浮力讲义
《浮力的利用》 讲义

《浮力的利用》讲义一、浮力的概念当物体浸在液体或气体中时,液体或气体对物体向上和向下的压力差,就是浮力。
浮力的方向总是竖直向上的。
浮力产生的原因可以从压力差的角度来理解。
以物体浸没在液体中为例,物体上表面受到的液体压力向下,而下表面受到的液体压力向上。
由于下表面所处的深度更大,液体压强也就更大,所以下表面受到的压力大于上表面受到的压力,这两个压力的差值就是浮力。
二、浮力的大小浮力的大小可以通过阿基米德原理来计算。
阿基米德原理指出: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液体所受的重力。
其数学表达式为:F 浮= G 排=ρ 液 gV 排。
其中,ρ 液表示液体的密度,V 排表示物体排开液体的体积,g 是重力加速度,通常取98N/kg 。
例如,一个铁块完全浸没在水中,铁块的体积为 100cm³,则铁块排开水的体积也为 100cm³,即 00001m³。
水的密度为 1000kg/m³,根据阿基米德原理,铁块受到的浮力 F 浮= 1000kg/m³ × 98N/kg ×00001m³= 098N 。
三、浮力的利用(一)轮船轮船是利用浮力来工作的典型例子。
轮船采用了“空心”的办法,增大了可以排开液体的体积,从而增大了浮力。
轮船的大小通常用排水量来表示。
排水量是指轮船满载时排开水的质量。
例如,一艘轮船的排水量为 10000 吨,意味着它满载时排开水的质量为 10000 吨。
根据阿基米德原理,轮船满载时受到的浮力 F 浮= G 排= m 排 g 。
所以,这艘轮船满载时受到的浮力为 10000×1000kg×98N/kg =98×10^7N 。
(二)潜水艇潜水艇的工作原理则有所不同。
潜水艇通过改变自身的重力来实现上浮和下潜。
潜水艇有多个蓄水舱。
当潜水艇要下潜时,向蓄水舱中注水,使潜水艇的重力增大,当重力大于浮力时,潜水艇就会下沉;当潜水艇要上浮时,用压缩空气将蓄水舱中的水排出,使潜水艇的重力减小,当重力小于浮力时,潜水艇就会上浮。
浮力好讲义

浮力一、认识浮力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。
解释:1、物体进入液体后,因为上面的液体有重力,所以会对它的上表面有向下的压力,因为液体有流动性,所以左右的液体也会对他产生右左的压力,而由于它压着下面的液体,力的作用是相互的,所以下面的液体也对它的下表面有向上的压力。
也就是说,物体浸在液体中,四面都受到液体对它的压力,而这些压力的施力物体有都是液体,所以我们可以用一个效果一样的力来代替它们,这样这个力就是这几个里的合力,而这个里就是浮力,所以可以说浮力就是液体对物体施加所有压力的合力。
2、细致的分析可知,压力等于压强乘以受力面积,而对于浸入液体的物体向上与向下、向左与向右的受力面积都是一样的,所以只要压强相等,则压力一定相等。
先说左右的,我们在左面找到一个压强,在右面总能找到一个和它相同深度(即压强相等)的点,与他的压强抵消。
所以左右压力的合力为0。
其次是上下两个面,也可以分析出只要我在上面找到一点,在下面总能找到对应的一点,这点的压强要比上面的压强要大,所以想上的压力大于想下的压力,则上下表面受到液体的压力的合力就等于浮力。
3、综上所述,物体受到的左右压力合力为0,相当于不受理,而上下的压力合力不等于向上的压力减去想下的压力,所以可以说浮力就是物体上下表面受到也题给它的压力差。
推论1、物体浸在液体中不一定受到浮力。
主要看它下面有没有液体,如果有,则受到浮力,没有则不受到浮力。
(例:方形物体与地面紧密接触,或桥墩等)推论2、物体漂浮时,浮力等于液体对物体想上的压力。
因为物体漂浮时,上表面没有液体,所以也就没有向下的压力,这是浮力就等于向上的压力。
推论3、浮力与液体压强的关系:当物体受到浮力时,则浮力的大小等于上下的压强差乘以他们的受力面积。
初二体育浮力讲义

初二体育浮力讲义
什么是浮力?
