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必備知識
方法技巧
知識　浮力
一、浮力的定義、方向及產(chǎn)生原因
1.定義:浸在液體(或氣體)中的物體受到液體(或氣體)向上托的力。
2.浮力方向:與重力方向相反,豎直向上。
3.產(chǎn)生原因:浸沒在液體中的物體,其上、下表面受到液體對它的壓力不同。如圖所示,以長方體為例。
①其前后、左右兩個相對的側(cè)面對應(yīng)深度相同、面積相同,則所受液體的壓力等大
反向,即合力為0。
②其上、下表面所處的深度h1表面的受力面積是相同的,所以液體對長方體上、下表面的壓力F1面存在壓力差,合力方向向上。
二、阿基米德原理
1.內(nèi)容:浸在液體中的物體受到豎直向上的浮力,浮力的大小等于它排開的液體所受的重力。
2.公式:F浮=G排=m排g=ρ液gV排

變形式:V排= ,ρ液= 。
3.適用于液體和氣體。計算物體在氣體中受到的浮力時,公式中的ρ液要改為ρ氣。
4.浮力的大小只與ρ液和V排有關(guān),與物體的重力、體積、密度、形狀和在液體中的深度等無關(guān)。
上浮 下沉 懸浮 漂浮 沉底

F浮>G F浮ρ液>ρ物 ρ液<ρ物 ρ液=ρ物 V排=V物 ρ液>ρ物 V排V排=V物
處于動態(tài)(運動狀態(tài)不斷改變),受非平衡力作用 可以停留在液體中的任何位置 “上浮”過程的最終狀態(tài) “下沉”過程的最終狀態(tài)
處于平衡狀態(tài),受平衡力作用 三、物體的浮沉條件
四、浮沉條件的應(yīng)用
1.輪船:采用的方法是空心法,增大體積,使得它排開更多的水,從而增大浮力。最終F浮=G總。
排水量(m排):滿載時排開水的質(zhì)量=船的質(zhì)量+貨物的質(zhì)量。
排開液體的重力G排=m排g;輪船受到的浮力F浮=G排;輪船和貨物總重G總=F浮。
2.潛水艇:浸沒在水中后排水體積不變,靠改變自身重力來實現(xiàn)沉浮。
3.氣球:氣球內(nèi)充有密度小于空氣的氣體(如氫氣或熱空氣),氣球的總重力小于浮力。注:氣球無法
無限上升。
飛艇:飛艇是靠改變自身重力來實現(xiàn)浮沉的。
4.密度計:原理是漂浮時密度計所受浮力不變,F浮=G。因為F浮=ρ液gV排,液體密度不同,密度計排開液
體的體積不同,液面所對應(yīng)的位置也就不同。刻度上小下大、刻度不均勻。
漂浮和懸浮的比較
疑點難點
漂浮 懸浮
物體位置 一部分體積在液面上方 全部在液面下方
V物和V排的關(guān)系 V排浮力大小 F浮=G物 F浮=G物
受力情況 受平衡力,如圖 受平衡力,如圖

方法　計算浮力的四種方法
　　浮力的計算是浮力學(xué)習(xí)中的一個難點,其計算方法可概括為下面四種。
1.稱重法:由于浮力的方向豎直向上,與重力的方向剛好相反,因此可以先把物體掛在彈簧測力計
上,測得物體在空氣中的重力G,再把物體浸沒在液體中,記下彈簧測力計的示數(shù)F拉,則物體在這種
液體中所受的浮力F浮=G-F拉。此法適用于求解在液體中下沉的物體所受到的浮力。
2.壓力差法:根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因,物體浸在液體中受到的浮力等于物體受到的液體向上和向下的
壓力差,即F浮=F向上-F向下(F向上表示物體下表面受到的液體向上的壓力,F向下表示物體上表面受到的液體向下的壓力)。此方法多用于求解形狀規(guī)則的物體受到的浮力。
3.原理法:根據(jù)阿基米德原理,浸入液體中的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于物體排開的液體受到的重力(表達(dá)式為F浮=G排=ρ液V排g)。此方法適用于所有浮力的計算。
4.平衡法:物體處于漂浮或懸浮狀態(tài)時,物體受到的浮力與重力是一對平衡力,因此,只要知道物體的重力,就可以得到浮力的大小,即F浮=G物=ρ物V物g(推導(dǎo)可得ρ液V排g=ρ物V物g)。
例 小明根據(jù)“物體的浮沉條件(已知ρ鋼材>ρ水)”提出質(zhì)疑:為什么用鋼鐵材料制成的金屬塊在水
中會下沉,而用鋼鐵材料制成的輪船卻能漂浮在水面上 針對小明的問題,小華利用實驗進(jìn)行了解
釋。小華先將一塊實心橡皮泥放入水中,橡皮泥會下沉,如圖甲所示;將橡皮泥從水中撈出,捏成小
船的形狀,再放入水中,橡皮泥就可以漂浮在水面上,如圖乙所示。
依據(jù)小華的實驗回答下列問題:(在橫線上填寫“>”“<”或“=”)
(1)兩次橡皮泥所受的重力G甲和G乙的大小關(guān)系是G甲　　　 G乙。
(2)兩次橡皮泥所受的浮力F甲和F乙的大小關(guān)系是F甲　　　 F乙。
(3)兩次橡皮泥排開水的體積V甲和V乙的大小關(guān)系是V甲　　　 V乙。
=
<
<
甲
乙
變式1　放有適量水的燒杯置于水平桌面上。將一木塊浸沒到水中一定深度后撤去外力,木塊開
始上浮,如圖所示,最后漂浮,且有五分之二體積浸入水面。下列敘述中,正確的是 (　 )
C
A.在露出水面之前,木塊所受浮力增大
B.木塊的密度為0.6克/厘米3
C.木塊在浸沒和漂浮兩種情況下,水對燒杯底的壓強不相同
D.當(dāng)木塊漂浮時,向水中一直加入食鹽,木塊排開液體體積一直變小

甲 乙 丁 丙

(1)如甲圖所示,用彈簧測力計測出一滿袋水的重力為2 N(不計袋子厚度和重力),如乙圖所示,將水
袋浸入水中,靜止時彈簧測力計示數(shù)為1.2 N,此時水袋所受浮力為　 N;
(2)設(shè)丙圖中水袋受到的浮力為F浮,排開水所受到的重力為G排,則F浮　　　 G排(選填“=”或
“≠”);
(3)丁圖,水袋浸沒在水中,靜止時彈簧測力計示數(shù)為0 N。由此　　　 (選填“能”或“不能”)
得到結(jié)論:此時水袋受到的浮力等于它排開水所受到的重力。
0.8
=
能
變式2　如圖是“探究阿基米德原理”的實驗,其步驟如下:
變式3　如圖甲所示,金屬塊在細(xì)繩豎直向上的拉力作用下從水中開始一直豎直向上做勻速直線
運動,上升到離水面一定的高度處。圖乙是繩子拉力F隨時間t變化的圖像,求:(g=10 N/kg)

(1)物體的質(zhì)量。
(2)物體浸沒在水中時,受到的浮力大小。
(3)物體的密度。
5.4 kg
20 N
2.7×10 3 kg/m3

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