【修改本段】浮力的计算 F float = G 物体 - F 拉力 F float = ρ 液体 g V 排出 F float = F 向下 - F 向上 F float = G 排出 【修改本段】浮力的概念 液体和气体浸没中间的物体有垂直向上的力。 在物理学中,这种力称为浮力。 浮力的方向是垂直向上的。 漂浮在流体表面或浸没在流体中的物体受到来自各个方向的静水压力的联合向上力。 它的大小等于物体排出的流体的重力。 在液体内,不同深度的压力是不同的。 物体浸入液体的深度上下各不相同。 液体对物体下部向上的压力较大,压力也较大。 可以证明,浮力等于液体对物体向上和向下的压力之差。 例如,如果一块石头的重力大于同体积水的重量,它就会沉到水底。 浮木或船体的重量等于浸入部分排开的水的重量,因此它浮在水面上。 气球的重量小于同体积空气的重力,即浮力大于重力,所以会上升。 当物体浸入水或空气中并被水或空气升起时的这种力称为“浮力”。 例如,从井中提起的一桶水在离开水之前比离开水之后轻。 这是因为水桶受到水的浮力。 不仅是水,所有液体,如酒精、煤油或水银,对浸入其中的物体都具有浮力。 所有液体都是一样的。 浮力的作用点称为浮力中心,它显然与排出液体体积的质心重合。 [修改本段] 浮力的原因 浮力的原因可以用浸入液体中的立方体物体来分析。
完全浸没在系统中的物体受到来自各个方向的液体压力,并且随着深度的增加而增加。 因此,这个立方体的前、后、左、右、上、下四面都受到液体的压力。 由于作用在左右侧面的力相互对应且大小相等且在液体中的深度相同,因此两侧压力大小相等、方向相反,两力相互平衡。 同样的,前后两侧的压力也是平衡的。 但由于上下表面在液体中的深度不同,它们所受到的压力也不同。 顶部压力小,底部压力强,底部向上的压力大于顶部向下的压力。 液体与物体之间的压力差就是液体对物体的浮力。 该力等于物体排出的液体量。 当浮体的上界面不能接触液体时,只有在下界面上施加向上的压力才会产生浮力。 对于位于容器底部并与容器底部紧密接触的物体,它只能受到物体表面液体压力向下的作用,因此物体不受浮力的作用。 这种现象并不常见,因为只要里面有一层液体薄膜,就可以传递压力,底面就会有向上的压力。 如果物体的上表面和下表面之间存在压力差,则该物体就会浮力。 单位为浮力[N] 【修改本段】 浮力公式的计算 浮力公式的计算 假设有一个立方体沉入水中,F 浮力 = F 下表面 - F 上表面 = ρgh2*S-ρgh1*S =ρgS*Δh =ρgV =mg =G 液体排放 当物体悬浮在液体上时(不施加外力时),F 浮力 = G 物体。 简单说明:(1)h2为立方体下表面到水面的距离,h1为立方体上表面到水面的距离。 , Δh 是立方体的高度。
(2)“F浮力=ρ液体gV排出量=G排出量”是最重要的。 F float = ρ 液体 gV 位移公式推导:浮力 = 被位移液体的重力 - F float = G 位移 = m 位移 • g = ρ 液体 gV 位移 (3) 给出下沉和上浮条件(固体物体)ρ物体 > ρ 液体,下沉,G 物体 > F 漂浮 ρ 物体 = ρ 液体,悬浮,G 物体 = F 漂浮(基本物体是空心的) ρ 物体 < ρ 液体,上浮,(停止后漂浮) G 物体 < F漂浮 ρ 物体 < ρ 液体,漂浮,G 物体 < F 漂浮(因为是漂浮的最终状态,所以 ρ 物体 < ρ 液体) ρ 物体 > ρ 液体,沉到底,G 物体 = F 漂浮 F 支撑阿基米德(4)给出了“位移比公式”——解决浮动问题的重要公式。 如果它漂浮起来(这是一个重要的前提!),那么:ρ物质:ρ液体=V位移:V东西。 其中,V物体=V行V揭示其变形公式1.(ρ液体-ρ物质):ρ液体=V露:V物质2.ρ物体:(ρ液体-ρ物体)=V排放:V露…… …………………………………证明: ∵ Float ∴F float = G 物体,即 ρ 液体 gV 排放量 = ρ 物体 gV 物体,即 ρ 液体 V 位移 = ρ 物体 V物体,即ρ物体:ρ液体=V位移:V物体(叉乘)。 此外,液体还能产生大于自身重力的浮力。 物体可以置换液体中的液体。 物体的重力等于物体所受到的浮力。 然而,液体可以产生大于其自身重力的浮力。 液体的位移是一个一般概念。 当液体凝结时,固体被取出,间隙充满相同的液体。 填充的液体量就是排开的液体量,因此不一定需要十牛顿重的液体才能产生十牛顿的浮力。 液体可以产生大于其自身重力的浮力。 例如:底面积为30平方厘米的容器内有50牛重的水,将底面积为25平方厘米、高为10厘米(密度大于水)的圆柱体放入水中并沉到底(主体下方有少量水,忽略)。
