2020九年级物理浮力的计算方法
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计算浮力的4种方法浮力是一个物体在液体中受到的向上的力,它是由于物体在液体中排开了等量的液体而产生的。
浮力的大小等于排除的液体重量的大小。
浮力与物体在液体中的体积有关,与物体的质量无关。
下面将介绍浮力的四种计算方法。
1. 阿基米德原理(Archimedes' principle)阿基米德原理是描述浮力的基本原理,它指出一个浸入液体中的物体受到的浮力大小等于排除的液体的重量。
浮力可以用以下公式计算:浮力 = 排除的液体的重量 = 体积 ×密度 ×重力加速度其中,体积表示物体在液体中排除的体积,密度表示液体的密度,重力加速度表示地球上的加速度。
2. 等效原理(Equivalence principle)等效原理是将浸入液体中的物体的浮力等同于处于重力场中的物体的重力。
根据等效原理,浮力可以通过物体的重力计算。
具体而言,浮力等于物体在液体中的体积乘以液体的密度乘以重力加速度,公式与阿基米德原理相同。
3. 浸没法(Method of submersion)浸没法是一种用于确定物体浮力大小的实验方法。
首先测量物体在液体中的质量,并记录下该质量。
然后将该物体完全浸没在液体中,测量液体的体积变化,并根据液体的密度计算出排除的液体的质量。
最后,根据浸没前后的质量差异计算出浮力。
4. 公式法浮力还可以通过基于物体的形状和液体的特性的公式进行计算。
例如,对于完全浸入液体中的物体,可以使用以下公式计算浮力:浮力 = 体积 ×液体密度 ×重力加速度对于部分浸入液体的物体,可以使用以下公式计算浮力:浮力 = 浸没的体积 ×液体密度 ×重力加速度参考资料:1. Resnick, R., Halliday, D., & Walker, J. (2007). Fundamentals of Physics (8th ed.). John Wiley & Sons.2. Tipler, P. A., & Mosca, G. (2008). Physics for scientists and engineers (6th ed.). W. H. Freeman and Company.3. Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2013). Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics (9th ed.). Cengage Learning.。
浮力的四种计算方法浮力是物体在液体或气体中受到的向上的力,它是由于物体在液体或气体中受到的压力差所导致的。
浮力的大小和物体在液体或气体中的体积有关,同时也与液体或气体的密度有关。
在计算浮力时,可以使用四种不同的方法。
一、阿基米德原理阿基米德原理是计算浮力的基本原理。
根据阿基米德原理,物体在液体或气体中受到的浮力等于物体排开的液体或气体的重量。
公式表达为:浮力 = 排开的液体或气体的重量。
例如,当一个物体完全浸没在液体中时,它所受到的浮力等于物体的重量。
如果一个物体的质量为10千克,那么它所受到的浮力等于10千克乘以重力加速度。
二、密度法密度法是通过比较物体的密度和液体或气体的密度来计算浮力的方法。
根据密度法,如果物体的密度小于液体或气体的密度,那么物体将受到向上的浮力;如果物体的密度大于液体或气体的密度,那么物体将受到向下的浮力;如果物体的密度等于液体或气体的密度,那么物体将不受浮力的影响。
例如,在水中,如果一个物体的密度小于水的密度,那么它将受到向上的浮力;如果一个物体的密度大于水的密度,那么它将受到向下的浮力;如果一个物体的密度等于水的密度,那么它将不受浮力的影响。
三、质量法质量法是通过比较物体的质量和液体或气体的质量来计算浮力的方法。
根据质量法,物体所受到的浮力等于液体或气体的质量减去物体的质量。
公式表达为:浮力 = 液体或气体的质量 - 物体的质量。
