《浮力的计算》浮力PPT
浮力ppt 课件
浮力原理是阿基米德发现的,它指出物体在流体中所受的浮力等于 它所排开的流体的重量。
浮力与密度关系
物体的密度与流体的密度之差是决定物体在流体中是否受到浮力的关 键因素。
对浮力的应用与拓展
船舶与海洋工程 航空航天 水利工程 深海探索
浮力原理被广泛应用于船舶设计、建造和海洋工程中,以确保 水上交通工具的安全和稳定性。
重新浮起。
实验与演示的启示
实验和演示都是科学研究的重 要手段,通过实验和演示可以 深入探究自然现象的本质和规 律。
在进行实验和演示时,需要精 心设计实验方案和操作流程, 确保实验结果的准确性和可靠 性。
通过实验和演示可以培养学生 的观察能力、思维能力和实践 能力,提高学生对科学知识的 理解和掌握程度。
海洋资源开发
利用浮力原理的海洋资源开发技术,如海底矿物 资源的开采、海洋养殖业等。
航空航天工业
航空器设计
01
浮力原理在航空器设计中起到关键作用,如飞机机翼的设计,
确保飞机能够在空中产生足够的升力。
航天器设计
02
在卫星和空间站等航天器的设计中,浮力原理也发挥了重要作
用,如空间太阳能电站的设计。
航空航天测试
示例2
一个物体体积为500立方 厘米,漂浮在水面上,求 该物体受到的浮力。
示例3
一个物体体积为1500立方 厘米,完全浸没在密度为 0.8克/立方厘米的液体中 ,求该物体受到的浮力。
浮力公式的应用
判断物体的浮沉
通过比较物体受到的重力 和浮力的大小,可以判断 物体是上浮、下沉还是悬 浮。
计算流体的密度
海洋资源开发
随着全球对海洋资源开发的重视,浮力原理将在 海洋资源开发、海洋能源利用等领域发挥更大的 作用。
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实验演示
通过改变物体形状,如将球体变为 长方体,观察其在液体中的浮沉现 象。
结果分析
物体形状改变后,其在液体中所受 浮力发生变化,导致浮沉现象的改 变。
形状变化对物体受力和运动状态影响
受力分析
形状变化会影响物体在液体中的受力 情况,如改变物体与液体的接触面积、 改变物体所受重力与浮力的相对大小 等。
05 生活中浮力应用实例
船只、潜艇等水上交通工具设计原理
船只设计原理
利用水的浮力支撑船体,通过改变船 体形状和重心位置实现稳定航行。
潜艇设计原理
通过调节潜艇内部水量,改变潜艇整 体密度,实现下潜和上浮。同时利用 推进器实现水平移动。
气球、飞艇等空中交通工具设计原理
气球设计原理
利用轻于空气的气体(如氦气或氢气)充入气球内,产生向上的浮力,使气球升空。
利用密度差异实现物体浮沉控制
01
通过改变液体密度来控制物体的浮沉,如在水中加入盐或 糖来改变密度。
02
利用不同密度的液体来实现物体的浮沉,如在水和酒精的 混合液中实现物体的悬浮。
03
通过控制物体与液体的接触面积来改变浮力,如潜水艇通 过改变自身的形状来控制浮沉。
04 形状变化对浮力影响
物体形状改变时浮沉现象观察
02
竖直向上。
03
浮力产生的原因
浸在液体或气体中的物体受到的上、下表面压力的差。
阿基米德原理及其应用
阿基米德原理:浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它 排开的液体所受的重力。 阿基米德原理公式:F浮=G排=ρ液gV排 阿基米德原理的应用 计算浮力大小。 判断浮沉条件。
物体在液体中浮沉条件
漂浮条件 F浮=G物(V排<V物)
2024版《浮力》浮力PPT课件
