2021上海中考物理知識(shí)點(diǎn)：浮力

       一、浮力

 

　　定義：浮力是由液體(或氣體)對(duì)物體向上和向下壓力差產(chǎn)生的。

 

　　方向：豎直向上

 

　　產(chǎn)生原因：浸在液體中的物體上下表面受到液體的壓力差

 

　　二、正確理解阿基米德原理：

 

　　內(nèi)容：浸入液體里的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開的液體受到的重力。

 

　　公式表示：F浮 = G排 =ρ液V排g。從公式中可以看出：液體對(duì)物體的浮力與液體的密度和物體排開液體的體積有關(guān)，而與物體的質(zhì)量、體積、重力、形狀 、浸沒的深度等均無關(guān)。

 

　　適用條件：液體(或氣體)。

 

　　對(duì)阿基米德原理及其公式的理解，應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：

 

　　(1)浮力的大小由液體密度ρ液和排開液體的體積V排兩個(gè)因素決定。浮力大小與物體自身的重力、物體的體積、物體的密度及物體的形狀無關(guān)。浸沒在液體中的物體受到的浮力不隨深度的變化而改變。

 

　　(2)阿基米德原理對(duì)浸沒或部分浸在液體中的物體都適用。

 

　　(3)當(dāng)物體浸沒在液體中時(shí)，V排=V物，當(dāng)物體部分浸在液體中時(shí)，當(dāng)液體密度ρ液一定時(shí)，V排越大，浮力也越大。

 

　　(4)阿基米德原理也適用于氣體，其公式是：F浮=ρ氣gV排。

 

　　三、如何判斷物體的浮沉：判斷物體浮沉的方法有兩種：

 

　　(1)受力比較法：

 

　　浸沒在液體中的物體受到重力和浮力的作用。

 

　　F浮>G物，物體上浮;

 

　　F浮<G物，物體下沉;

 

　　F浮=G物，物體懸浮;

 

　　(2)密度比較法：

 

　　浸沒在液體中的物體，只要比較物體的密度ρ物和液體的密度ρ液的大小，就可以判斷物體的浮沉。

 

　　ρ液>ρ物，物體上浮;

 

　　ρ液<ρ物，物體下沉;

 

　　ρ液=ρ物，物體懸浮;

 

　　對(duì)于質(zhì)量分布不均勻的物體，如空心球，求出物體的平均密度，也可以用比較密度的方法來判斷物體的浮沉。

 

　　3、正確理解漂浮條件：

 

　　漂浮問題是浮力問題的重要組成部分，解決浮力問題的關(guān)鍵是理解物體的漂浮條件F浮=G物。

 

　　(1)因?yàn)镕浮=ρ液gV排，G物=ρ物gV物，又因?yàn)镕浮=G物(漂浮條件)，所以，ρ液gV排=ρ物gV物，由物體漂浮時(shí)V排ρ物，即物體的密度小于液體密度時(shí)，物體將浮在液面上。此時(shí)，V物=V排+V露。

 

　　(2)根據(jù)漂浮條件F浮=G物，得：ρ液gV排=ρ物gV物

 

　　同一物體在不同液體中漂浮時(shí)，ρ物、V物不變;物體排開液體的體積V排與液體的密度ρ液成反比。ρ液越大，V排反而越小。

 

　　四、浮力的方法一般歸納為以下四種：

 

　　(1)根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因F浮=F向上-F向下，一般用于已知物體在液體中的深度，形狀規(guī)則的物體。

 

　　(2)根據(jù)阿基米德原理：F浮=G排液=ρ液gV排，這個(gè)公式對(duì)任何受到浮力的物體都適用。時(shí)要已知ρ液和V排。

 

　　(3)根據(jù)力的平衡原理：將掛在彈簧秤下的物體浸在液體中，靜止時(shí)，物體受到重力，浮力和豎直向上的拉力。這三個(gè)力平衡：即F浮=G物-F拉

 

　　(4)根據(jù)漂浮、懸浮條件：F浮=G物，這個(gè)公式只適用于漂浮或懸浮物體的浮力。

 

　　運(yùn)用上述方法求浮力時(shí)，要明確它們的適用范圍，弄清已知條件，不可亂套公式。

 

　　五、浮力 綜合題的一般解題步驟：

 

　　(1)明確研究對(duì)象，判斷它所處的狀態(tài)。

 

　　當(dāng)物體浸沒時(shí)，V排=V物，

 

　　當(dāng)物體漂浮時(shí)，V排+V露=V物，

 

　　(2)分析研究對(duì)象的受力情況，畫出力的示意圖，在圖中標(biāo)出已知力的符號(hào)、量值和未知力的符號(hào)。

 

　　(3)根據(jù)力的平衡原理列方程，代入公式、數(shù)值 、進(jìn)行，得出結(jié)果。

 

　　理解是提高記憶質(zhì)量的前提.對(duì)初中物理中一些易混淆的概念，比如浮力公式等，就得加強(qiáng)記憶了。

 

　　六、浮力公式

 

　　公式推算

 

　　假設(shè)有一正方體沉于水中，

 

　　F浮=ρgh2*S-ρgh1*S(可適用于完全或稍微浸沒在水中)=ρgS*Δh =ρ液gV排(通用)=G排液

 

　　當(dāng)物體懸浮或漂浮時(shí)，F(xiàn) 浮=G物=m物g

 

　　說明

 

　　(1)h2為正方體下表面到水面距離，h1為正方體上表面到水面距離，Δh為正方體之高。

 

　　(2)“F浮=ρ液gV排=G排液”較重要。

 

　　F浮=ρ液gV排的公式推導(dǎo)：浮力=排開液體所受重力——F浮=G(物體所受重力)排液=m排液g =ρ液gV排所以有F浮+G=0

 

　　(3)給出沉浮條件(實(shí)心物體，如果是空心物體，則下面公式中的密度表示物體的平均密度，即物體的總質(zhì)量除以總體積得到的結(jié)果)

 

　　對(duì)于浸沒在液體中的物體

 

　　1.若F浮>G物，即ρ物<ρ液，物體上浮

 

　　2.若F浮< G物, 即ρ物>ρ液，物體下沉

 

　　3.若F浮=G物，即ρ物=ρ液，物體懸浮

 

　　4.ρ物>ρ液， 沉底，G物=F浮+F杯底對(duì)物的支持力(三力平衡)

 

 

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