浮力是指物体浸泡在液体中时所受到的向上的力。
根据阿基米德原理,浮力的大小等于所排开的液体的重量。
浮力对人体的影响
在水中,人体会感受到浮力的作用。
由于人体比水的密度小,所以在水中会感到轻盈。
这也是为什么人在水中可以浮起来而不沉下去的原因。
如何增加浮力?
要增加浮力,可以采取以下几种方法:
1. 增加空气的含量:在漂浮救生衣和浮动装置中,都加入了大量的空气,以增加浮力的大小。
2. 增大物体的体积:根据阿基米德原理,物体受到的浮力与物
体的体积成正比。
因此,增大物体的体积可以增加浮力。
3. 减轻物体的重量:减轻物体的重量可以减少物体下压液体所
排开的液体的重量,从而增加浮力。
注意事项
在水中游泳或进行其他水上活动时,需要注意以下事项:
1. 学会正确的浮力保持姿势:正确的浮力保持姿势可以帮助保
持浮力,减轻身体的负担。
2. 不要过度依赖浮力:尽管浮力可以帮助人在水中浮起来,但
仍需要掌握游泳的技巧和安全常识。
3. 注意水深和水流:在水中活动时,要注意水深和水流的情况,避免发生意外事故。
小结
浮力是物体在液体中所受到的向上的力,对人体在水中的浮力
有一定的影响。
通过增加空气的含量、增大物体的体积或减轻物体
的重量,可以增加浮力的大小。
在水中活动时,要注意正确的浮力保持姿势和遵守安全规定。
人教版-物理-八年级下册-备课讲义10.1 浮力

第十章浮力第1节浮力知识点1:浮力概念浸在液体中的物体受到向上的力叫浮力产生原因以浸没在水中的正方体为例,正方体的六个面分别受到液体的压强和压力位置深度压强面积压力图示前后两个面相等相等相等F前、F后是平衡力,大小相等左右两个面相等相等相等F左、F右是平衡力,大小相等上下两个面h上<h下p上<p下相等F上=p上S;F下=p下S;F浮=F下-F上方向竖直向上公式F浮=F下-F上F浮=G-F如图所示,F上:物体上表面受到的液体压力;F下:物体下表面受到的液体压力如图所示,物体受三个力:重力G、弹簧测力计拉力F和浮力F浮,因为物体静止,所以受平衡力,此时拉力F和浮力F 浮的二力之和与重力G平衡,即F+F浮=G,F浮=G-F适用于形状规则的物体,且物体下表面与容器底不密合适用于密度大于液体密度的物体拓展延伸浮力产生的两种特殊情况:(1)当物体的一部分浸入液体中时,如图1(a)所示,上表面受到液体向下的压力为0,则F浮=F下。
图1(2)若浸在液体中的物体下表面与容器底部密合,如图1(b)所示,则液体对物体向上的压力为零,物体不受浮力的作用,只受向下的压力。
【例】下列物体没有受到浮力作用的是( )A.在水中嬉戏的小鸭B.在蓝天飞翔的老鹰C.深海潜游的鲸鱼D.深入河底的桥墩答案:D点拨:浮力产生的原因是浸在液体中的物体上、下表面存在压力差。
桥墩由于埋在地下,故下表面没有与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,桥墩不受浮力作用。
知识点2:探究浮力的大小跟哪些因素有关提出问题浮力的大小跟哪些因素有关呢?假设猜想浮力的大小跟物体排开液体的体积有关;浮力的大小跟物体浸入液体的深度有关;浮力的大小跟液体的密度有关。
实验设计探究1.如何测出浮力的大小?2.该实验如何采用控制变量法设计步骤?实验目的:探究影响浮力大小的因素。
实验器材:弹簧测力计、水、盐水、物体、烧杯。
实验步骤:(1)用弹簧测力计测出物体的重力G,如图2A所示;图2(2)将物体悬挂于弹簧测力计下端,部分浸入水中,读出弹簧测力计的示数为F1,如图2B 所示;(3)将物体浸没入水中,读出弹簧测力计的示数为F2(F2<F1),如图2C所示;(4)让物体浸没在水中,改变物体在水中的深度,读出弹簧测力计的示数仍为F2,如图2D 所示;(5)将物体浸没在盐水中,读出弹簧测力计的示数为F3(F3<F2),如图2E所示。