•浮力基本概念与原理•液体内部压强与浮力关系•物体在液体中沉浮条件及判断方法•浮力应用举例与计算技巧•实验探究:测量物体所受浮力大小•总结回顾与拓展延伸浮力基本概念与原理浮力定义及产生原因浮力定义浸在流体内的物体受到流体竖直向上托起的作用力叫作浮力。
产生原因浸在液体或气体里的物体受到液体或气体对物体向上的和向下的压力差。
浮力方向与作用点浮力方向与重力相反,竖直向上。
作用点称为浮心,与所排开液体体积的形心重合。
0102 03压力差法F浮=F向上-F向下(F向上=P向上×S,F向下=P向下×S)。
称重法F浮=G-F(G为物体受到的重力,F为物体浸入液体中时弹簧测力计的读数)。
阿基米德原理F浮=G排=m排g=ρ液gV排。
浮力大小计算方法影响因素分析物体在液体中所受浮力的大小,只跟它浸在液体中的体积和液体的密度有关,与物体本身的密度、运动状态、浸没在液体中的深度等因素无关。
液体的密度越大,物体所受浮力越大。
物体排开液体的体积越大,物体所受浮力越大。
液体内部压强与浮力关系液体内部向各个方向都有压强。
在同一深度,液体向各个方向的压强相等。
液体内部的压强随深度的增加而增大。
不同液体的压强还跟密度有关系。
液体内部压强特点由压强差产生浮力原理•浸在液体中的物体,由于物体上、下表面所处的深度不同,下表面所处的深度大于上表面的深度,下表面受到的压强大于上表面受到的压强,因此液体对物体产生的一个向上的压力与向下的压力不相等,实际上,这两个压力的合力就是液体对物体施加的向上托的作用,这个力习惯上称为浮力。
实例分析:潜水艇、鱼类等潜水艇通过改变自身重力实现上浮和下沉。
鱼类通过鱼鳔改变自身体积,从而改变所受浮力,实现上浮和下沉。
应用拓展:液体密度计原理•密度计是测量液体密度的仪器,它是根据漂浮条件和阿基米德原理制造出来的。
密度计是一根粗细不均匀的密封或空心玻璃管,由下部的玻璃泡和上部的细玻璃管组成,管的下部装有铅丸或水银,标有刻度及密度单位。
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根据阿基米德原理,物体在液体中所受的浮力等于它排开的液体所受的重力。本实验通过测量金属块受到的浮力 和排开水的质量,验证了阿基米德原理的正确性。同时,通过实验操作和观察,学生可以加深对浮力的理解,提 高实验技能和观察能力。
04
CATALOGUE
浮力问题解析
物体沉浮条件
阿基米德原理
物体在液体中受到的浮力等于它所排开的液体所受的重力。
实验步骤与操作
步骤一
将金属块挂在弹簧测力 计上,记录弹簧测力计
的示数。
步骤二
将金属块浸没在水中, 稳定后读出弹簧测力计
的示数。
步骤三
将金属块提起,用细线 系住一端,放入装满水 的溢水杯中,用小桶收
集溢出的水。
步骤四
将小桶中的水倒入量筒 中,测量水的体积,计
算水的质量。
实验结果与分析
结果
金属块受到的浮力等于弹簧测力计示数的减小量,也等于溢出水的质量。
浮力公式推导
总结词
通过分析流体静压力和物体所受重力之间的关系,可以推导出浮力公式。
详细描述
首先,假设物体浸入流体中,受到流体的静压力作用。然后,根据牛顿第三定 律,物体对流体的作用力与流体对物体的作用力大小相等、方向相反。最后, 通过力的平衡原理,可以推导出浮力公式。
浮力计算实例
总结词
通过具体的计算实例,可以加深对浮力公式的理解和应用。
03
阿基米德原理
物体在流体中所受的浮力 大小等于它所排开的流体 的重力。
原理公式
F_{浮} = G_{排} = rho_{ 液}gV_{排}
应用
计算浮力的大小,判断物 体的沉浮状态等。
浮力的应用
船舶制造
热气球升空
