词条 | 浮力定律 |
释义 | 浮力定律是由阿基米德发现的。 阿基米德是古希腊杰出的数学和力学奠基人,自幼聪颖好学,是一位善于观察思考并重理论与实践相结合的科学家。他对待科学研究的态度是勇于革新、勇于创造而又严肃认真,曾在几何学、静力学以及机械的民明创造方面都取得了巨大的成就。不幸的是在公元前212年,叙拉古被罗马军队占领,正在沙地上画着几何图形思考问题的阿基米德被闯进来的无知的罗马士兵杀死,终年75岁。 浮力定律的内容1.浮力及产生原因:浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)对它向上托的力叫浮力。方向:竖直向上;原因:液体对物体的上、下压力差。 2.阿基米德原理:浸在液体里的物体受到向上的浮力,浮力大小等于物体排开液体所受重力。 即F浮=G液排=ρ液gV排。 (V排表示物体排开液体的体积) 3.浮力计算公式:F浮=G-T=ρ液gV排=F上、下压力差 4.当物体漂浮时:F浮=G物 且 ρ物<ρ液 当物体悬浮时:F浮=G物 且 ρ物=ρ液 当物体上浮时:F浮>G物 且 ρ物<ρ液 当物体下沉时:F浮<G物 且 ρ物>ρ液 浮力F浮 (N) F浮=G物—G示 G示:物体在液体的重力 浮力F浮 (N) F浮=G物 此公式只适用物体漂浮或悬浮 浮力F浮 (N) F浮=G排=m排g=ρ液gV排 G排:排开液体的重力 m排:排开液体的质量 m排=ρ液V排 ρ液:液体的密度 ρ液=m排/V排 V排:排开液体的体积 V排=m排/ρ液 (即浸入液体中的体积) 当物体密度大于液体密度时,物体下沉.(直至悬浮/沉底) 当物体密度小于液体密度时,物体上浮.(直至悬浮/漂浮) 当物体密度等于液体密度时,物体悬浮. 浮力公式的推算 F 浮=F下表面-F上表面 =F向上-F向下 =P向上·S-P向下·S =ρ液·g·H·S-ρ液·g·h·S =ρ液·g·(H-h)·S =ρ液·g·△h·S =ρ液·g·V排 =m排液·g =G排液 稍加说明: (1)“F 浮=F下表面-F上表面”一般作为浮力产生原因,在同步学习(平时的考试)中,考一道填空或选择。在中考中不常出现,如果出现也只是考一道题。还要注意在最后一道浮力计算题中——不会做时,别忘了想想它。 (2)“F 浮=F下表面-F上表面”与“F浮=ρ液gV排=G排液”的联系,明白就够了,不会考。(形状不规则的物体,不好用“F下表面-F上表面”,所以不考。) (3)“F浮=ρ液gV排=G排液”最重要。 但这也没有什么可“推算”的——直接由阿基米德原理把文字表述变成式子就行了:浮力=排开液体所受重力——F浮=G排液=m排液·g =ρ液gV排 (4)给出浮沉条件(实心物体) ρ物>ρ液, 下沉 ,G物>F浮 ρ物=ρ液, 悬浮 ,G物=F浮 (基本物体是空心的) ρ物<ρ液, 上浮 ,G物=F浮 (静止后漂浮) (5)给出“露排比公式”——解漂浮题的重要公式 如果漂浮(这是重要前提!), 则:ρ物∶ρ液=V排∶V物。 其中,V物=V排+V露 它的变形公式 1. (ρ液-ρ物)∶ρ液=V露∶V物 2. ρ物∶(ρ液-ρ物)=V排∶V露 证明:∵漂浮 ∴F浮=G物,即ρ液gV排=ρ物gV物,即ρ液V排=ρ物V物,即ρ物∶ρ液=V排∶V物(交叉相乘) 原理阿基米德原理:浸在液体里的物体受到向上的浮力,浮力大小等于物体排开液体所受重力。 即F浮=G液排=ρ液gV排。 (V排表示物体排开液体的体积 F表示物体于气体和液体浮力 ) 使用范围:气体和液体 发现过程关于浮力定律的发现还流传着一个有趣的故事。相传古希腊的希洛王叫工匠做一顶纯金王冠。金王冠做得极其精致,可是有人告发说,工匠在制作王冠时用银子偷换了金子。国王叫阿基米德想办法在不损害王冠的情况下测出王冠里是否掺了假。于是,阿基米德便冥思苦想考虑如何解决这个难题。有一天,他到澡堂去洗澡。当他躺进澡盆时,发现自己身体越往下沉,盆里溢出的水就越多。而他则感到身体越轻。突然阿基米德欣喜若狂地跳出了澡盆,甚至忘记了穿衣服就直奔王宫,边跑边喊:“找到了,找到了!”阿基米德找到了什么?他找到的不仅是鉴定金王冠是否掺假的方法,而且是重要的科学原理,即浸没于水中的物体受到一个向上的浮力,浮力的大小等于它所排开水的重量,据此计算了金和银的含量。因为重量相同的物体,密度大的体积就小。金的密度大于银,因而金块和银块同重时,金块的体积必然小于银块体积,如把同重的金块和银块放入水中,那么金块排出的水就比银块排出的水少,而王冠排出的水在这两者之间,这就证明了王冠不是纯金的。他又利用数学计算,确定了王冠中掺了银子,而且数量与阿基米德计算的结果一样。也有人认为,阿基米德分加紧称出浸在水中的金、银和王冠的重量,由此测定了它们在水中减少的重量,从这些数据中他艰难地找到了答案。 浮力定律的意义浮力定律在航海等领域有重要意义,密度等重要的物理概念也通过浮力定律得到发展。 |
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