《浮力》浮力PPT课件

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)
浮力产生的原因讲义

浮⼒产⽣的原因讲义浮⼒产⽣的原因【知识点的认识】浸在液体或⽓体⾥的物体受到液体或⽓体向上托的⼒叫做浮⼒浮⼒的产⽣原因是因为物体下表⾯受到向上的压⼒⼤于物体上表⾯受到的向下的压⼒.假设物体为⼀正⽅体,浸没在液体(或⽓体)中,正⽅体的上表⾯与液体(或⽓体)表⾯相平,这时正⽅体的六个表⾯都受到液体(或⽓体)的压⼒作⽤如右图:正⽅体的前⾯和后⾯、左⾯和右⾯,处在液体(或⽓体)中的同⼀深度处.则h前=h后,h左=h右,所以由F=Ps=ρ液ghs可得:F前=F后,F左=F右.即正⽅体的前⾯和后⾯受到的压⼒、左⾯和右⾯受到的压⼒是平衡⼒,合⼒为零.⽽上、下表⾯都受到液体(或⽓体)的压⼒,由于上下表⾯所处的深度不同,即:h下>h上.∵F下=Ps=ρ液gh下s,F上=Ps=ρ液gh上s.∴F下>F上∴下表⾯受到液体(或⽓体)的压⼒⽐上表⾯⼤,其合⼒F合=F下﹣F上.由此可知物体受到液体(或⽓体)对它的上、下表⾯的压⼒的合⼒,这个合⼒就叫浮⼒.【解题⽅法点拨】理解上下表⾯的压⼒差利⽤总结的公式解题:F浮=F下表⾯﹣F上表⾯.习题精练⼀.选择题(共14⼩题)1.王⽼师⽤⾃制教具演⽰了如下实验:将⼀只去盖、去底的饮料瓶的瓶⼝朝下,把乒乓球放⼊瓶内并注⽔,看到有少量⽔从瓶⼝流出,此时乒乓球静⽌(如图所⽰),然后⽤⼿堵住瓶⼝,⼀会⼉乒乓球浮起来了,以下分析正确的是()A.乒乓球在图中位置静⽌时没有受到浮⼒作⽤B.乒乓球上浮过程中,受到的浮⼒始终不变C.乒乓球上浮过程中,受到的液体压强保持不变D.乒乓球在图中位置静⽌时,是由于受到⼤⽓压的作⽤2.下列说法中正确的是()A.轮船从河⾥开到海⾥时,所受浮⼒不变B.浮⼒产⽣的原因是液体或⽓体对物体向上和向下的压⼒差C.浮⼒的⽅向总是竖直向下的D.能在酒精中悬浮的蜡块切成⼤⼩不同的两块,⼤块下沉,⼩块上浮3.如图所⽰,体积相同的甲、⼄、丙、丁四个⼩球放在⽔中静⽌,其中受到浮⼒的⼩球有() A.只有甲球B.只有甲、⼄、丙球C.甲、⼄、丙、丁四个球都受浮⼒D.条件不⾜,⽆法判断4.物块浸没在液体中,受到液体对它向上、向下的压⼒分别为15⽜、5⽜,其受到浮⼒的⼤⼩为() A .5⽜ B .10⽜ C .15⽜ D .20⽜5.如图,将两个同样形状的长⽅体分别⽔平与竖直放置在盛⽔的容器中,则两个长⽅体所受到的()A .上下压强差相等,浮⼒不等B .上、下压强差不等,浮⼒相等C .上下压强差不等,浮⼒不等D .上下压⼒差相等,浮⼒相等6.如图所⽰,A 漂浮在⽔⾯上,B 悬浮在⽔中静⽌,C 沉⼊⽔底,D 是容器⾃⾝凸起的⼀部分,关于它们所受浮⼒的情况说法错误的是()A .A 物体⼀定受浮⼒B .B 物体⼀定受浮⼒C .C 物体⼀定受浮⼒D .D 物体⼀定受浮⼒7.如图所⽰将⼀个乒乓球放⼊剪成漏⽃状的可乐瓶,将瓶⼝堵住,乒乓球半径稍⼤于瓶⼝半径,向瓶内倒⽔,对乒乓球所受⼒的分析正确的是() A .重⼒、压⼒、⽀持⼒ B .浮⼒、压⼒、⽀持⼒C .重⼒、⽀持⼒、浮⼒D .重⼒、浮⼒、压⼒8.图所⽰,⼀个体积为V 重为G 的⾦属圆柱体挂在弹簧测⼒计上(圆柱体底⾯与⽔⾯平⾏),⼿提弹簧测⼒计使圆柱体浸⼊⽔中处于静⽌状态.圆柱体上表⾯受到⽔向下的压⼒为F 1,圆柱体下表⾯受到⽔向上的压⼒为F 2,圆柱体受到的浮⼒为F 浮,测⼒计的⽰数为T ,则下列表达式正确的是()A .G=T+F 2B .F 2=ρ⽔gVC .F 浮=F 2﹣F 1D .F 2=G+F 19.⼀长⽅体铝块,在⽔⾥漫漫下沉,下沉过程铝块上表⾯总保持⽔平.