第11章 浮 力(图片版) (共152张PPT)
m2 C. ρ2 m1
解析: 已知溢水杯中装满了液体,所以溢出液体 的质量等于物块排开液体的质量,已知把实心物块放 入盛满密度为ρ 1 的液体中漂浮,根据浮沉条件, F
浮
= G=mg,已知溢出液体的质量为 m 1,即排开液体的 质量为 m 1,根据阿基米德原理得 F 浮= G 排=m
排
g=
m 1g,故 mg= m1g,因此物块的质量 m= m1;当把该 实心物块放入盛满密度为 ρ2 的液体中时,物块沉底,
A. 浮在水面上的物体比沉入水底的物体受到的浮 力大 B.物体的密度越大受到的浮力越小 C.物体没入水中越深受到的浮力越大 D.物体排开水的体积越大受到的浮力越大
2. (2016· 海南 )如图所示,将重为 G 的铝块挂在弹簧测力计上,当它浸没在水 中时,弹簧测力计的示数为 F,则铝块所 受的浮力大小为 ( A. G C . G+ F D ) B. F D. G- F
考点二
阿基米德原理
1.浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大 小等于物体排开的 液体 所受的 重力 ,这就是阿基 米德原理,其数学表达式是: F 浮=G 排. 2.阿基米德原理对浸没或部分浸在液体中的物体 都适用,也适用于气体.浮力的大小由 液体密度 和 排开液体的体积 两个因素决定.
温馨提示: 浮力大小与物体自身的重力、物体的体积、物体 的密度及物体的形状无关.浸没在液体中的物体受到 的浮力不随深度的变化而变化.
根据物体的浮沉条件可知,A 球在甲容器液体中漂浮, 所以ρ A<ρ液, B 球在乙容器液体中悬浮,所以 ρB= ρ 液,故小球的密度 ρA<ρB,又因两球的体积相等,所 以两球的质量 mA<mB,根据 G= mg 可知 GA<GB;两 容器中液体质量相等,所以液体重力相等,容器完全 相同, 根据两容器底部对桌面的压力等于总重力, 即F = G 液+ G 球+G 容器可知,
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6.如图所示一正方体浸没在液体中,它的侧面所受的各个方向上 的 压 力 相 互 平 衡 , 其 下 表 面 受 到 液 体 向 上 的 压 力 F1__大__于___( 填 “ 大 于”“小于”或“等于”)其上表面受到液体向下的压力F2,这就是浸 在液体中的物体受到浮力的原因,所以浮力的大小可表示为F浮= _F_1_-__F_2___.
例2 小华在探究浮力大小与哪些因素有关的实验中,做了如图所 示的实验.比较甲和乙可知,物体受到的浮力F浮=__G__-__F_1_(用图中的 物理量符号表示),该实验是为了探究浮力大小与__排__开__液__体__体__积___的关 系.
例3 小明利用如图所示器材“探究浮力大小和哪些因素有
关”.他把同一金属块挂在弹簧测力计上,将它分别浸入水和酒精的不
(3)由丙、丁两次实验可知:浸没在同种液体中的物体,所受浮力大 小与___物__体__浸__没__的__深__度__无关.
4.在探 究“浮力大 小与哪些因 素有关”的 实验中,弹 簧测力计挂 着同一金属 块的示数如 图所示.
能力培优练
(1)金属块浸没在水中时,受到的浮力是__2__N. (2) 分 析 图 丙 、 丁 可 知 , 浮 力 大 小 跟 物 体 浸 没 在 水 中 的 深 度 _无__关____(填“有关”或“无关”). (3)分析__丁__、__戊___两图可知,浸在液体中的物体所受浮力大小与液 体密度有关.