例如,在空气中,如果一个物体的质量小于空气的质量,那么它将受到向上的浮力;如果一个物体的质量大于空气的质量,那么它将受到向下的浮力;如果一个物体的质量等于空气的质量,那么它将不受浮力的影响。
四、体积法体积法是通过比较物体的体积和液体或气体的体积来计算浮力的方法。
根据体积法,物体所受到的浮力等于液体或气体的体积乘以液体或气体的密度。
公式表达为:浮力 = 体积× 密度。
例如,在水中,如果一个物体的体积大于水的体积,那么它将受到向上的浮力;如果一个物体的体积小于水的体积,那么它将受到向下的浮力;如果一个物体的体积等于水的体积,那么它将不受浮力的影响。
计算浮力方法归纳浮力计算题方法总结:(1)确定研究对象,认准要研究的物体。
(2)分析物体受力情况画出受力示意图,判断物体在液体中所处的状态(看是否静止或做匀速直线运动) 。
(3)、选择合适的方法列出等式(一般考虑平衡条件) 。
计算浮力方法:①称量法: F 浮=G-F (用弹簧测力计测浮力) 。
②压力差法: F 浮=F 向上-F 向下(用浮力产生的原因求浮力,压力差法在柱形体或告知上下表面压力时才适用) 。
③漂浮、悬浮时, F 浮=G (二力平衡求浮力) 。
④F 浮=G 排或 F 浮=ρ液 V 排 g (阿基米德原理求浮力,知道物体排开液体的质量或体积时常用) 。
⑤天平法: F 浮=F= (m 2-m1)g常考题型 1 压力差题型例一个圆柱形物体悬浮在密度为1.2×103kg/m3 的盐水中如图, 已知圆柱体的横截面积是 10cm2,长度为 15cm,物体上表面到液面的距离为 5cm,物体上、下表面受到的压力多大?物体受到的浮力是多大?(g=10N/kg)常考题型 2 称重法题型例一个重 5N 的石块,挂在弹簧测力计上,将它浸没在盛满水的溢水杯中时弹簧测力计的示数是3N,则石块受到的浮力是___N,溢出水的重力是___N。
石块浸入溢水杯前后,杯底受到水的压强___(选填“变小”、“不变”或“变大”)常考题型 3.称重法与阿基米德原理综合利用例一合金块用弹簧测力计在空气中称重为 3.92N;浸没在水中称时,弹簧测力计上的示数为 2.94N;如将它浸没在待测液体中,受到的浮力是 1.176N,(g=9.8N/kg)求:(1)合金块在水中受到的浮力;(2)在待测液体中弹簧测力计的示数;(3)待测液体的密度.判断浮沉才能做题目 稳定后状态 漂浮 悬浮 沉底漂浮问题“五规律”: (历年中考频率较高, )规律一:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力;规律二:同一物体在不同液体里,所受浮力相同;规律三:同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小; 规律四: 漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几, 物体密度就是液 体密度的几分之几;例 一物体漂浮在密度为ρ的液体中, 若露出体积为物体总体积的 1/3,则 物体密度为(2/3) ρ分析: F 浮 = G 则:ρ液 V 排 g = ρ物 Vgρ物= ( V 排/V ) · ρ液= 32 ρ液规律五:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大 的浮力。
浮力公式初中物理浮力是物体在液体中受到的向上的力,是由于液体对物体的压力差所造成的。
浮力公式可以通过浮力的定义和阿基米德原理来推导得出。
首先,我们来看一下浮力的定义。
根据浮力的定义,浮力的大小等于液体对物体上表面的压力减去液体对物体下表面的压力。
设物体在液体中的上表面积为A,下表面积为A',液体对物体的上表面的压力为P,下表面的压力为P',则浮力F等于P*A-P'*A'。
然后,我们来看一下阿基米德原理。
阿基米德原理指出:物体在液体中受到的浮力大小等于物体排开液体的体积乘以液体的密度,即F=V*ρ*g,其中V为物体排开液体的体积,ρ为液体的密度,g为重力加速度。
接下来,我们将两个公式进行等式化处理。