(1)当铝块上表⾯没⼊⽔⾯下沉到某位置时,上表⾯受到⽔的压⼒为14N ,下表⾯受到⽔的压⼒为19N ;(2)当铝块再下沉到另⼀更深位置时,上表⾯受到的压⼒增⼤为21N 时,下表⾯受到的压⼒是()A .21 NB .26 NC .35 ND .40N10.如图所⽰,⽤细绳将⼀物体系在容器底部,若物体所受浮⼒为10N ,上表⾯受到⽔向下的压⼒为4N ,则物体下表⾯受到⽔向上的压⼒为()A .4NB .6NC .14ND .7N11.⼀只⽔桶装满⽔,总重为60⽜,其中空桶重20⽜,⽤这个⽔桶从井⾥提⽔,当⽔桶尚未露出⽔⾯之前,⼈所⽤的拉⼒为()A .40NB .⼩于20⽜C .0⽜D .等于20⽜12.在某次实验操作时,⼩刚在⼀⽅形⽔槽底部系住⼀细棉线,细棉线另⼀端系⼀乒乓球,乒乓球完好,再将⽔槽静放在斜⾯上(斜⾯放置于⽔平地⾯上静⽌),然后,他向⽔槽中加⽔,待⽔⾜够多时,他观察到的现象与下列那幅图⼀致()A .B .C .D .13.如图所⽰,⼀个重为G的锥形物体P浸没在⽔中,它受到竖直向下的⽔的压⼒为F1,受到竖直向上的⽔的压⼒为F2,则()A.F1<F2B.F1>F2C.F1=F2D.⽆法确定F1和F2的⼤⼩14.在两个完全相同的容器A和B中分别装有等质量的⽔和酒精(p⽔>p酒精),现将两个完全相同的长⽅体⽊块甲和⼄分别放到两种液体中,如图所⽰,则此时甲和⼄长⽅体⽊块下表⾯所受的压强P 甲、P⼄,以及A和B两容器底部所受的压⼒FA、FB的关系是()A.P甲<P⼄FA<FBB.P甲=P⼄FA>FBC.P甲=P⼄FA<FBD.P甲=P⼄FA=FB⼆.填空题(共3⼩题)15.如图所⽰,⼀个半球形物体浸没在⽔中,受到⽔向下的压⼒30⽜,半球受到⽔施加的浮⼒为80⽜,则半球便受到⽔向上的压⼒为⽜.16.⼩明同学在学习“浮⼒”知识时,利⽤烧杯、细线、乒乓球等器材做了如下实验:在⼀烧杯底部系上⼀乒乓球,接着向烧杯中倒⼊⽔,然后再将烧杯斜放到⽊块上,实验现象如图所⽰.由(a)与(b)⽐较可得:;由(b)与(c)⽐较可得:.17.如图所⽰,在弹簧测⼒计的挂钩下悬挂⼀个盛有⽔的⼩⽔桶,⽤⼀细线栓⼀铁球,当⽤⼿提细线上端将⼩球从空⽓中缓慢浸没在⽔中,使其静⽌,且不与桶壁、桶底接触,⽔未溢出;此时弹簧测⼒计的⽰数会.(填“增⼤”、“减⼩”或“不变”)三.实验探究题(共1⼩题)18.如图所⽰,把⼀个底⾯积为S,⾼为l的长⽅体浸没在密度为ρ的液体中,上、下表⾯分别距液⾯为h1和h2,因为液体内部存在压强,所以长⽅体各表⾯都受到液体的压⼒.(1)分析图中长⽅体的受⼒情况,其受到浮⼒的原因是,浮⼒的⽅向是.(2)⼤量的实验结果表明:“浸在液体中的物体受到浮⼒的⼤⼩等于它排开液体所受的重⼒”.请从浮⼒产⽣原因的⾓度推导出这⼀结论.四.计算题(共1⼩题)19.如图所⽰,将长⽅体物块A 完全浸没在⽔中,此时弹簧测⼒计的⽰数为10N ,若物块上、下表⾯所受⽔的压⼒分别为18N 和23N ,则物块A 的质量是多少kg ?(g=10N/kg )五.解答题(共11⼩题)20.浸在液体⾥的物体要受到液体对它的浮⼒的作⽤,那么,浮⼒是如何产⽣的呢?物理上研究问题往往从最简单的问题⼊⼿.设想有⼀个边长为L 的正⽅体浸没在密度是ρ的液体中,如图所⽰.由于前后两侧⾯(左右两侧⾯)在液体中的深度相等,受到的液体的压强也相等,因此受到的压⼒相等,作⽤效果相互抵消.⽽上下两表⾯却不同:上表⾯受到的液体压强为p 上= ,受到的压⼒为F 上= ;下表⾯受到的液体压强为p 下= ,受到的压⼒为F 下= .因此液体会对正⽅体产⽣⼀个向上的和向下的压⼒的差F 差= .实际上,这个压⼒差就是液体对正⽅体的浮⼒.21.