水上升到10厘米的高度。 位移为250立方厘米,浮力为250牛顿,而水只有50牛顿,产生的浮力是液体本身重力的5倍。 当物体完全牢固地接触水时,就没有浮力。 因为底部没有水,所以没有浮力。 【修改本段】关于浮力的困惑第1部分:压力差的限制一个底面积为12.56平方米、高为2米的木锥,锥尖浸入水下20米。 由于压力等于压力乘以面积,因此其上表面向下的压力大于下表面向上的压力。 根据压力差,它会淹没水底。 但阿基米德定律认为,如果物体的重量小于其排出的水的重量,木锥就会浮到水面。 而且,锥体是木头做的,木头会浮到表面。 这是对自然现象的认识。 1.为什么压力差的推论与自然现象相反? 2.锥尖朝下或朝上。 根据压差计算的结果,它们受到的浮力是不同的。 但它们排开的水的重量相同,根据阿基米德定律,它们所受的浮力应该相等。 为什么压差和阿基米德定律得出的结论不同? 3、物体所受到的浮力与物体在水中的形状和形状有关吗? 4. 压力差能否解释水中各种形状(包括不规则物体)的物体所受到的浮力大小及其出现的原因? 5.如果压力差的应用仅限于个体和小形状的物体。 那么这种片面的推论能否揭示浮力的真正原因呢? 2、压差的对抗:将底面光滑的木块放入装有底阀的玻璃缸中。
用手握住木块,然后将水倒入玻璃罐中。 淹没木块后,打开阀门将水排出。 此时,拿起木块,检查其底面与圆柱体的接触区域没有水。 然后再次放回水箱中,用手压住,并注满水。 松手后,我们惊讶地发现木块会自动漂浮起来。 (也可以用一些辅助的方法让木块底面不沾水,比如在木块与水箱底部接触的地方涂上浆糊,防止水进入。但是不能增加木块底面的水份。木块对漂浮的外部阻力因为气体的浮力与液体的浮力不同,所以在空气中也可以做类似的实验)根据压力差推断:如果底部没有水。木块浸入水箱中,则它不会受到水的向上压力,而只受到水的向下压力。 也就是说,该块没有浮力。 即使我们放手后,木块也无法漂浮。 1、为什么测试结果与压差结论矛盾? 2. 实验中木块排出的水等于其在水箱中的体积。 根据阿基米德定律,它受到的浮力等于它排开的水的重量。 为什么压力差意味着木块没有浮力? 其中哪一个是对的还是错的? 3、如果浸入水中的木块底部没有水,则仍有浮力。 那么,这种浮力是如何产生的呢? 3、阿基米德对抗定律 有三艘相同大小的铁船模型A、B、C。 用手对A船施加压力,使其沉入水底。 将B船以一定角度放入水中,让其自然沉底,而C船则浮在水面上。 1、从测试结果来看:A船排水量最多,B船排水量最少。
根据阿基米德定律,我们知道A船受到的浮力最大,C船次之物体的浮沉条件,B船受到的浮力最小。 虽然A船和B船排出的水的重量不同,但由于A船和B船都沉入水底,所以它们的相同部分处于同一水平面上,承受相同的压力。 根据压力差计算,它们受到的浮力应该是相等的。 ①压差与阿基米德定律有什么关系? ②为什么他们之间会有这么多矛盾? 如何解释这些反对意见? 2、根据书中浮力章节中关于物体浮沉的实验,我们知道,当物体排出的水重于其重量时,物体就会浮起来。 但A船排出的水的重量也大于它的重量。 为什么A船不浮起来? 3. C 船排出的水比 B 船重,它所受到的浮力也应该比 B 船大。但是,B 船和 A 船沉到同一海底,它们受到的浮力也应大于 B 船。根据压力差异,体验是相同的。 A船排出的水的重量大于C船的重量,A、B、C三艘船中哪一艘所受的浮力最大? 4.物体如何漂浮? 浸在水底的物体,当它的重量小于排出液体的重量时,它就会浮起来。 物体自然浮起来是因为浮力的作用,但是浮力是如何作用在物体上使其浮起来的呢? 压力差是指物体四个侧面的压力平衡并相互抵消。 只要底面受到向上的压力,就应该获得向上漂浮的动能。 但要注意的是,这个向上的压力是由水的压力产生的,而在同一水面上,水向各个方向产生的压力是相等的。 向上的压力与支撑力相同,仅支撑物体。