由于浮力等于物体排开液体的体积乘以液体的密度,即F=V*ρ*g,我们可以得到物体排开液体的体积V等于浮力F除以(ρ*g),即V=F/(ρ*g)。
将V代入到浮力公式中,可以得到浮力F等于P*A-P'*A',即F=(P-P')*A。
将V代入到V=F/(ρ*g)中,可以得到F=ρ*g*V。
由于物体的体积V等于物体受到的上表面的压力P乘以A,即V=P*A,下表面的压力P'乘以A',即V=P'*A',我们可以得到P*A-P'*A'=ρ*g*(P*A-P'*A')。
整理得到P*A-ρ*g*P*A=P'*A'+ρ*g*P'*A',即P*A*(1-ρ*g)=P'*A'*(1+ρ*g)。
将式子两边同时除以(1-ρ*g),可以得到P*A=P'*A'*(1+ρ*g)/(1-ρ*g)。
由于A和A'都是物体的面积,根据面积的定义,A=l*w,即长度乘以宽度。
将A代入到式子中,可以得到P*l*w=P'*l'*w'*(1+ρ*g)/(1-ρ*g)。
浮力的计算公式及应用
引言
浮力是物体在液体中受到的向上的力,它是由于物体在液体中排开一定体积的液体而引起的。
本文将介绍浮力的计算公式及其应用。
浮力的计算公式
根据阿基米德定律,浮力的大小等于物体排开的液体的重量。
根据物理学原理,浮力可以用以下公式进行计算:
浮力(F)= 密度(ρ) * 体积(V) * 重力加速度(g)
其中,密度是液体的密度,体积是物体排开的液体体积,重力加速度是地球上的重力加速度。
浮力的应用
浮力是许多实际应用中重要的概念。
以下是几个浮力的应用示例:
1. 漂浮物体:根据浮力原理,密度比液体小的物体将会浮在液体表面上。
例如,船只和游泳用具可以浮在水中。
2. 水密封:浮力也可以用于实现水密封。
当一个物体被浸泡在液体中时,液体将会填充物体上的空间,阻止空气进入。
例如,潜水衣可利用浮力来形成水密封,使潜水员保持干燥。
3. 气球:气球是使用浮力的另一个常见例子。
当气球中充满气体时,气球的平均密度会小于周围空气的密度,从而产生浮力,使气球能够飘浮在空中。
结论
浮力是液体中物体所受的向上的力,可以通过密度、体积和重力加速度进行计算。
浮力在许多实际应用中起着重要的作用,包括漂浮物体、水密封和气球。
了解和应用浮力的原理可以帮助我们更好地理解液体中的物体行为和设计各种工程应用。
参考文献:
- 网址1
- 网址2
- 网址3。
初中物理力学部分浮力的原理及浮力的计算方法物体在液体中处于静止或运动时,会受到液体对它施加的一种垂直向上的力,这个力就是浮力。
浮力的大小与物体在液体中排开的液体体积成正比。
根据阿基米德原理,浮力等于物体排开的液体的重量。
浮力的计算公式为:F浮= ρ液体 × g × V物体其中,F浮是浮力,ρ液体是液体的密度,g是重力加速度,V物体是物体在液体中的排开体积。
浮力的大小与物体在液体中的排开体积有关。
当一个物体完全浸没在液体中时,物体排开的液体体积等于物体的体积。
浮力与物体的体积成正比,所以大体积的物体浮力大,小体积的物体浮力小。
在液体中,浮力的方向总是垂直向上的,且大小等于物体排开的液体的重量。
如果物体的重力大于浮力,则物体会沉入液体中;如果物体的重力小于浮力,则物体会浮在液体表面上;如果物体的重力等于浮力,则物体会悬浮在液体中。
根据以上原理,可以进行一些浮力的计算实例:实例一:一个体积为500 cm³的物体完全浸没在某液体中,液体的密度为0.8 g/cm³,重力加速度为9.8 m/s²,求该物体所受到的浮力。
解:首先将液体的密度转换为SI单位,即0.8 g/cm³ = 800 kg/m³。
然后计算排开的体积V物体 = 500 cm³ = 0.0005 m³。
代入浮力的计算公式:F浮 = 800 kg/m³ × 9.8 m/s² × 0.0005 m³ = 3.92 N所以,该物体所受到的浮力为3.92 N。
实例二:一块质量为50 kg的物体悬挂在空气中并通过绳子部分浸没在水中,求该物体所受到的浮力和重力。
解:首先确定物体在水中的排开体积V物体。
根据该物体在空气中悬挂时的质量,可以计算出其体积为V物体 = m物体/ρ水 = 50 kg / 1000 kg/m³ = 0.05 m³。
