【修改本段】浮力的計算 F float = G 物體 - F 拉力 F float = ρ 液體 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 液體和氣體浸沒中間的物體有垂直向上的力。 在物理學中,這種力稱為浮力。 浮力的方向是垂直向上的。 漂浮在流體表面或浸沒在流體中的物體受到來自各個方向的靜水壓力的聯合向上力。 它的大小等于物體排出的流體的重力。 在液體內,不同深度的壓力是不同的。 物體浸入液體的深度上下各不相同。 液體對物體下部向上的壓力較大,壓力也較大。 可以證明,浮力等于液體對物體向上和向下的壓力之差。 例如,如果一塊石頭的重力大于同體積水的重量,它就會沉到水底。 浮木或船體的重量等于浸入部分排開的水的重量,因此它浮在水面上。 氣球的重量小于同體積空氣的重力,即浮力大于重力,所以會上升。 當物體浸入水或空氣中并被水或空氣升起時的這種力稱為“浮力”。 例如,從井中提起的一桶水在離開水之前比離開水之后輕。 這是因為水桶受到水的浮力。 不僅是水,所有液體,如酒精、煤油或水銀,對浸入其中的物體都具有浮力。 所有液體都是一樣的。 浮力的作用點稱為浮力中心,它顯然與排出液體體積的質心重合。 [修改本段] 浮力的原因 浮力的原因可以用浸入液體中的立方體物體來分析。
完全浸沒在系統中的物體受到來自各個方向的液體壓力,并且隨著深度的增加而增加。 因此,這個立方體的前、后、左、右、上、下四面都受到液體的壓力。 由于作用在左右側面的力相互對應且大小相等且在液體中的深度相同,因此兩側壓力大小相等、方向相反,兩力相互平衡。 同樣的,前后兩側的壓力也是平衡的。 但由于上下表面在液體中的深度不同,它們所受到的壓力也不同。 頂部壓力小,底部壓力強,底部向上的壓力大于頂部向下的壓力。 液體與物體之間的壓力差就是液體對物體的浮力。 該力等于物體排出的液體量。 當浮體的上界面不能接觸液體時,只有在下界面上施加向上的壓力才會產生浮力。 對于位于容器底部并與容器底部緊密接觸的物體,它只能受到物體表面液體壓力向下的作用,因此物體不受浮力的作用。 這種現象并不常見,因為只要里面有一層液體薄膜,就可以傳遞壓力,底面就會有向上的壓力。 如果物體的上表面和下表面之間存在壓力差,則該物體就會浮力。 單位為浮力[N] 【修改本段】 浮力公式的計算 浮力公式的計算 假設有一個立方體沉入水中,F 浮力 = F 下表面 - F 上表面 = ρgh2*S-ρgh1*S =ρgS*Δh =ρgV =mg =G 液體排放 當物體懸浮在液體上時(不施加外力時),F 浮力 = G 物體。 簡單說明:(1)h2為立方體下表面到水面的距離,h1為立方體上表面到水面的距離。 , Δh 是立方體的高度。
(2)“F浮力=ρ液體gV排出量=G排出量”是最重要的。 F float = ρ 液體 gV 位移公式推導:浮力 = 被位移液體的重力 - F float = G 位移 = m 位移 ? g = ρ 液體 gV 位移 (3) 給出下沉和上浮條件(固體物體)ρ物體 > ρ 液體,下沉,G 物體 > F 漂浮 ρ 物體 = ρ 液體,懸浮,G 物體 = F 漂浮(基本物體是空心的) ρ 物體 < ρ 液體,上浮,(停止后漂浮) G 物體 < F漂浮 ρ 物體 < ρ 液體,漂浮,G 物體 < F 漂浮(因為是漂浮的最終狀態,所以 ρ 物體 < ρ 液體) ρ 物體 > ρ 液體,沉到底,G 物體 = F 漂浮 F 支撐阿基米德(4)給出了“位移比公式”——解決浮動問題的重要公式。 如果它漂浮起來(這是一個重要的前提!),那么:ρ物質:ρ液體=V位移:V東西。 其中,V物體=V行V揭示其變形公式1.(ρ液體-ρ物質):ρ液體=V露:V物質2.ρ物體:(ρ液體-ρ物體)=V排放:V露…… …………………………………證明: ∵ Float ∴F float = G 物體,即 ρ 液體 gV 排放量 = ρ 物體 gV 物體,即 ρ 液體 V 位移 = ρ 物體 V物體,即ρ物體:ρ液體=V位移:V物體(叉乘)。 此外,液體還能產生大于自身重力的浮力。 物體可以置換液體中的液體。 物體的重力等于物體所受到的浮力。 然而,液體可以產生大于其自身重力的浮力。 液體的位移是一個一般概念。 當液體凝結時,固??體被取出,間隙充滿相同的液體。 填充的液體量就是排開的液體量,因此不一定需要十牛頓重的液體才能產生十牛頓的浮力。 液體可以產生大于其自身重力的浮力。 例如:底面積為30平方厘米的容器內有50牛重的水,將底面積為25平方厘米、高為10厘米(密度大于水)的圓柱體放入水中并沉到底(主體下方有少量水,忽略)。