产⽣浮⼒的原因:如图浸⼊液体中的物体的上下表⾯在液体中的深度不同,所受的压⼒不同(上下表⾯积均为S ),下表⾯受到向上压⼒F 向上,上表⾯受到向下压⼒F 向下,因为F 向上 F 向下,它们之差就产⽣了浮⼒,F 浮=F 向上﹣F 向下,所以浮⼒⽅向是的.22.如图,把⼀个底⾯积为S ,⾼为h 的长⽅体⾦属块⽤线拴住并浸没于容器内的⽔中(⾦属块上下表⾯与⽔⾯平⾏),⽤刻度尺量出⾦属块上、下表⾯到⽔⾯的竖直距离分别为h 1、h 2.试推导:⾦属块浸没在⽔中时,上、下表⾯所受⽔的压⼒差等于其所受浮⼒.即:△F=F 浮.23.如图所⽰,⼀质量均匀分布的长⽅体浸没在密度为ρ液的液体中.已知长⽅体的⾼为h ,底⾯积⼤⼩为S ,上表⾯所处深度为h 1,下表⾯所处深度为h 2.(1)分析说明长⽅体前后两表⾯所受合⼒的⼤⼩;(2)结合本题,根据问题所受浮⼒产⽣的原因,推证阿基⽶德定理.。
初中物理浮力复习讲义

初中物理浮力三、浮力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。
4、物体的浮沉条件:(1)前提条件:物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。
下沉 悬浮 上浮 漂浮F 浮 <G F 浮 = G F 浮 > G F 浮 = Gρ液<ρ物 ρ液 =ρ物 ρ液 >ρ物 ρ液 >ρ物(2)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<V 物(3)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 。
5、阿基米德原理:(1)内容:浸入..液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
(2)公式表示:F 浮 = G 排 =ρ液V 排g 从公式中可以看出: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。
(3)适用条件:液体(或气体)6:漂浮问题“五规律”:(历年中考频率较高,)规律一:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力;规律二:同一物体在不同液体里,所受浮力相同;规律三:同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小;规律四:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几;规律五:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。
7、浮力的利用:F(1)、轮船:工作原理:要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的,使它能够排开更多的水。
(2)、潜水艇:工作原理:潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。
(3)、气球和飞艇:工作原理:气球是利用空气的浮力升空的。
浮力的计算和浮沉条件及应用讲义

浮力的计算和浮沉条件及应用讲义一、浮力的计算浮力是指物体在液体或气体中受到的向上的力,其大小等于物体排开液体(气体)的重量。
根据阿基米德原理,物体所处的液体(气体)中所受的浮力Fb可以用下式计算:Fb=ρVg其中,ρ为液体(气体)的密度,V为物体排开液体(气体)的体积,g为重力加速度。
二、浮沉条件1.能浮于液体(气体)中的物体必须受到液体(气体)的浮力大于物体的重力,即Fb>Fg。
2.能浮于液体(气体)中的物体的平均密度必须小于液体(气体)的密度。
三、浮力的应用1.潜水艇潜水艇是一种能够在水下航行的船只,其原理是通过控制艇体内外水的进出实现升降。