浮力的四种计算方法
1、浮力大小测定
物体所受的浮力等于物体在液面外弹簧秤读数F1(即为物体的重力G)与浸在液体中弹簧秤读数F2之差。
即F浮=F1-F2
2、浮力产生原因分析
如果物体与容器底部不密合情况下,浸在液体里的物体,由于液体内部的压强随深度的增加而增加,所以物体受到向上压力大于向下压力,物体受到向上与向下的压力差即为物体受到的浮力。
即F浮=F上-F下。
浮力的方向总是竖直向上的;如果物体底部与容器底部密合时,则底部受向上的压力为零,即浮力也为零。
3、对浮体或悬浮体,由平衡条件可知:F=G
如果题中已知明确是浮体问题,应抓住浮体平衡条件来求F=G,但往往题目给予一些条件(如多余),需要先进行判断物体所处的状态。
即弄清物理情景,才能得出正确的结果。
4、运用阿基米德原理求浮力即F浮=ρ液gV排
综上所述,解题时往往根据具体题给条件进行分析、判断,明确物理情景,然后由已知条件选择计算浮力的最佳途径,还可求出与浮力有关的如液体密度、排开液体的体积等一系列问题。
浮力是初中物理中的重点内容,也是初中学生感到难度最大、综合性最强的部分。
教学中发现同学对如何计算物体的浮力,往往只会套用公式,不会灵活运用。
如何能让同学理清思路,正确、快捷地解决浮力这一类问题,下面结合实例从浮力的测定、产生原因、物体平衡知识及阿基米德原理,。
九年级物理知识点浮力浮力是物理学中的一个重要概念,它在九年级的物理学知识点中占据着重要地位。
本文将对九年级物理知识点中的浮力进行详细讨论。
一、浮力的定义与原理浮力是指物体在液体或气体中受到的向上的力。
根据阿基米德定律,浮力的大小等于排开自身体积的液体或气体所产生的压力。
具体而言,物体受到的浮力等于被物体所排开的液体或气体的重量。
二、浮力的计算公式浮力的计算可以使用以下公式:F浮= ρ×V×g其中,F浮代表浮力,ρ代表液体的密度,V代表物体在液体中浸没的体积,g代表加速度重力常数。
三、浮力与物体浸没的关系根据阿基米德定律,当一个物体浸没在液体中时,物体所受浮力等于所排开的液体的重量。
当物体的密度小于液体的密度时,物体会受到一个向上的浮力,从而浮起。
当物体的密度大于液体的密度时,物体会受到一个向下的浮力,从而沉入液体。
只有当物体的密度等于液体的密度时,物体才会在液体中悬浮。
四、浮力的应用浮力在生活中有着广泛的应用。
以下是几个常见的例子:1. 水上漂浮:由于人体的平均密度小于水的密度,所以人在水中会受到一个向上的浮力。
这使得人可以在水上漂浮。
2. 鱼类的游泳:鱼类身体密度略大于水的密度,但鳍和尾巴的形状可以减小水对鱼的阻力,从而减小身体所受的浮力,使鱼能够游动。
3. 气球漂浮:气球内充满了气体,气体的密度小于周围空气的密度,因此气球受到一个向上的浮力,使其能够漂浮在空中。
4. 潜水艇的上下浮沉:潜水艇可通过改变内部的浮力来实现上下浮沉。
通过控制进入或排出艇内的水或气体,潜水艇可以改变自身的密度,从而控制浮力,实现上下移动。
五、浮力的影响因素浮力的大小受到几个主要因素的影响:1. 液体或气体的密度:密度越大,浮力越大。
2. 物体在液体中浸没的体积:体积越大,排开的液体或气体越多,浮力越大。
3. 加速度重力常数:加速度重力常数越大,浮力越大。
六、浮力与重力的平衡当物体受到浮力和重力的作用时,两者会达到平衡,物体处于浮力和重力的平衡状态。
物理中浮力的几种计算方法
在物理学中,浮力是指物体在液体或气体中受到的向上的力,可以通过以下几种方法来计算浮力:
1. 计算物体的密度:物体的密度可以通过将物体的质量与物体体积相乘来计算。
例如,如果一个物体的质量为1kg,体积为1cm3,那么它的密度就是0.01g/cm3。
根据密度公式,浮力等于物体排开的液体或气体的重量,即:
F = ρVg
其中,F是浮力,ρ是物体的密度,V是物体的体积,g是重力加速度。
2. 利用阿基米德定律:阿基米德定律表明,浮力的大小和物体所排开的液体或气体的重量相等,且等于物体的重量。
因此,我们可以通过将物体的重量与阿基米德定律计算出排开液体或气体的重量,进而计算出浮力。