水上升到10厘米的高度。 位移為250立方厘米,浮力為250牛頓,而水只有50牛頓,產生的浮力是液體本身重力的5倍。 當物體完全牢固地接觸水時,就沒有浮力。 因為底部沒有水,所以沒有浮力。 【修改本段】關于浮力的困惑第1部分:壓力差的限制一個底面積為12.56平方米、高為2米的木錐,錐尖浸入水下20米。 由于壓力等于壓力乘以面積,因此其上表面向下的壓力大于下表面向上的壓力。 根據壓力差,它會淹沒水底。 但阿基米德定律認為,如果物體的重量小于其排出的水的重量,木錐就會浮到水面。 而且,錐體是木頭做的,木頭會浮到表面。 這是對自然現象的認識。 1.為什么壓力差的推論與自然現象相反? 2.錐尖朝下或朝上。 根據壓差計算的結果,它們受到的浮力是不同的。 但它們排開的水的重量相同,根據阿基米德定律,它們所受的浮力應該相等。 為什么壓差和阿基米德定律得出的結論不同? 3、物體所受到的浮力與物體在水中的形狀和形狀有關嗎? 4. 壓力差能否解釋水中各種形狀(包括不規則物體)的物體所受到的浮力大小及其出現的原因? 5.如果壓力差的應用僅限于個體和小形狀的物體。 那么這種片面的推論能否揭示浮力的真正原因呢? 2、壓差的對抗:將底面光滑的木塊放入裝有底閥的玻璃缸中。
用手握住木塊,然后將水倒入玻璃罐中。 淹沒木塊后,打開閥門將水排出。 此時,拿起木塊,檢查其底面與圓柱體的接觸區域沒有水。 然后再次放回水箱中,用手壓住,并注滿水。 松手后,我們驚訝地發現木塊會自動漂浮起來。 (也可以用一些輔助的方法讓木塊底面不沾水,比如在木塊與水箱底部接觸的地方涂上漿糊,防止水進入。但是不能增加木塊底面的水份。木塊對漂浮的外部阻力因為氣體的浮力與液體的浮力不同,所以在空氣中也可以做類似的實驗)根據壓力差推斷:如果底部沒有水。木塊浸入水箱中,則它不會受到水的向上壓力,而只受到水的向下壓力。 也就是說,該塊沒有浮力。 即使我們放手后,木塊也無法漂浮。 1、為什么測試結果與壓差結論矛盾? 2. 實驗中木塊排出的水等于其在水箱中的體積。 根據阿基米德定律,它受到的浮力等于它排開的水的重量。 為什么壓力差意味著木塊沒有浮力? 其中哪一個是對的還是錯的? 3、如果浸入水中的木塊底部沒有水,則仍有浮力。 那么,這種浮力是如何產生的呢? 3、阿基米德對抗定律 有三艘相同大小的鐵船模型A、B、C。 用手對A船施加壓力,使其沉入水底。 將B船以一定角度放入水中,讓其自然沉底,而C船則浮在水面上。 1、從測試結果來看:A船排水量最多,B船排水量最少。
根據阿基米德定律,我們知道A船受到的浮力最大,C船次之物體的浮沉條件,B船受到的浮力最小。 雖然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,所以它們的相同部分處于同一水平面上,承受相同的壓力。 根據壓力差計算,它們受到的浮力應該是相等的。 ①壓差與阿基米德定律有什么關系? ②為什么他們之間會有這么多矛盾? 如何解釋這些反對意見? 2、根據書中浮力章節中關于物體浮沉的實驗,我們知道,當物體排出的水重于其重量時,物體就會浮起來。 但A船排出的水的重量也大于它的重量。 為什么A船不浮起來? 3. C 船排出的水比 B 船重,它所受到的浮力也應該比 B 船大。但是,B 船和 A 船沉到同一海底,它們受到的浮力也應大于 B 船。根據壓力差異,體驗是相同的。 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.物體如何漂浮? 浸在水底的物體,當它的重量小于排出液體的重量時,它就會浮起來。 物體自然浮起來是因為浮力的作用,但是浮力是如何作用在物體上使其浮起來的呢? 壓力差是指物體四個側面的壓力平衡并相互抵消。 只要底面受到向上的壓力,就應該獲得向上漂浮的動能。 但要注意的是,這個向上的壓力是由水的壓力產生的,而在同一水面上,水向各個方向產生的壓力是相等的。 向上的壓力與支撐力相同,僅支撐物體。