它不能对物体做功并使其漂浮。 既然物体底部的压力不能产生物体漂浮的动能,那么浮力是如何作用在物体上使其漂浮的呢? 第一章:无论是浮在液体表面还是浸没在液体中,所有浸在液体中的物体都受到液体施加的向上的力。 我们称这种向上的力为浮力。 液体为什么会产生浮力? 2.我们知道水可以漂浮许多物体,如球、树木、救生圈、橡皮艇等。但是,当水凝结成冰时,它就失去了在这些物体上的浮力。 为什么同一种物质从液体变成固体时会失去浮力? 1.这是因为浮力是液体的一种特殊性质。 2、浮力的产生是由液体本身的特性决定的。 ① 流动性:液体总是从高处流向低处,或者压力强的一侧向压力低的一侧移动。 如果没有流动性,物体就不会漂浮或下沉,也不会有温暖的洋流。 ②压力的特殊特性:当液体处于同一水平面上时,它在各个方向上产生的压力是相同的。 由于这种特性,液体成为一个相连的整体。 其压力的任何变化都会引起相邻液压的变化。 3、压力是产生浮力的主要原因。 (评语:如果液体之间没有压力,还会产生浮力吗?) 3、物体是怎样浮起来的? 将装满水的塑料瓶放入,瓶口朝上。 然后将瓶壁两端挤压,水就会从瓶口向上喷出。 在这个过程中,手指和瓶子都没有向上移动,但是为什么水却向上移动呢? 这是因为当我们挤压瓶壁时,瓶内水的压力小于周围瓶壁和瓶底的压力。 这些压力在底部较大,在顶部较小,水会流向压力较低的一侧。
因此,当我们用手指揉捏时,水会在瓶壁和瓶底的合力作用下向上移动。 木块在水中向上运动的原理类似。 只是前者是固体中含有液体,后者是固体浸在液体中。 但它们都有一个共同点:运动物体的压力小于周围的压力,并且压力从下到上逐渐减小。 物体的运动是力的合力作用的结果。 浸入水中的木块之所以会浮起来,是因为它本身的压力小于同一位置水的压力,所以存在压力差。 木块受到周围水的挤压。 在底面和周围水压的共同作用下,木块会向压力和水面较小的一侧移动。 ①物体的漂浮是水压力同时作用于底面和周围侧面的结果。 ② 浮力是由合力组成的,而不仅仅是物体底部向上的压力。 4、产生浮力的原因:液体具有流动性。 在重力作用下,它向容器壁和底部移动,产生压力。 由于力的作用是相互的,容器底部和容器壁也会对液体产生反作用力。 作用力和反作用力在液体之间相互作用,产生压力。 它们大小相等,方向相反,与深度成正比。 在同一水平面上,液体在各个方向上产生相同的压力。 在没有任何外力的情况下,液体保持静止。 由于液体有压力,它们相互支撑、相互连接,形成一个有机的整体。 液体中液压的任何变化都会引起压力差,进而引起相邻液压的变化。
液体会打破平衡并移动。 1、液体与液体相互产生浮力,压力是产生浮力的原因。 2. 浮力与其所受到的压力大小相等且方向相反,液体保持平衡。 3、浮力的性质和大小不会因外物浸入而改变。 5、浮力定律用压力差和阿基米德定律解释浮力的原因和大小时,需要有一个物体浸入液体中。 当没有异物浸入液体中时,液体会保持浮力吗? 如果是这样,我们应该如何解释浮力的原因和大小? 事实上,浮力是液体的一种特性,它是由液体本身的特性组成的。 不会因异物浸入而增减、存在或消失。 物体在液体中的下沉和漂浮是由于浮力作用引起的自然现象。 我们如何通过这些现象来探索浮力的本质? 1、压力与深度的关系。 当人们潜入水中时,由于水的压力,他们会感到闷热。 水的压力与深度成正比,所以如果想要潜入更深的水域就必须穿着潜水服,而想要到达深海则需要乘坐特殊的潜艇。 2、浮力与压力(深度)的关系。 我们常说的船舶滞留是什么? 为什么有些河流在枯水期无法通航? 浅水港口为何不能停靠万吨级船舶? 事实上,所有的问题都告诉我们一个事实:物体的浮力与液体的深度有关。 船舶载货时,载重越大,吃水深度越大; 负载越小,吃水越浅。