例如,如果一个物体的重量为0.5kg,它排开的液体或气体的重量可以通过将物体重量除以物体体积来计算,即:
F = (0.5kg ÷ 1cm3)×10N/kg=5N
此时,浮力为5N。
3. 利用浮力公式:浮力公式表明,浮力的大小和物体所排开的液体或气体的体积相等,且等于物体排开的液体或气体的重量。
因此,我们可以通过将物体的体积和排开液体或气体的体积相乘,然后将它
们与液体或气体的重量相除来计算浮力。
例如,如果一个物体的质量为1kg,体积为1cm3,它排开的液体或气体的重量可以通过将物体排开液体或气体的体积乘以液体或气体的重量来计算,即:
F = ρVg = 0.01kg/cm3 × 1cm3 × 9.8N/kg = 9.8N
此时,浮力为9.8N。
这些方法可以单独或结合使用来计算物体在液体或气体中的浮力。
初中浮力的七个公式
1、浮力的定义:浮力是指物体在流体中所受的上升作用力,它是
抗拉力的一种。
当物体沉入流体中时,浮力会使物体受力而上升;当
物体超浮时,浮力会使物体受力而压下去。
2、浮力的公式:(1)极端浮力公式:F = ρgV,其中,ρ(ρ)是流体
的密度、g(g)是重力加速度,V(V)是物体的体积。
(2)抛物面浮力公式:F=ρgV/2,其中,ρ(ρ)是流体的密度、g(g)是重力加速度,V(V)是物体的体积。
(3)非计算机中的浮力公式:F=ρgVsinα/2,其中,ρ(ρ)是流体的密度、g(g)是重力加速度,V(V)是物体的体积,α(α)是物体表面
与水平面的夹角。
(4)垂直浮力公式:F=ρgVcosα,其中,ρ(ρ)是流体的密度、g(g)是重力加速度,V(V)是物体的体积,α(α)是物体表面与水平面的
夹角。
(5)钢管浮力公式:F=ρgV,其中,ρ(ρ)是流体的密度、g(g)是
重力加速度,V(V)是物体的体积,R(R)是物体表面的半径。
(6)水体自收缩浮力公式:F=ρg横截面积,其中,ρ(ρ)是流体的密度、g(g)是重力加速度,横截面积(A)是水体上表面与下表面的自
收缩面积之和。
(7)等比浮力公式:F=ρgV/3,其中,ρ(ρ)是流体的密度、g(g)是重力加速度,V(V)是物体的体积。
总之,在学习浮力物理学的时候,我们需要记住以上7个浮力公式,这些公式可以帮助我们研究物体在流体中的漂移问题、物体泵送系统的设计、物体沉浮问题等。
并且,在实际的工程实践中也要结合各种情况对这些公式做适当的修正。
最重要的,要做大量的试验以验证物理学理论的正确性。
有关浮力的公式浮力是物体在液体或气体中受到的向上的力,其大小等于所排开的液体或气体的重量。
根据阿基米德原理,浸泡在液体或气体中的物体受到的浮力大小等于所排开的液体或气体的重量,而与物体本身的重量无关。
浮力可以通过以下公式来计算:浮力 = 密度× 重力加速度× 所排开的液体或气体的体积其中,浮力的单位为牛顿(N),密度的单位为千克/立方米(kg/m^3),重力加速度的单位为米/秒^2(m/s^2),体积的单位为立方米(m^3)。
根据上述公式,我们可以看到浮力与排开液体或气体的体积成正比。
当物体完全浸泡在液体或气体中时,它所排开的体积等于物体自身的体积。
因此,浮力也可以用以下公式来计算:浮力 = 密度× 重力加速度× 物体的体积这个公式常用于计算物体在液体中的浮力。
但需要注意的是,在气体中计算浮力时,由于气体的密度很小,因此可以简化为:浮力≈ 重力× 物体在液体中的体积这个近似公式对于一些轻质物体在气体中受到的浮力的计算比较常用。
除了上述浮力的公式之外,我们还可以通过物理学家阿基米德提出的阿基米德原理来理解浮力。
阿基米德原理指出:当物体处于液体或气体中时,其受到的浮力等于被物体所排开的液体或气体的重量。
这一原理可以用以下公式表示:浮力 = 物体排开的液体或气体的重量其中,物体排开液体或气体的重量等于排开液体或气体的体积乘以液体或气体的密度乘以重力加速度。
因此,该公式与前述公式是等价的。
浮力在许多实际应用中都起着重要的作用。
例如,浮力解释了为什么一个船或潜艇可以浮在水面上,以及为什么气球可以漂浮在空中。