它不能對物體做功并使其漂浮。 既然物體底部的壓力不能產生物體漂浮的動能,那么浮力是如何作用在物體上使其漂浮的呢? 第一章:無論是浮在液體表面還是浸沒在液體中,所有浸在液體中的物體都受到液體施加的向上的力。 我們稱這種向上的力為浮力。 液體為什么會產生浮力? 2.我們知道水可以漂浮許多物體,如球、樹木、救生圈、橡皮艇等。但是,當水凝結成冰時,它就失去了在這些物體上的浮力。 為什么同一種物質從液體變成固體時會失去浮力? 1.這是因為浮力是液體的一種特殊性質。 2、浮力的產生是由液體本身的特性決定的。 ① 流動性:液體總是從高處流向低處,或者壓力強的一側向壓力低的一側移動。 如果沒有流動性,物體就不會漂浮或下沉,也不會有溫暖的洋流。 ②壓力的特殊特性:當液體處于同一水平面上時,它在各個方向上產生的壓力是相同的。 由于這種特性,液體成為一個相連的整體。 其壓力的任何變化都會引起相鄰液壓的變化。 3、壓力是產生浮力的主要原因。 (評語:如果液體之間沒有壓力,還會產生浮力嗎?) 3、物體是怎樣浮起來的? 將裝滿水的塑料瓶放入,瓶口朝上。 然后將瓶壁兩端擠壓,水就會從瓶口向上噴出。 在這個過程中,手指和瓶子都沒有向上移動,但是為什么水卻向上移動呢? 這是因為當我們擠壓瓶壁時,瓶內水的壓力小于周圍瓶壁和瓶底的壓力。 這些壓力在底部較大,在頂部較小,水會流向壓力較低的一側。
因此,當我們用手指揉捏時,水會在瓶壁和瓶底的合力作用下向上移動。 木塊在水中向上運動的原理類似。 只是前者是固體中含有液體,后者是固體浸在液體中。 但它們都有一個共同點:運動物體的壓力小于周圍的壓力,并且壓力從下到上逐漸減小。 物體的運動是力的合力作用的結果。 浸入水中的木塊之所以會浮起來,是因為它本身的壓力小于同一位置水的壓力,所以存在壓力差。 木塊受到周圍水的擠壓。 在底面和周圍水壓的共同作用下,木塊會向壓力和水面較小的一側移動。 ①物體的漂浮是水壓力同時作用于底面和周圍側面的結果。 ② 浮力是由合力組成的,而不僅僅是物體底部向上的壓力。 4、產生浮力的原因:液體具有流動性。 在重力作用下,它向容器壁和底部移動,產生壓力。 由于力的作用是相互的,容器底部和容器壁也會對液體產生反作用力。 作用力和反作用力在液體之間相互作用,產生壓力。 它們大小相等,方向相反,與深度成正比。 在同一水平面上,液體在各個方向上產生相同的壓力。 在沒有任何外力的情況下,液體保持靜止。 由于液體有壓力,它們相互支撐、相互連接,形成一個有機的整體。 液體中液壓的任何變化都會引起壓力差,進而引起相鄰液壓的變化。
液體會打破平衡并移動。 1、液體與液體相互產生浮力,壓力是產生浮力的原因。 2. 浮力與其所受到的壓力大小相等且方向相反,液體保持平衡。 3、浮力的性質和大小不會因外物浸入而改變。 5、浮力定律用壓力差和阿基米德定律解釋浮力的原因和大小時,需要有一個物體浸入液體中。 當沒有異物浸入液體中時,液體會保持浮力嗎? 如果是這樣,我們應該如何解釋浮力的原因和大小? 事實上,浮力是液體的一種特性,它是由液體本身的特性組成的。 不會因異物浸入而增減、存在或消失。 物體在液體中的下沉和漂浮是由于浮力作用引起的自然現象。 我們如何通過這些現象來探索浮力的本質? 1、壓力與深度的關系。 當人們潛入水中時,由于水的壓力,他們會感到悶熱。 水的壓力與深度成正比,所以如果想要潛入更深的水域就必須穿著潛水服,而想要到達深海則需要乘坐特殊的潛艇。 2、浮力與壓力(深度)的關系。 我們常說的船舶滯留是什么? 為什么有些河流在枯水期無法通航? 淺水港口為何不能停靠萬噸級船舶? 事實上,所有的問題都告訴我們一個事實:物體的浮力與液體的深度有關。 船舶載貨時,載重越大,吃水深度越大; 負載越小,吃水越淺。
