阿基米德原理,浮力

1.浮力

浮力是指在液体或气体中的物体受到液体或气体竖直向上的托力，物理学上把这个托起的力叫做浮力。其施力物体是液体或气体，方向总是竖直向上。

（1）浮力产生的原因：因为液体和气体内部存在压强，当物体的任何一个部分或全部浸入液体或气体中时，都要受到它们的作用。因为在同一深度，液体或气体的压强总是相等的，所以无论物体的形状如何，平行于水面的各个方向的压力总是相互抵消；而竖直方向上的压力总是不能相互抵消，且向上的压力始终大于向下的压力，这两力的压力差就是物体受到的浮力。

（2）浮力的测量方法：先用细绳将物体挂在弹簧秤下，读出物体在液面外的读数G；再让物体浸没在液体中，读出弹簧秤的读数F，弹簧秤的读数减小了，浮力等于弹簧秤前后的两次读数的差F浮=G-F。

（3）浮体：漂浮在液面上的物体叫浮体。此时物体受到的浮力与物体受到的重力二力平衡，即F浮=G物。

2.阿基米德原理

物体浸在或部分浸在液体里受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体所受到的重力。这个原理是直接由实验结果归纳出来的。

（1）阿基米德原理的数学表达式：F浮=G排液=ρ液gV排

（2）阿基米德原理不仅适用于液体，还适用于气体。

（3）阿基米德原理表明：浮力的大小只和液体的密度和排开液体的体积有关，与物体的密度、物体的体积和物体所受的重力没有必然的关系。

（4）当物体浸没在液体中时，浮力的大小与物体浸入液体的深度无关。

3.物体的浮沉条件

（1）从物体受力的情况判断：当F浮＞G物时，物体上浮；当F浮=G物时，物体悬浮在液体内任何深度处；当F浮＜G物时，物体下沉。

（2）实心物体从密度角度判断：ρ物＜ρ液时，物体上浮；ρ物=ρ液时，物体悬浮；当ρ物＞ρ液时，物体下沉。对于空心物体，可计算出平均密度再与液体密度ρ液比较。

（3）有时必须先判断物体的浮沉，再确定计算浮力的方法。

4.阿基米德原理的应用

（1）轮船

①原理：利用物体漂浮时，F浮=G船。

②排水量：指轮船满载时排开水的质量。F浮=G船+G货。它是表示轮船大小的物理量。同一艘船漂浮在大海里和江河里受到的浮力相等，即F海浮=F江浮=G船，由F浮=ρ液gV排可知，排开海水的体积小于排开江水的体积，故轮船由江河驶入大海时要浮起来一些。

（2）潜艇

①原理：靠改变自身的重力实现浮沉。

②当潜艇匀速上升或匀速下降时：F浮=G艇。

③同一艘潜艇浸没在水中不同深度时，受到的浮力不变，因为排开水的体积相同，但受到水的压强随深度而变化。

（3）气球和飞艇

①原理：它们都是利用空气的浮力而工作的。

②气球里充的是密度小于空气的气体，如氢气、氮气等。

（4）密度计：用来测量液体密度的仪器。

①原理：利用物体漂浮液面的条件工作，即F浮=G物。

②刻度特点：“上小下大”“上疏下密”，且刻度不均匀。

5.物体排开液体体积（V排）大小的确定

（1）如果容器中的液体不满，将物体放入容器中浸没后没有液体溢出，则容器中液面升高的部分的体积就是物体排开液体的体积；若有液体溢出，则物体排开液体的体积应等于容器中液面升高部分的体积加上溢出容器的液体体积。

（2）如果容器中原来盛满液体，将物体放入容器后浸没，从容器中溢出的液体的体积就是物体排开液体的体积。

（3）如果物体浸没在液体中，则物体排开液体的体积就等于物体的体积；如果物体部分浸入液体中，则物体排开液体的体积，等于物体在液面下部分的体积。

6.漂浮五规律（物体只有在漂浮时，以下几条规律才成立）

物体漂浮在液体中F浮=G物

（1）

物体在不同液体中漂浮时，所受浮力相等，都等于物体自身的重力。

（2）

物体有几分之几的体积浸没于液体，物体的密度就是液体密度的几分之几。

（3）

物体漂浮在密度大的液体中，V排比较小。反之则大。

（4）

（5）恰好使物体浸没，所施加的外力等于物体的浮力增加量。

7.浮力的几种求法总结。

1.二力平衡法：物体漂浮在液体中F浮=G物

2.称重法：先用细绳将物体挂在弹簧秤下，读出物体在液面外的读数G；再让物体浸没在液体中，读出弹簧秤的读数F，弹簧秤的读数减小了，浮力等于弹簧秤前后的两次读数的差F 浮=G-F。

3.压力差法：F浮=F向上—F向下

4.阿基米德原理法：F浮=G排液=ρ液gV排

8.浮力的应用（测物体的密度）