浮力也可以用于测量物体的密度,通过测量物体在空气中所受的浮力,再通过公式计算出物体的密度。
此外,浮力还可以用于设计和制造各种浮体,如救生衣、浮标和潜水衣等,以提供浮力和保证人体的安全。
浮力还可以在工程和建筑领域中发挥重要的作用,如在建筑物的沉降和浮起控制中起到关键的调节作用。
浮力的四种计算方法
1、浮力大小测定
物体所受的浮力等于物体在液面外弹簧秤读数F1(即为物体的重力G)与浸在液体中弹簧秤读数F2之差。
即F浮=F1-F2
2、浮力产生原因分析
如果物体与容器底部不密合情况下,浸在液体里的物体,由于液体内部的压强随深度的增加而增加,所以物体受到向上压力大于向下压力,物体受到向上与向下的压力差即为物体受到的浮力。
即F浮=F上-F下。
浮力的方向总是竖直向上的;如果物体底部与容器底部密合时,则底部受向上的压力为零,即浮力也为零。
3、对浮体或悬浮体,由平衡条件可知:F=G
如果题中已知明确是浮体问题,应抓住浮体平衡条件来求F=G,但往往题目给予一些条件(如多余),需要先进行判断物体所处的状态。
即弄清物理情景,才能得出正确的结果。
4、运用阿基米德原理求浮力即F浮=ρ液gV排
综上所述,解题时往往根据具体题给条件进行分析、判断,明确物理情景,然后由已知条件选择计算浮力的最佳途径,还可求出与浮力有关的如液体密度、排开液体的体积等一系列问题。
浮力是初中物理中的重点内容,也是初中学生感到难度最大、综合性最强的部分。
教学中发现同学对如何计算物体的浮力,往往只会套用公式,不会灵活运用。
如何能让同学理清思路,正确、快捷地解决浮力这一类问题,下面结合实例从浮力的测定、产生原因、物体平衡知识及阿基米德原理,。
浮力计算公式浮力计算公式是什么
浮力是指浸在流体内的物体受到流体竖直向上托起的作用力。
浮力的定义式为F浮=G排,计算公式为:F浮=ρ液gV排,其中,ρ液表示液体的密度,单位为千克/立方米;g表示常数,g=9.8N/kg;V排表示排开液体的体积,单位为立方米。
物体在液体中所受浮力的大小,只跟它浸在液体中的体积和液体的密度有关,与物体本身的密度、运动状态、浸没在液体中的深度等因素无关。
在水中,虽然比水密度大的物体会下沉,比如石头、铁块;比水密度小的物体会上升,比如塑料、木头,但是它们本身的浮力不变。
(注:ρ读作rou,一声;9.8N/kg读作9.8牛每千克)。
计算浮力的4种方法浮力是物体在液体中受到的上升力,是由于液体对物体的压力差所产生的。
计算浮力是研究物体在液体中浮沉状态的重要方法之一。
下面将介绍四种计算浮力的方法。
方法一:阿基米德原理阿基米德原理是计算浮力的基本原理,它指出:浸泡在液体中的物体所受到的浮力等于所排开的液体的重量。
具体计算步骤如下:1. 确定物体在液体中的体积,称为物体体积。
2. 确定液体的密度,称为液体密度。
3. 根据阿基米德原理,浮力等于物体体积乘以液体密度再乘以重力加速度。
4. 根据计算公式,计算出浮力的数值。
方法二:物体重量与浮力的差值根据浮力的定义,浮力等于物体所受到的液体的重力。
因此,可以通过比较物体的重量和浮力的大小来计算浮力。
具体计算步骤如下:1. 称量物体的质量,得到物体的重量。
2. 根据液体的密度和物体的体积,计算出液体对物体的浮力。
3. 将物体的重量与液体对物体的浮力进行比较,得到浮力的大小。
方法三:浸泡法浸泡法是通过浸泡物体的方式来计算浮力。
具体计算步骤如下:1. 将物体完全浸泡在液体中,确保物体没有部分暴露在液体外面。
2. 记录物体在液体中的重量,称为物体的湿重。
3. 将物体悬空,不接触液体,记录物体的重量,称为物体的干重。
4. 根据物体的湿重和干重的差值,计算出浮力的大小。
方法四:倾斜天平法倾斜天平法是通过利用倾斜天平的原理来计算浮力。
具体计算步骤如下:1. 将物体放在一个倾斜的天平上,使得物体的一部分浸泡在液体中,另一部分暴露在液体外面。
2. 调整倾斜角度,使得物体在倾斜天平上保持平衡。
3. 记录天平的倾斜角度。
4. 根据倾斜角度和天平的刻度,计算出浮力的大小。
计算浮力的四种方法包括阿基米德原理、物体重量与浮力的差值、浸泡法和倾斜天平法。
