物理浮力知识点总结

物理浮力知识点总结

物理浮力知识点总结

一、重难点知识剖析

(一)、阿基米德原理

1、什么是浮力

液体对浸在其中的物体，具有竖直向上的托力的作用，这个作用叫做浮力。

浮力的施力物体——所浸入的液体。

浮力的受力物体——被浸入的物体。

浮力的方向——竖直向上。

2、用弹簧测力计测浮力

如图所示，此时小石块所受的浮力等于先后两次弹簧测力计的读数差，即F浮=F-F′=G-F′。

3、阿基米德原理

实验表明：浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力的大小，即：

F浮=G排=m排·g=ρ液·g·V排式中ρ

液为所浸入的液体的密度，单位kg/m3;V

排为物体排开液体的体积，也就是物体浸在液体中

的体积，单位m3;g=9.8N/kg，粗略计算可取10N/kg。

4、气体的浮力

气体与液体一样，对浸在其中的物体也具有浮力的作用。

实验证明，阿基米德原理对气体同样适用，即：浸在气体里的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于被物体排开的气体受到的重力的大小。

例1、一均匀实心物体，挂在弹簧测力计下，称得其重力为

G=19.6N，当把物体没入水中后，弹簧测力计的读数减小到F′=9.8N，求：

(1)该物体没入水中时所受到的浮力F浮=?

(2)该物体的密度ρ=?

解答：由弹簧测力计先后两次读数G和F′可求物体受到的浮力F浮=G-F′。

进而先根据G=mg求出物体的质量是浸没于水中，所以再由阿基米德原理的数学表达式F浮=ρ液gV排，求出最后根据来求物体的密度，由于此物体

说明：F浮=G-F′是求物体所受浮力的一种方法，通常叫做“测量法”，F浮=ρ

gV排是求物体所受浮力的液

另一种方法，通常叫做“公式法”，而且它的两个变式：ρ液 =常用于计算液体的密度;

用于在知道V排与V物的大小关系时，计算物体的体积V物，进而做物体密度ρ物等的计算。

常本题第②问，显然可利用

来计算物体的密度更为简单：

例2、一容积为4.5m3的气球，里面充满氢气，已知球壳的质量为800g，不计球壳的体积，问至少用多大的力拉住它才能使其不至升空?(ρ

空气=1.29kg/m

ρ氢气=0.09kg/m

取g=10N/kg).

解答：气球在空气中要受到浮力，球内氢气和球壳要受到重力，设所求拉力为F，对气球作如图所示的受力分析，依题意应有：F浮=G氢气+G壳+F.G壳=m壳g=0.8kg×10N/kg=8NG氢气=ρ氢气

gV球=0.09kg/m3×10N/kg×4.5m3=4.05N

F浮=ρ空气gV排=1.29kg/m3×10N/kg×4.5m3=58.05N则：F=F 浮-G氢气-G壳=58.05N-4.05N-8N=46N.

即：至少需要46N的力拉住它才能使其不至升空.

说明：当物体受到几个力的作用，对它进行受力分析并作出受力分析图，可以直观地表示出几个力的大小与方向关系，通常运用力的平衡的知识，再进行求解。

本题中，氢气球受到的竖直向上的浮力F浮应与它受到竖直向下的氢气的重力G氢气，球壳的重力G壳和所需最小拉力F这三个力的合力平衡，从而得到F=F浮-G氢气-G壳。

(二)、物体的浮与沉

1、物体浮沉的条件

(1)物体受到的浮力F浮大于物重G时，物体就会上浮。

(2)物体受到的浮力F浮小于物重G时，物体就会下沉。

(3)物体受到的浮力F浮等于物重G时，物体或呈悬浮状态，或呈漂浮状态。

2、物体密度与液体密度的大小关系决定物体浸在液体中时的浮沉情况。

浸没在液体中的物体，V排=V物。

(1)若ρ>ρ

(2)若ρ物=ρ(3)若ρ物<ρ物

液，物体会下沉;

液，物体会悬浮;

液，物体就漂浮。

体积浸在液体

例3、一木块浮在水面上时，有体积露出水面，将该木块放入另一液体中，静止时有中，求木块和另种液体的密度。

解答：依题意画出两种情况下的木块状态图如图所示。

图甲中，木块浮在水面上，木块所受到的重力应等于木块受到的水的浮力即：G=F浮(水)，展开：

ρ木V木g=ρ水·V木g，化简：ρ木=ρ水

图乙中，木块受到的重力也等于木块所受液体的浮力，即G=F 浮(液)，展开ρ木

V木g=ρ液·

V木g。

化简：ρ液=ρ木。

如甲图所示，因为木块漂浮在水面上，所以G=F浮(水)，即：ρ木

V木g=ρ水·

V木g，则：

ρ木

=ρ水

=×1.0×103kg/m3=0.6×103kg/m3.

V木g=ρ液·

V木g，则：

如乙图所示，因为木块漂浮在液面上，所以G=F浮(液)，即：ρ木

ρ液=ρ木

=×0.6×103kg/m3=0.8×103kg/m3.

说明：浮力问题中，应用物体漂浮或悬浮时G=F浮建立等量关系求解的题目占有极大的比例。

本题是一个典型代表，解答这类问题，依题意画出状态图，建立物体受力平衡的方程式求解，是解题的一般方法。

有的题目还需要依题意建立方程组来求解。

例4、今有一质量为386g，体积为30cm3的金质球，求它在下列情况下所受到的浮力：

(1)在盛有足够深水的容器中静止时;

(2)在盛有足够深水银的容器中静止的时.(ρ解答：解答本题，不可盲目套用公式F浮=ρ液

金=19.3×103

kg/m3，ρ水银=13.6×10水银3kg/m3，取g=10N/kg).

gV排，因为虽然ρ金>ρ水，ρ金>ρ水银

但此金质球是否在水和水银中静止时都下沉至容器底，并不由ρ金与ρ水，ρ的相对大小来决定，而是取决于金质球的平均密度。

(1)因为ρ球>ρ水，所以此球在水中应下沉，在盛有足够深的盛水容器中静止时，球浸没在水中V排(水)=V球，故球所受水的浮力

F浮(水)=ρ水gV排=ρ水gV球=1.0×103kg/m3×10N/kg×30×10-6m3=0.3N.

(2)因为ρ球<ρ水银，所以此球在水银中自然静止时应处于漂浮状态，故球所受水银的浮力

F浮(水银)=G球=m金g=386×10-3kg×10N/kg=3.86N.

说明：

1、解答物理问题要结合特定物理情景，具体问题具体分析，不可生搬硬套，乱用物理公式;

2、本题第二问求浮力，运用的是前面提到的①实验法F浮

=G-F′，②公式法F浮=ρ液gV排之外的第三种方法，不妨称之为“平衡法”，即当物体漂浮或悬浮时有：F浮=G.