2016中考复习:“一二三四”学浮力

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2016中考复习:“一二三四”学浮力

公主 马老师

发布日期:2016-04-20 04:42:17

一、一个原理:阿基米德原理 阿基米德原理是浮力的重中之重,要熟悉通过探究实验得出该原理的过程。理解阿基米德原理的原始公式及其变形公式。 阿基米德原理:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。表达式F浮= G排 = m排g=ρ液gV排。物体所受的浮力只与ρ液和V排两个因素有关。 深刻理解关键词是掌握阿基米德原理的关键: (1)浸在包括部分浸入和浸没。物体只有一部分体积浸入液体中时,所受浮力较小,随着物体浸入液体体积的增大,物体所受的浮力增大;当物体全部浸入液体中(即浸没)时,所受浮力最大。物体浸没在液体中后,由于物体排开液体的体积(质量、重力)不再发生变化,故物体所受的浮力不再发生变化,即物体浸没在液体中后,物体所受的浮力与其所处的深度无关。 (2)排开与排出的关系: ①物体浸在液体中时,若液面到达了溢水口处,且有液体溢出,V排开=V上升+V排出; ②物体浸在液体中时,若液面没有到达溢水口处,V排出=0,此时V排开=V上升; ③若物体浸在装满水的溢水杯中,即初始液面到达溢水口处时,V上升=0,此时V排开=V排出。

二、两种途径:比较物体浮沉

将一个物体浸没在液体中,撤销外力以后,它可能存在着三种情况:悬浮、上浮或下沉。判断物体的浮沉情况通常有以下两种途径:

(一)根据重力和浮力的大小关系判断

浸没在液体中的物体:

①当F浮>G物时,物体上浮;

②当F浮<G物时,物体下沉;

③当F浮=G物时,物体悬浮。

(二)根据物体密度和液体密度的大小关系判断

当把实心物体浸没于液体中时,如果知道ρ物与ρ液的大小关系,也可判断物体的浮沉情况:

①当ρ液>ρ物时,物体上浮;

②当ρ液<ρ物时,物体下沉;

③当ρ液=ρ物时,物体悬浮。

(如果物体是空心的,ρ物指物体的平均密度)

三、三类应用:轮船、潜水艇、气球(飞艇)

1.轮船 轮船处于漂浮状态,F浮=G物,知道了轮船的排水量就知道了浮力,排水量是轮船按设计的要求装满货物时排开的水的质量,它表示了轮船的大小。轮船的使用告诉我们,密度大于液体的物质也可以制造出漂浮在液面的物体,做成空心的实质就是在不改变重力的情况下,通过增大排开液体的体积来增大浮力。

2.潜水艇 潜水艇只要在水面下,不管是上浮还是下沉,浮力都不变,因为潜水艇为了抗水压,外壳非常的坚固,排开水的体积是不变的。但是可以通过改变自身的重力来实现上浮和下沉,需要下沉时,向水舱中充水,使得浮力小于重力;要上浮时就向外排水,使得浮力大于重力。

3.气球和飞艇 气球和飞艇受到空气的浮力,大小决定于空气的密度和自身的体积。为了减小自身重力,气球和飞艇内充的是密度小于空气的气体,比如氢气、氦气、热空气等。

四、四种方法:求浮力常用的方法

1.二次称重法(示数差法) 利用弹簧测力计测出物体在空气中的重力G,再读出将物体浸入液体后弹簧测力计的示数F,两次的示数差即为物体受到的浮力的大小,表达式:F浮=G-F。这种方法可以帮助我们理解浮力的产生。如观察从开始浸入到浸没在液体中的不同深度时弹簧测力计示数的变化,可以帮助我们理解F浮与V排的关系,同时也明白了浮力与浸没的深度无关。我们可以利用这个公式来探究浮力的影响因素。这种方法可以用来测量质量较小且能够浸入液体中的物体,利用测力计两次示数的差值可以测出物体受到的浮力。

2.平衡法 根据物体的浮沉条件,当物体漂浮或悬浮时,物体受到的浮力等于自身所受的重力,表达式为:F浮=G物。这种方法利用的是二力平衡的原理,适用于漂浮或悬浮的物体,可以在已知物体重力的情况下求出或比较物体受到的浮力。

3.阿基米德原理 浸在液体里的物体受到的浮力大小等于它排开的液体所受的重力,即F浮=G排=ρ液gV排。阿基米德原理是计算浮力最重要的方法,只要知道了排开液体的质量、重力或排开液体的体积和液体密度,就可以算出浮力大小,运用这个公式求浮力的频率最高。

4.压力差法 压力差法:根据浮力产生的原因,物体下表面受到的压力(方向向上,记为F向上)与上表面受到的压力(方向向下,记为F向下)的差即为物体所受浮力的大小,表达式:F浮=F向上-F向下。这个公式适用于有规则形状的物体。它告诉了我们浮力的来源,也告诉了我们浮力是一个合力,方向与重力相反,是竖直向上的。注意:如果物体的下表面和容器底之间紧密接触,即下表面没有水的压力时,则物体不受浮力。