潜水艇的浮力控制是通过调节艇体内外的水的体积来实现的,被排出水的体积与进入水的体积相等,从而保持浮力不变。
2.水上飞机水上飞机是一种能够在水面上起降和在空中飞行的飞机。
水上飞机在水面上起降时需要借助浮力来支撑飞机的重量,防止飞机下沉。
3.水下管道水下管道是用于输送水或其他液体的管道系统,通常会沉入水中。
在设计水下管道时,需要考虑管道的浮力,避免管道浮出水面或沉入水底。
可以通过在管道上安装浮筒或设置沉重物来控制浮力,保持管道的平稳运行。
4.水下桥梁水下桥梁是指在水中建造的桥梁。
水下桥梁的设计和施工需要考虑浮力的影响,避免桥梁浮起或下沉。
常用的措施包括在桥墩底部设置沉重物以增加重力,或在桥墩周围设置浮筒以提供足够的浮力。
五、总结浮力的浮沉条件是Fb>Fg,并且物体的平均密度小于液体(气体)的密度。
浮力在潜水艇、水上飞机、水下管道和水下桥梁等方面有着广泛的应用。
正确运用浮力原理可以确保相关设备和结构的安全运行。
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图6 For personal use only in study and research; not for commercial use浮力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)体例1、一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上,如图所示。
图上画出了几个力的方向,你认为鸡蛋所受浮力的方向应是( )A .F1B .F2C .F3D .F 43、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。
例题:桥墩没入水下部分的体积为103m 3,桥墩受到的浮力是______N .例题:如图1所示,物体悬浮在水中,水对物体向上、向下的压力分别为F 1和F 2,下列说法正确的是 〔 〕A. 由于物体静止不动,F 1、F 2是一对平衡力B.因为物体上表面的面积较大,所以F 1<F 2C. F 1和F 2的合力大小等于物体的重力D .物体受到合力的方向是向上的例题:陷进海底泥砂中的潜水艇为什么很难浮起?4、物体的浮沉条件:(1)前提条件:物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。
(2)请根据示意图完成下空。
漂浮 F 浮 < G F 浮 = G F 浮 > G F 浮 = Gρ液<ρ物 ρ液 =ρ物 ρ液 >ρ物 ρ液 >ρ物例:把密度大于水的物质制成空心小球,用手将其置于盛水的容器中,使其浸没于水(如图6所示),放手后水球运动状态是 [ ]A .上浮B .悬浮C .下沉D .都有可能例:把重5N 、体积为0.6dm 3的物体投入水中,若不计水的阻力,当物体静止时,下列说法正确的是 ( )A 、物体上浮,F 浮=6NB 、物体悬浮,F 浮=5NC 、物体漂浮,F 浮=5ND 、物体沉入水底,F 浮=6N例:如图8-14所示,一个空心球置于水中,恰能悬浮,沿虚线将其分成大、小两部分,则( )。
A . 小的部分上浮,大的部分下沉B 、两部分仍保持悬浮C 、 小的部分下沉,大的部分上浮D 、物质密度未知,不能判别3、说明:① 密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中,若把物体切成大小不等的两块,则大块、小块都悬浮(或漂浮)。