每种方法都有其适用的场景和计算步骤,根据实际情况选择合适的方法进行计算,可以准确获得物体在液体中受到的浮力大小。
浮力各类型简单计算浮力的计算方法①浮力等于物体受到液体对它向上和向下的压力差。
即:F浮=F向上-F向下。
②浮力等于物体的重力减去物体浸在液体中的拉力。
即:F浮=G物-F拉③根据阿基米德原理计算。
F浮=G排液=ρ液gv排变形公式v排= F浮/ρ液g ρ液= F浮/gv排④根据物体漂浮在液面或悬浮在液体中的条件F浮=G物,应用二力平衡的知识求物体受到的浮力。
1.一个物体的体积是0.4 dm3,完全浸没在水中,它受到的浮力是多少?如果这个物体重4 N,它在水中将是上浮、下沉还是悬浮?(g=10N/kg)2.边长均为2cm实心正方体的木块和铁块,木块密度为0.6×103kg/m3. 将它们放入水中,待其静止时,分别求出木块和铁块受到的浮力(g=10N/kg)3.重力为54N的实心铝球浸没在水中时,铝球受的浮力是多大?(ρ铝=2.7×103kg/m3g=10N/kg)2.边长为10cm的实心立方体木块轻轻地放入盛满水的大烧杯内。
待木块静止时,从杯中溢出600g水,如图7-7所示:求:(1)木块受到的浮力;(2)木块的密度;(3)木块下表面受到的水的压强;图7-74.有一体积是0.5dm3的木块,投入水中稳定时受到的浮力是多大? (ρ木=0.6×103kg/m3g=10N/kg)5.密度是0.6×103 kg/ m3的木块,体积是4 m3当它浮在水面上时,取g=10 N/kg,求:(1)木块重力;(2)木块受到的浮力;(3)木块排开水的体积;(4)木块露出水面的体积.6.密度为0.9×103kg/m3质量为8.1千克石蜡,(g=10N/kg)(1)放入足量水中,石蜡受到的浮力多大?(2)若放入密度为0.8×103kg/m3煤油中,浮力是多少?7.某物体悬浮在煤油中,受到的浮力为15.68牛,求:(g=9.8N/kg)(1)物体的体积?(2)若将此物体放入水中,它露出水面的体积为多大?(煤油密度为0.8×103kg/m3)8.一质量为100克的物体,放入装满水的杯子中,溢出了40克水,求: (g=10N/kg) (1)该物体所受的浮力;(2)该物体的密度是多少?9.把一密度为0.6×103kg/m3体积为100cm3的木块轻轻地放入一装满水的木桶中,求:(1)木块露出水面的体积;(2)溢出水的质量。
浮力的计算方法
初中《物理》“浮力”一节内容不多,但该节知识容易拓展延伸,有关浮力的问题变化多端,如果学生仅停留在课本中
有限的知识中,不善于拓展整理,无法适应题目的变化,
结果将会迷失在题海中。
本文试图剖析浮力的本质,归纳
出有关浮力的计算方法,供教师指导学生复习参考。
一、浮力的来源
设想一个立方体浸没在水中,如图1所示,它的6个表面都受到水的压力,它的左右、前后两侧受到的压力是大小
相等、方向相反的,即受力互相平衡;只有上下两个表面
由于深度不同,水的压强不同,受到水的压力也因而不相
等。
下表面受到水向上的压力F1大于上表面受到水向下的压力F2,向上和向下这两个压力之差就是液体对浸入物体
的浮力。
浮力的方向总是竖直向上的,与重力的方向相反。
二、浮力大小的计算方法
1.两次称量求差法
由上面的分析知道,浮力的方向是竖直向上的,与重力的
方向刚好相反,所以先用弹簧测力计称出物体在空气中的
重力F1,然后把物体浸入液体中,这时弹簧测力计的读数
为F2,则。
例1一个重2N的钩码,把它挂在弹簧测力计下浸没在
水中时,弹簧测力计的读数是1.2N,则钩码受到的浮力
是
解析由得
2.二力平衡法
把一个物体浸没在液体中让其从静止开始自由运动,它的
运动状态无非有三种可能:下沉、不动或上浮。
物体浸没
在液体中静止不动,叫做悬浮,上浮的物体最终有一部分
体积露出液面,静止在液面上,叫做漂浮。
下沉的物体最
终沉入液体的底部。
根据物体的受力平衡可知,悬浮和漂
浮的物体,浮力等于重力,即
而下沉后的物体还要受到容器壁的支持力,故
,即
例2一轮船由海里航行到河里,下列说法正确的是()A.轮船在河里受到的浮力大