大的承載能力需要大的浮力; 小的負載能力需要小的浮力。 因此,看來浮力與船在水中的深度成正比,水的壓力也與其深度成正比。 因此,我們仔細研究發現,船舶產生的最大壓力與同一深度的水壓是相同的。 載重能力大的船舶之所以吃水能力強,是因為其壓力能力強。 既然浮力隨著液體深度的增加而增加,為什么我們做實驗時彈簧秤的讀數不隨物體在液體中的深度而變化呢? 事實上,彈簧秤所稱量的物體不僅受到液體中的浮力,而且還受到液體施加在其上的壓力。 當物體在液體中的位置越深時,它所受到的浮力就越大,所受到的壓力也同樣增加; 當物體在液體中的位置變淺時,它所受到的浮力會減小,但它所受到的壓力也會同樣減小。 正是由于浮力和壓力的增大或減小相等,彈簧刻度的讀數不會隨著物體在液體中位置的深度而變化。 3、浮力與密度的關系。 水和植物油都是液體,但它們的浮力相同嗎? 我們先將植物油浸入水中,看看會發生什么。 很快,我們就會發現所有植物油都浮在水面上,與水不互溶。 這是什么原因呢? 本來,植物油的密度比水小,產生的壓力也不同。 質量重的水會下沉,質量輕的油會上升。 當船從淡水河駛入大海時,船體會稍微漂浮。 這是因為它是浮動的。 浮力等于重力。 重力不變,所以浮力也不變。 由于海水密度增大,船舶在海水中排開的水體積變小。 ,所以它會漂浮。
總結以上規則,我們可以得出以下結論:浮力的大小與液體的壓力(深度)成正比,與液體的密度成正比,等于它所受到的壓力,方向相反。 液體在不受任何外力的影響下保持靜止。 6、漂浮和下沉的物體 鐵和石頭沉入水中,而乒乓球、木頭、救生圈則浮在水面上。 同一個物體會根據液體的密度而下沉或漂浮。 物體在液體中的下沉和漂浮是由什么決定的? 是物體的質量和重量嗎? 我們知道,無論木頭的質量有多大、有多重,它都會浮在水面上,而不管質量有多大、有多輕,石頭就會沉入水底。 為什么是這樣? 這是因為木頭的密度比水小,而石頭的密度比水大。 在沒有任何外界因素的情況下,如果物體的密度大于液體的密度,物體就會下沉。 當物體的密度小于液體的密度時,物體就會浮在液體表面。 為什么物體的沉浮與密度有關? 在同一水平面上,液體向各個方向施加相同的壓力。 木頭的密度小于水,它產生的壓力也小于同體積水的壓力; 石頭的密度比水大,它產生的壓力也比同體積的水的壓力大。 當木頭或石頭浸入水中并替換相同體積的水時,木頭會浮出水面物體的浮沉條件,因為木頭的壓力小于周圍水的壓力,而石頭會沉到底部,因為石頭的壓力大于周圍水的壓力。 壓力是決定物體浮沉的重要條件。 當物體的重量大于同體積液體的重量時,它在液體中任意深度產生的壓力都大于該位置的水壓,物體就會下沉。
當物體的重量小于同體積液體的重量時,它在液體中任意深度產生的壓力都小于該位置的水壓,物體就會漂浮。 當物體的重量等于同體積液體的重量時,它在液體中任意深度處產生的壓力與該位置的液壓相同。 物體懸浮。 我們把密度比空氣大的氣球升上天空,用密度比水大的鋼鐵造船漂浮在水面上。 這都是通過改變物體的壓力來實現的。 7、浮力的運用受到河上漂浮的樹林的啟發。 古人將木材挖成空心獨木舟來載人或貨物。 這是浮力的最早應用。 但空心鐵球不一定會浮起來,實心木塊也不一定會下沉。 因此,物體是否空心并不能決定該物體是否會漂浮或下沉。 鏤空只是利用浮力的一種方式。 人們利用這一原理,不僅用樹木制造出密度比水輕的船舶,而且還用密度比水大的鋼鐵制造了軍艦和船舶。 為什么空心物體可以利用浮力? 這是因為中空物體增加了其在水中的體積,增加了高度并降低了物體的壓力。 壓力是決定物體浮沉的重要條件。 雖然空心牙膏皮和卷狀牙膏皮的重量相同,但前者產生的壓力小于后者。 當空心牙膏皮產生的壓力小于相同高度的水的壓力時英語作文,它就會浮起來。 卷起來的牙膏皮產生的壓力比同體積的水產生的壓力更強,所以會沉入水中。 軍事上使用的潛艇是利用加水和排水的方法來增加或減輕潛艇的重量,然后改變壓力來控制潛艇的起伏。 事實上,對于圓柱體來說,浮力就是上表面向下的壓力和底部的壓力。 表面向上壓力的差異。 B. 浮力=物體上方和下方水的壓力差