同位置,如图所示,下列说法中,正确的是
(C )
A.探究浮力大小与浸入液体深度是否有关,可选择乙、丁实验进
行比较
B.探究浮力大小与排开液体体
积是否有关,可选择乙、丙实验进行
比较
C.探究浮力大小与液体密度是
否有关,可选择丙、丁实验进行比较
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结合具体题目,灵活运用浮力公式进行求解,如计算物体在液体中的升降情况、判断物体的浮沉条件 等。
复杂情境下浮力问题解决方法探讨
复杂情境
涉及多个物体、多种液体或不规则形状 的物体等复杂情境下的浮力问题。
VS
解决方法
针对具体情境进行分析,综合运用称重法 、压力差法和公式法等方法进行求解;同 时要注意考虑各种因素对结果的影响,如 液体的密度、温度、物体的形状等。通过 不断练习和总结,提高解决复杂情境下浮 力问题的能力。
。
飞行器升空原理探讨
伯努利原理与机翼设计
机翼上表面的空气流速快,压力小,下表面的空气流速慢,压力 大,从而产生向上的升力。
飞行器重量与升力关系
飞行器的重量需要在设计过程中进行精确计算,以确保产生的升力 能够支撑其重量。
发动机推力与升力协同作用
发动机产生的推力与机翼产生的升力协同作用,使飞行器得以升空 飞行。
压力差法计算物体所受浮力示例演练
示例
假设一个立方体物体浸没在水中,其上下表面受到的压力分别为F1和F2,则物体所受 的浮力为F浮=F2-F1。
演练
通过实际题目进行演练,掌握压力差法的应用技巧,如正确判断物体的受力方向、选择 合适的公式进行计算等。
公式法求解浮力问题技巧总结
技巧总结
熟练掌握浮力公式F浮=ρ液gV排,理解公式中各物理量的含义及单位;同时要注意公式的适用范围, 避免误用导致错误结果。
密度差异产生浮力现象解释
物体密度与液体密度比较
当物体密度小于液体密度时,物体会上浮;当物体密度大于液体 密度时,物体会下沉。
密度差异产生浮力的原理
由于物体与液体之间存在密度差异,使得物体在液体中受到向上的 浮力和向下的重力作用,当浮力大于重力时,物体上浮。
《浮力的计算》课件
物体体积可以通过测量或 计算得到
物体体积的变化会影响浮 力的变化
液体密度
液体密度是浮力计算的重要参 数之一
液体密度与浮力成正比
液体密度可以通过测量液体的 质量和体积来计算
液体密度的变化会影响浮力的 大小
重力加速度
定义:地球 表面附近的 物体受到地 球引力和地 球自转产生 的离心力的 合力
符号:g
量
称重法
原理:利用物体在水中的浮力 等于其重力减去在水中的重量
步骤:将物体放入水中,记录 其在水中的重量
注意事项:确保物体完全浸没 在水中,避免空气阻力影响结 果
应用:广泛应用于测量各种物 体的浮力,如船舶、潜水艇等
压力差法
原理:浮力等于液体对物体上下表面的压力差
计算公式:F浮=F下-F上
应用:适用于已知液体密度和物体体积的情况 注意事项:需要准确测量液体密度和物体体积,以及液体对物体上下表面 的压力差
物体在液体中的受力分析
浮力计算实例解析
实例一:计算一 个铁球在水中的 浮力
实例二:计算一 个木块在水中的 浮力
实例三:计算一 个塑料瓶在水中 的浮力
实例四:计算一 个橡皮艇在水中 的浮力
浮力计算中的常见错误分析
错误理解浮力公式:将浮力公式F=ρgV错误地应用于非浸没物体 忽略液体密度的影响:在计算浮力时,没有考虑液体密度的变化 错误计算物体体积:没有正确计算物体的体积,导致浮力计算错误 忽略浮力与重力的关系:在计算浮力时,没有考虑浮力与重力的关系,导致计算错误
浮力的大小等于物体排开流 体的重量
浮力是物体在流体中受到的 向上托力
浮力的方向垂直向上
浮力的计算公式:F浮=ρ液 gV排
浮力的产生原因
《浮力的计算》浮力PPT
②;
由①和②得:G=3 N,V 排=1×10-4 m3。 金属块在水中受到的浮力:F 浮水=G-F 水=3 N-2 N=1 N。
