浮力及阿基米德定律

浮力及阿基米德定律

主讲人：潘润红时间：

1、浮力的定义：一切浸入液体（气体）的物体都受到液体（气体）对它竖直向上的力叫浮力。

2、浮力方向：竖直向上，施力物体：液（气）体

3、浮力产生的原因（实质）：液（气）体对物体向上的压力大于向下的压力，向上、向下的压力差即浮力。F浮=F2-F1（一般应用在求不规则图形收到液体给它的压力。）

例题1如图所示，一个边长为10 cm的正方体浸没在水中，下表面距水面30 cm，物体上表面受到水的压强是＿＿Pa，物体下表面受到水的压强是＿Pa．物体上表面受到水的压力是＿＿N，物体下表面受到水的压力是＿＿N．物体受到的浮

力是＿＿N

4、物体的浮沉：

(1)前提条件：物体是实心的，浸没在液体中，且只受浮力和重力作用。

悬浮与漂浮的比较相同：F浮= G

不同：悬浮ρ液=ρ物；V排=V物

漂浮ρ液>ρ物；V排

▲判断物体浮沉（状态）有两种方法：比较F浮与G或比较ρ液与ρ物

阿基米德定理：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。用公式表示：F浮=G排= p液gv排，F浮：浮力（牛），液：液体密度（千克/立方米），排：物体排开液体的体积（立方米）。液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关

当物体漂浮在液面上时，物体排开液体的体积必然小于物体本身的体积，V排＜V物，而G=F浮，由p物gv物= p液gv排可得p 物＜p液；

当物体悬浮在液体中时，物体排开液体的体积等于物体本身的体积，V排=V物，而G=F浮，由p物gv物= p液gv排可得p物= p液；

当物体沉到容器底时，物体排开液体的体积等于物体本身的体积，V排=V物，而G>F浮，由p物gv物=p 液gv排可得p物> p液；

影响浮力大小的因素：液体密度、物体排开液体的体积。

例题2如图所示，悬吊的实心金属球缓慢浸没于倾斜的盛满水的大烧杯中，沉到底部，则从大烧杯溢出流入小烧杯中的水和此金属球的关系是（）

A两者体积相等，小烧杯中水的质量较小

B 两者体积相等，小烧杯中水的质量较大

C金属球受到的浮力等于小烧杯中水的重力

D 金属球受到的浮力大于小烧杯中水的重力

例题3一长方体铁块按图所示，从下表面与液面刚刚接触时下放至图2中虚线位置。能大致反映铁块下降过程中所受浮力的大小F 浮与铁块下表面浸入液体深度h 深关系的图像是（）

例题4、一金属块在空气中受到的重力为39N，把它全部浸没水中称时（金属块未接触底面），弹簧测力计读数为34N。（g取10N/kg）。求：（1）该金属块受到水对它的浮力？（2）该金属块的体积？（3）该金属块的密度？

例题5小明将一块冰放到一杯冷水中，他测出某时刻冰块露出水面的体积是1.0×10-6m3，占整个冰块体积的十分之一，同时测出了杯中水的深度为0.15m．求：

（1）水对杯子底部的压强；

（2）此时冰块受到的浮力；

（3）冰块的密度．（g取10N/kg、ρ水=1.0×103kg/m3）

三浮力与压强

1、当物体浸入液体中时，如果物体在液体中向下运动时，浮力的变化量等于液体对容器底的压力变化量。压强变化量等于压力（浮力）变化量除以容器底面积

2、当物体漂浮时，液体对物体底面的压强等于浮力除以物体的底面积，反之浮力等于物理底面受到压强乘以物体的底面积。

五，密度计原理：密度计放入密度不同的液体中时所受的浮力相同。

关于阿基米德定律的延伸：▲一个物体漂浮在某种液体上，如果排开液体的体积占总体积的n/m ，则物体的密度为这种液体密度的n/m

▲漂浮在水里的冰块在融化后，水的高度不会上升。如果冰块里夹着密度比水小的物体，水的高度也不会上升。如果夹的东西密度比水大，水的高度则会下降。例题六如图所示，一冰块下面悬吊一物块A，正好悬浮在水中，物块A的密度为ρ，且1.4×103千克/米3＜ρ＜2.0×103千克/米3，冰块熔化后，水面下降了1厘米．设量筒的内横截面积为50厘米2，冰的密度为0.9×103千克/米3，水的密度为1.0×103千克/米3，则可判断物块的质量可能为（）

A．0.05千克

B．0.10千克

C．0.15千克

D．0.20千克

思路汇总：

解浮力问题的一般步骤：

(1)确定研究对象。一般情况下选择浸在液体中的物体为研究对象。

(2)分析物体受到的外力。主要是重力G（mg或ρ物gV物）、浮力F浮（ρ液gV排）、拉力、支持力、压力等。

(3)判定物体的运动状态。明确物体上浮、下沉、悬浮、漂浮等。

(4)写出各力的关系方程和由题目给出的辅助方程。如体积间的关系，质量密度之间的关系等。

(5)将上述方程联立求解。通常情况下，浮力问题用方程组解较为简便。

课后练习：

1现有一边长为10cm的正方体物块漂浮在水中，如图所示，其上表面距水平面2.5cm，它的下表面受到的水的压力是多大?它受到的浮力多大?木块的密度是多

少?（g=10N/kg）

2溢水杯中盛有某种液体，液面刚好齐溢口。将一个质量为60g的物块放到溢水杯中，物块浮在液面上。溢到量杯中的液体是80mL。求：(1)物块受到的浮力；

(2)液体的密度

3、把一个外观体积为17.8cm3的空心铜球放入水中，它恰好处于悬浮状态，已知铜的密度是8.9×103kg/m3，g取10N/kg。求：（1）空心铜球的重力；（2）铜球空心部分的体积。

4如图所示，弹簧测力计下面挂一实心圆柱休，将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降（其底面始终与水面平行），使其逐渐浸没入水中某一深度处。右图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的数据图象。g=10N/kg。求：（1）圆柱体的重力。（2）圆柱体浸没时受到的浮力.（3）圆柱体的密度。（4）圆柱体在刚浸没时下表面受到的水的压强。