阿基米德原理公式變形為F=ρVg,其中F代表浮力,ρVg表示物體浸入液體后所排開的液體的體積和該液體的密度,g是重力加速度。
相關例題:
例1:一個邊長為10cm的正方體,質量為2kg,把它放入水中后,靜止時它受到的浮力多大?
解析:根據阿基米德原理F=ρVg可知,物體受到的浮力只與物體排開液體的體積和液體的密度有關,與物體的質量、重力等因素無關。
解:V = 10cm3 = 1 × 10??m3
ρ = 1 × 103kg/m3
F = ρVg = 1 × 103kg/m3 × 1 × 10??m3 × 9.8N/kg = 0.98N
答:物體靜止時受到的浮力為0.98N。
例2:一個邊長為1dm的正方體鐵塊,放在面積為1m2的水平放置的木板上,鐵塊對木板產生的壓強是多少?如果鐵塊浸沒在水中,它受到的浮力是多少?
解析:由于鐵塊放在面積為1m2的水平放置的木板上,所以鐵塊對木板產生的壓力和壓強可根據F=G=mg和p=F/S來計算。而鐵塊浸沒在水中時排開水的體積等于鐵塊的體積,根據F=ρVg可計算它受到的浮力。
解:F = mg = ρVg = 7.8 × 103kg/m3 × (1dm)3 × 9.8N/kg = 78N
p = F/S = 78N/1m2 = 78Pa
鐵塊浸沒在水中時V排 = V = (1dm)3 = 1 × 10?3m3
F’=ρVg = 1 × 103kg/m3 × 1 × 10?3m3 × 9.8N/kg = 0.98N
答:鐵塊對木板產生的壓強是78Pa;鐵塊浸沒在水中時受到的浮力是0.98N。
阿基米德原理公式變形為F=ρVg,其中F代表浮力,ρVg表示物體浸沒在液體或氣體中時受到的浮力大小,與物體排開液體的體積成正比。
相關例題:
例題:一個邊長為10cm的正方體鐵塊,浸沒在水中,求它受到的浮力。
解答:根據阿基米德原理公式變形,F=ρVg=7.8×103kg/m3 × (0.1m)3 × 10N/kg = 78N。
答案:鐵塊受到的浮力為78N。
說明:本題中,鐵塊浸沒在水中,排開液體的體積等于鐵塊的體積,所以用ρVg來計算浮力。需要注意的是,ρ表示液體的密度,單位是kg/m3;V表示物體排開液體的體積,單位是m3;g是常數,取9.8N/kg或10N/kg均可。
阿基米德原理公式變形及其相關例題和常見問題如下:
阿基米德原理公式變形:F(浮力) = G(重力) - F(視重),其中,F為物體在液體中稱重時彈簧測力計的示數(即物體在液體中所受的浮力),G為物體受到的重力,F為物體浸在液體中時彈簧測力計的示數(即物體在空氣中所受的重力),而視重則表示物體在空氣中稱重時測力計的示數。
例題:一個邊長為10cm的正方體鐵塊,在密度為1.3g/cm3的煤油中浸沒,求它受到的浮力。
首先,根據阿基米德原理公式變形,可以得出F = G - F_{視} = m_{物}g - \rho_{液}gV_{物} = 0.1m^{3} × 1.3 × 9.8N/kg = 12.72N。
接下來,由于正方體鐵塊在煤油中是浸沒的,所以V_{物} = V_{排液} = 0.1m^{3}。代入公式后,即可求得它受到的浮力為12.72N。
常見問題:
1. 如何理解阿基米德原理公式中的“浸沒”狀態?
答:“浸沒”狀態指的是物體完全被液體所覆蓋,不再與液體接觸。在這種情況下,物體的體積就是它所排開的液體的體積。
2. 如果物體沒有完全浸沒在液體中,阿基米德原理公式是否仍然適用?
答:阿基米德原理公式適用于所有浸沒或部分浸沒在液體中的物體。對于部分浸沒的物體,只需要用物體排開的液體的體積代替物體在阿基米德原理公式中的體積即可。
通過以上內容的學習和掌握,我們可以更好地運用阿基米德原理公式來解決相關浮力問題。