大的承载能力需要大的浮力; 小的负载能力需要小的浮力。 因此,看来浮力与船在水中的深度成正比,水的压力也与其深度成正比。 因此,我们仔细研究发现,船舶产生的最大压力与同一深度的水压是相同的。 载重能力大的船舶之所以吃水能力强,是因为其压力能力强。 既然浮力随着液体深度的增加而增加,为什么我们做实验时弹簧秤的读数不随物体在液体中的深度而变化呢? 事实上,弹簧秤所称量的物体不仅受到液体中的浮力,而且还受到液体施加在其上的压力。 当物体在液体中的位置越深时,它所受到的浮力就越大,所受到的压力也同样增加; 当物体在液体中的位置变浅时,它所受到的浮力会减小,但它所受到的压力也会同样减小。 正是由于浮力和压力的增大或减小相等,弹簧刻度的读数不会随着物体在液体中位置的深度而变化。 3、浮力与密度的关系。 水和植物油都是液体,但它们的浮力相同吗? 我们先将植物油浸入水中,看看会发生什么。 很快,我们就会发现所有植物油都浮在水面上,与水不互溶。 这是什么原因呢? 本来,植物油的密度比水小,产生的压力也不同。 质量重的水会下沉,质量轻的油会上升。 当船从淡水河驶入大海时,船体会稍微漂浮。 这是因为它是浮动的。 浮力等于重力。 重力不变,所以浮力也不变。 由于海水密度增大,船舶在海水中排开的水体积变小。 ,所以它会漂浮。
总结以上规则,我们可以得出以下结论:浮力的大小与液体的压力(深度)成正比,与液体的密度成正比,等于它所受到的压力,方向相反。 液体在不受任何外力的影响下保持静止。 6、漂浮和下沉的物体 铁和石头沉入水中,而乒乓球、木头、救生圈则浮在水面上。 同一个物体会根据液体的密度而下沉或漂浮。 物体在液体中的下沉和漂浮是由什么决定的? 是物体的质量和重量吗? 我们知道,无论木头的质量有多大、有多重,它都会浮在水面上,而不管质量有多大、有多轻,石头就会沉入水底。 为什么是这样? 这是因为木头的密度比水小,而石头的密度比水大。 在没有任何外界因素的情况下,如果物体的密度大于液体的密度,物体就会下沉。 当物体的密度小于液体的密度时,物体就会浮在液体表面。 为什么物体的沉浮与密度有关? 在同一水平面上,液体向各个方向施加相同的压力。 木头的密度小于水,它产生的压力也小于同体积水的压力; 石头的密度比水大,它产生的压力也比同体积的水的压力大。 当木头或石头浸入水中并替换相同体积的水时,木头会浮出水面物体的浮沉条件,因为木头的压力小于周围水的压力,而石头会沉到底部,因为石头的压力大于周围水的压力。 压力是决定物体浮沉的重要条件。 当物体的重量大于同体积液体的重量时,它在液体中任意深度产生的压力都大于该位置的水压,物体就会下沉。
当物体的重量小于同体积液体的重量时,它在液体中任意深度产生的压力都小于该位置的水压,物体就会漂浮。 当物体的重量等于同体积液体的重量时,它在液体中任意深度处产生的压力与该位置的液压相同。 物体悬浮。 我们把密度比空气大的气球升上天空,用密度比水大的钢铁造船漂浮在水面上。 这都是通过改变物体的压力来实现的。 7、浮力的运用受到河上漂浮的树林的启发。 古人将木材挖成空心独木舟来载人或货物。 这是浮力的最早应用。 但空心铁球不一定会浮起来,实心木块也不一定会下沉。 因此,物体是否空心并不能决定该物体是否会漂浮或下沉。 镂空只是利用浮力的一种方式。 人们利用这一原理,不仅用树木制造出密度比水轻的船舶,而且还用密度比水大的钢铁制造了军舰和船舶。 为什么空心物体可以利用浮力? 这是因为中空物体增加了其在水中的体积,增加了高度并降低了物体的压力。 压力是决定物体浮沉的重要条件。 虽然空心牙膏皮和卷状牙膏皮的重量相同,但前者产生的压力小于后者。 当空心牙膏皮产生的压力小于相同高度的水的压力时英语作文,它就会浮起来。 卷起来的牙膏皮产生的压力比同体积的水产生的压力更强,所以会沉入水中。 军事上使用的潜艇是利用加水和排水的方法来增加或减轻潜艇的重量,然后改变压力来控制潜艇的起伏。 事实上,对于圆柱体来说,浮力就是上表面向下的压力和底部的压力。 表面向上压力的差异。 B. 浮力=物体上方和下方水的压力差