②一物体漂浮在密度为ρ的液体中,若露出体积为物体总体积的1/3,则物体密度为(2/3)ρ分析:F 浮 = G 则:ρ液V 排g =ρ物Vgρ物=( V 排/V )·ρ液= 2 3ρ液 图1 图8-14图3 例:甲、乙两个实物体,体积相同,密度不同,把它们放入水中,甲露出部分为整个体积的1/4,乙露出部分为整个体积的1/2,下列叙述正确的是( ).A.甲、乙浸入水中的体积比为3:2B.甲、乙受到的浮力比为3:2??C.甲、乙的重力比为2:3D.甲、乙的密度比为2:11.如图所示,A 、B 两实心球静止在水中,则A .两球受到的浮力一定相等B .两球受到的浮力不等,A 球受到的浮力大c .两球的密度不等,B 球的密度大 D .B 球的重力一定大于A 球4.③ 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<V 物④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 。
⑤ 物体吊在测力计上,在空中重力为G ,浸在密度为ρ的液体中,示数为F 则物体密度为:ρ物= G ρ/ (G-F)⑥冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体,冰化为水后液面不变,冰中含有铁块、石块等密大于水的物体,冰化为水后液面下降。
例题:将原来能悬浮在盐水中的塑料块取出后分割成大小不等的两块,再投入盐水中后 ( )A 、大块下沉,小块上浮B 、大块上浮,小块下沉C 、两块仍然悬浮于盐水中D 、两块都将上浮或下沉 例题:把一铁块系在气球上,放入水中,恰好悬浮于水中某处,如图3所示,现沿容器壁缓缓注入一些水,则铁块和气球将 〔 〕A.仍然悬浮B.下沉C.上浮D.都有可能5、阿基米德原理:(1)、内容:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
(2)、公式表示:F 浮 = G 排 =ρ液V 排g 从公式中可以看出: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。
(3)、适用条件:液体(或气体)例:用一个质量可以忽略不计的薄塑料袋装满水,挂在弹簧秤上,将其浸没在水中,则弹簧秤读数 ??? ( ).A.小于袋中水重B.等于袋中水重???C.大于袋中水重D.等于零例:某物体重为0.5 N ,把它放在盛有水的烧杯中,溢出0.3 N 的水,则它受到的浮力A.一定为0.3 NB.可能为0.2 NC.一定为0.5 ND.可能为0.4 N例:如下图,三个完全相同的铁球分别放入煤油、水和水银中,受到浮力最大的是_____中的铁球,受到浮力最小的是______中的铁球.1-14例:如图1-14所示,四个体积相同和形状一样的小球,放入盛水的容器中,浮沉情况如图示,待四个小球静止时,受到浮力最小的球是( )A .铜球B .木球C .铁球D .铝球例:分别挂在两个弹簧测力计上的小球甲和乙,当它们完全浸入水中时,两个弹簧测力计的示数减少相同的数值,则图5 甲 丙乙这两个球必须具有相同的A.密度B.体积C.质量D.重力练习..如图所示,两只完全相同的盛水容器放在磅秤上,用细线悬挂质量相同的实心铅球和铝球,全部没入水中,此时容器中水面高度相同,设绳的拉力分别为T 1和T 2,磅秤的示数分别为F 1和F 2,则(???? )?? A .F 1=F 2,T 1=T 2?? B .F 1>F 2,T 1<T 2?? C .F 1=F 2,T 1>T 2?? D .F 1<F 2,T 1>T 2例:体积相同的A 、B 两个物体浸在某种液体中,静止时如图9所示,比较A 、B两个物体的质量的大小,应为:( )A .A 比B 的质量大 B .A 比B 的质量小C .A 、B 的质量一样大D .