远眺图使用方法
第一步、首先在能把远眺图都看清的位置,熟悉 一下最远处几个框细微的纹路,
第二步、然后逐渐加大距离至远眺图最远处的几 个框处于模糊与清晰之间的位置停止。
第三步、思想集中,认真排除干扰,精神专注, 开始远眺,双眼看整个图表,产生向前深进的感 觉,然后由外向内逐步辨认最远处几个框每一层 的绿白线条。
专题训练(四)浮力的计算
12.盛夏季节,一场特大暴雨突袭广西某市,致使该市某中学一 千多名师生被洪水围困!武警某部官兵利用冲锋舟为学校师生开 辟了水上生命线。某只冲锋舟自重为6×103 N,满载时排开水的 体积为1.5 m3,吃水深度为0.5 m。求:(ρ水=1.0×103 kg/m3, g取10 N/kg) (1)冲锋舟满载时底部所受水的压强。 (2)冲锋舟满载时所受的浮力。
F 浮′=G 橡=ρ 橡 V 橡 g=2×103 kg/m3×2.7×10-5 m3×10 N/kg=0.54 N;小船排开
水的体积为
V
排′=Fρ浮水′g=1.0×103
0.54 N kg/m3×10
N/kg=5.4×10-5
m3。
专题训练(四)浮力的计算
11.如图4-ZT-8所示,质量为55 g的新鲜鸡蛋在水中下沉。 向水中加盐并轻轻搅拌,最后鸡蛋悬浮在盐水中。问:(g取10 N/kg) (1)悬浮时鸡蛋受到的浮力是多少? (2)假设鸡蛋的体积是50 cm3,那么盐水的密度是多少?
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专题训练(四)浮力的计算
(2)金属块受到的重力:G=3 N, 金属块的质量:m=Gg=103NN/kg=0.3 kg, 金属块的体积:V=V 排=1×10-4 m3, 金属块的密度:ρ 物= Vm=1×0.130-k4gm3=3×103 kg/m3。
专题训练(四)浮力的计算
►类型三 阿基米德原理求浮力
专题训练(四)浮力的计算
7.将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和酒精中,金 属块静止时弹簧测力计的示数如图4-ZT-6甲、乙所示。(ρ酒精 =0.8×103 kg/m3,g取10 N/kg)求: (1)金属块在水中受到的浮力。 (2)金属块的密度。
图4-ZT-6
专题训练(四)浮力的计算
解:(1)金属块浸没在水中时,金属块受力情况:G=F 浮水+F 水,即 G =ρ 水 V 排 g+2 N,代入数值得:G=1.0×103 kg/m3×V 排×10 N/kg+2 N①;
图4-ZT-5
专题训练(四)浮力的计算
解:(1)由图乙可知,金属块的重力:G=5 N,金属块的质量:m=Gg=105NN/kg =0.5 kg。
(2)当 h=6 cm 时,金属块全部浸入水中,弹簧测力计的拉力:F 拉=2 N, 金属块受到的浮力:F 浮=G-F 拉=5 N-2 N=3 N。
(3)由图乙可知,金属块浸入水中的最大深度为 h=10 cm=0.1 m,则金属 块受到水的最大压强为 p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1000 Pa。
专题训练(四)浮力的计算
►类型四 浮沉条件求浮力
10.有一个边长为3 cm、密度为2×103 kg/m3的立方体橡皮泥 块。求:(g取10 N/kg) (1)橡皮泥块浸没在水中时,它受到的浮力是多大。 (2)把这块橡皮泥捏成一只小船,使其漂浮在水面上,小船受 到的浮力是多大;此时的小船排开水的体积是多少。
第十章 浮力
专题训练(四) 浮力的计算
专题训练(四)浮力的计算
►类型一 压力差法求浮力
1.如图4-ZT-1所示,用细绳将一物体系在容器底部,若物
体上表面受到水向下的压力为4 N,下表面受到水向上的压力
为14 N,则物体所受浮力为(C )
A.4 N
B.6 N
C.10 N
D.7 N
图4-ZT-1