B.轮船在海里受到的浮力大
C.轮船所受浮力不变
D.无法确定浮力的大小
解析轮船由海里航行到河里,根据轮船漂浮的特点可
知,其所受的浮力大小等于物体的重力,故正确答案为选
项C。
3.阿基米德原理法
阿基米德原理的内容是:浸入液体中的物体受到向上的浮
力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力,即
阿基米德原理法常常与二力平衡法相结合使用。
例3如图2所示,把一个小球分别放入盛满不同液体的
甲、乙两个溢水杯中,甲杯中溢出液体的质量是400g,乙杯中溢出液体的质量是500g,则小球质量是________g。
解析根据阿基米德原理知,图甲中小球受到的浮力为
图乙中小球受到的浮力为
而图甲中小球是沉入液体底部的,由二力平衡法分析知
,图乙中小球是漂浮在液体表面的,故。
即,
故。
4.公式法
由阿基米德原理知
这是求浮力常用的公式。
例4三个直径相同的甲球、乙球、丙球分别放入水中,
最终平衡时如图3所示,则受到的浮力大小关系是
________。
解析三球浸入水中的体积关系为,由浮力公式知。
浮力公式是解决浮力大小问题的重要工具,它与其他几种
方法相结合,可以解决几乎所有的浮力大小的计算问题。
下面根据公式法与二力平衡法来推导实心物体在液体中
的沉浮条件。
由二力平衡法的分析知,实心物体完全浸没在液体中有上
浮、静止和下沉三种可能:
当时,下沉;当时,悬浮;当时,上浮,最后漂浮。
由浮力公式知
又
因为物体浸没在液体中,故。
联立以上各式得:当时,物体将下沉;当时,物体处于悬浮状态;当时,物体将向上运动,最后
处于漂浮状态。
这是一个重要的结论,请看下面的例题。
例5测定人体血液密度的方法是:在几支试管内分别装
入密度不同的硫酸铜溶液,再向每支试管内滴入一滴血
液,若血液在某一支试管内悬浮,那么血液的密度就
________(填大于、等于或小于)该试管内硫酸铜溶液的
密度。
解析因为血液在试管内硫酸铜溶液中处于悬浮,故ρ血液=ρ硫酸铜,血液的密度等于该试管内硫酸铜溶液的密度。
三、综合应用
对于综合性题目,即浮力与密度、压强、二力平衡条件和
杠杆等相结合类题目,只要灵活运用以上各种方法,问题
可以得到顺利解决。
请看以下几个例题。
例6某同学利用同一密度计来测量和比较甲、乙两种液
体的密度,其测量情况如图4所示,则甲、乙两种液体的密度关系是()
A.
B.
C.
D.不能确定
解析图中甲、乙两种液体都能使密度计漂浮在液面上。
由二力平衡法知F浮甲=F浮乙=G物,又因为密度计浸入液
体甲中的体积大于浸入液体乙中的体积。
即。
由公式法知,,故有
由知
故选项C是正确的。
例7 图5是一饮水机结构的剖面示意图,控水槽中浮体
A与阀门C通过一轻杆相连,已知桶内纯净水的水位高
40cm,阀门C横截面积是1cm2,不计浮体A、阀门C本身的质量,求保持一定水位时,浮体A受到的浮力是多少?解析先对浮体A进行受力分析,浮体A受到浮力和阀门C对浮体A的压力而平衡,故。
阀门C对浮体A的压力与浮体A对阀门C的支持力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,故浮体A对阀门C 的支持力也等于浮体A的浮力,即
再对阀门C作受力分析,因不计重力,阀门C受到水的压力和浮体A的支持力而平衡,故,所以
例8一块冰浮于水面上,那么当冰熔化后,其水面高度
是否变化?如果冰里含有石块或木块,水面高度又如何变
化?
解析要判断冰熔化前后水面高度的变化情况,就要比较
熔化前的V排与熔化后的大小,是木块或石头在冰熔化后排开水的体积。
(1)若冰里无杂质,设冰的质量为m冰,熔化后冰变成水的质量为m冰化水。
因为冰熔化前是漂浮,故
,
即,
熔化后,又
故,
故冰熔化前后水面高度不发生变化。
(2)若冰中含有木块,则冰熔化前由冰与木块处于漂浮
可知。
,即
冰熔化后由(1)知
由于木块漂浮,有
故,即
所以,
故冰熔化前后水面高度无变化。
(3)若冰中含有石块,则冰熔化前由于冰块与石块处理。
漂浮,则
,即。
当冰熔化成水后,因为,石块下沉,则
,
故。