV石,V石=M石/ρ石 带入数据即可得出石头的浮力F浮=24.5N

我们再看看例题2,同样根据木块、石块密度与水的密度大小作比较判断物体浮沉,由于木块密度小于水的密度,木块漂浮,根据F=G求浮力F浮=G=ρ木V木g=8N,而由于石块密度大于水的密度,石块沉底根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排求浮力F浮=ρ液gV排= ρ水gV石=l0N。

根据以上两个题我们可以总结出解题步骤:

1、根据物体密度与液体密度判断物体浮沉状态

2、根据物体浮沉条件选择计算浮力的方法:物体漂浮利用F浮=G,物体沉底利用阿基米德原理F浮=ρ液gV排,那么有人问,悬浮呢,其实回忆一下悬浮条件,这两个方法其实都适用。

以上就是浮力这一章节的重中之重,看起来很简单,但实际操作起来可能不太容易,需要多练习,而中考中的浮力不会单独出现,通常是与密度、压强联合起来为难学生,但总归跑不出这些知识点,没有什么好办法,多练习,多纠错,重视错题,总结思路,熟能生巧吧!

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