专题训练(四)浮力的计算
专题训练(四)浮力的计算
►类型二 称重法求浮力
5.一个铁球在空气中称时重4.5 N,浸没在水中称时,弹簧测 力计的示数为3.5 N,则(B ) A.铁球受到的浮力是3.5 N B.铁球受到的浮力是1 N C.铁球受到的浮力是4.5 N D.铁球受到水的压力的合力为0
专题训练(四)浮力的计算
6.如图4-ZT-5甲所示,小宇用弹簧测力计吊着金属块将其逐 渐放入水中,图乙反映了这个过程中弹簧测力计的示数变化情 况。求:(g取10 N/kg) (1)金属块的质量。 (2)金属块浸没在水中时所受的浮力。 (3)金属块受到水的最大压强。
8.把一块质量是158 g的实心铁块放入盛煤油的容器中,铁块 全部浸没在煤油中,则煤油对铁块的浮力为多大?(ρ铁= 7.9×103 kg/m3,ρ煤油=0.8×103 kg/m3,g取10 N/kg)
解:铁块的体积:V=ρm =7.1958g/gcm3=20 cm3=2×10-5 m3; 由于铁块浸没在煤油中,故 V 排=V,则铁块浸没在煤油中受到的浮力: F 浮=ρ 煤油0.16 N。
金属块浸没在酒精中时,金属块受力情况:G=F 浮酒+F 酒,即 G= ρ 酒 V 排 g+2.2 N,代入数值得:G=0.8×103 kg/m3×V 排×10 N/kg+2.2 N
②;
由①和②得:G=3 N,V 排=1×10-4 m3。 金属块在水中受到的浮力:F 浮水=G-F 水=3 N-2 N=1 N。
图4-ZT-3
专题训练(四)浮力的计算
4.现有一边长为10 cm的正方体物块漂浮在水面上,如图4-ZT -4所示,其上表面距水面2.5 cm,它的下表面受到水的压力是 多大?它受到的浮力为多大?物块的密度为多大?(g取10 N/kg)
7.5 N 7.5 N 0.75×103 kg/m3
图4-ZT-4
专题训练(四)浮力的计算
9.如图4-ZT-7所示,将质量为0.06 kg的小球轻轻放入装满水 的溢水杯中,溢出0.05 kg的水。求:(g取10 N/kg) (1)小球受到的浮力。 (2)小球排开液体的体积。 (3)小球的密度。
图4-ZT-7
专题训练(四)浮力的计算
解:(1)由阿基米德原理可知,F 浮=G 排=m 排 g=0.05 kg×10 N/kg=0.5 N。
(2) 根 据
F
浮=ρ
液 gV
排可得小球排开液体的体积:V
排
=
F浮 ρ水g
=
1.0×103
0.5 N kg/m3×10
N/kg=5×10-5
m3。
(3)由于 F 浮=0.5 N<G=m 球 g=0.06 kg×10 N/kg=0.6 N,所以小球在溢水 杯中是沉底状态,则 V 球=V 排=5×10-5 m3;小球的密度:ρ 球=mV球 球=50×.0160-5kgm3= 1.2×103 kg/m3。
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解:(1)橡皮泥块浸没在水中时,排开水的体积与自身的体积相等,即 V 排=V 橡=(0.03 m)3=2.7×10-5 m3,受到的浮力为 F 浮=ρ 水 V 排 g=1.0×103 kg/m3×2.7 ×10-5 m3×10 N/kg=0.27 N。
2.如图4-ZT-2所示,弹簧测力计下吊着重为15 N的长方体金属 块,当金属块浸没在水中时,弹簧测力计的示数为8 N,则金属块 受到的浮力为__2_.7___N;若金属块上表面受到水的压力为10 N,则 金属块下表面受到水的压力为__17___N。
图4-ZT-2
专题训练(四)浮力的计算
3.有一边长为10 cm的正方体浸没在水中,上表面距水面15 cm, 如图4-ZT-3所示,则其上表面受到水的压强是_1_5_00____Pa,压 力为__1_5__N,下表面受到水的压强是_2_50_0___Pa,压力为2_5____N, 物体受到的浮力是__10___N。(g取10 N/kg)