若其中有空心的,就无法判断例:如图5所示,把一个质量为50g 的小球放入密度为ρ1的液体,小球漂浮在液体表面,排开液体的质量是m1;若将小球放入密度为ρ2的液体,它悬浮在液体中,排开液体的质量是m2;当把小球放入盛水的容器中时,它会沉入水底,则小球排开水的质量A .m水=50gB .m水<50gC .m水>50gD .m1<m2<m水6:漂浮问题“五规律”:(历年中考频率较高,)规律一:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力;规律二:同一物体在不同液体里,所受浮力相同;规律三:同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小;规律四:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几;规律五:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。
例:将适量的橡皮泥捏黏在铅笔的一端(能使铅笔竖直浮在液体中),这就制成了一个很有用的简易仪器. 将它分别放到盛有不同液体的杯中,静止时的情景如图5所示, 对于这个简易仪器所运用的知识或用途,下列说法中不正确...的是 A .运用了二力平衡的知识 B .运用了物体的漂浮条件 C .用它可以比较不同液体密度的大小 D .用它可以测出液体密度的大小例、有一方木块,把它放入水中时,露出水面的部分是其总体积的2/5,把木块放入另一种液体时,露出液面的部分是它总体积的1/3.求:木块的密度及液体的密度.例:同一木球漂浮在不同液体表面上,那么A.没入液面以下体积较多者,受到的浮力较大B.露在液面上体积较多者,受到的浮力较大C.在两种液体中,无论没入液面以下,或者露在液面以上的体积多还是少,所受浮力一样大D.不知木球是实心还是空心,无法判断例:密度是0.6×103 kg/ m 3的木块,体积是4 m 3当它浮在水面上时,取g =10 N/kg ,求:(1)木块重力;(2)木块受到的浮力;(3)木块排开水的体积;(4)木块露出水面的体积.例:一空心铁球和一个木球质量相等,均漂浮在水面上,则它们浸在水中的体积_______.(填”一样大”或“不一样大”) 例:有甲、乙、丙三个质量相等、高度相等的长方体物块,底面积S 甲<S 乙<S 丙。
将其分别放入A 、B 、C 三种液体中,静止时如图9所示,甲悬浮在A 液体中,乙和丙浸入液体的深度均为自身高度的五分之三。
三种液体液面相平。
下列判断正确的是A .物块甲的密度最大B .液体B 对容器底的压强最大C .物块甲、乙、丙受到的浮力相等D .物块乙、丙下表面受到的压强相等例:在A 、B 、C 三个相同的烧杯内装有深度相同的液体,三种液体的密度关系是ρ1=ρ2>ρ3。
将甲、乙、丙三个重力分别为G 甲、G 乙、G 丙的实心小球分别在A 、B 、C 的液体中,其中甲球在A 中沉入液体底部,乙球在B 中恰好悬浮,丙球在C 中漂浮在液面上。
三个球的密度分别为ρ甲、ρ乙、ρ丙,体积关系是V 甲>V 乙=V 丙,三个球所受浮力分别为F 1、F 2、F 3。
三个烧杯里的液体对杯底的压强分别为p 1、p 2、p 3。
则以下判断的关系中正确的是A .ρ甲>ρ乙=ρ丙B .G 甲>G 乙>G 丙C .F 1 > F 2 > F 3D .p 1 = p 2 > p 3例:图8-3甲为一个木块用细绳系在容器底部,向容器内倒水,当木块露出水面的体积是20cm3细绳对木块的拉力为0.6N ,将细绳剪断,木块上浮,静止时有2/5的体积露出水面,如图乙,求此时木块受到的浮力。
(g=10N/kg )1. 如图9所示,细线的一端固定在杯底,另一端拴住小球A 。
向杯内缓慢注水,小球A 逐渐上浮。
当小球A 露出水面的体积为总体积的三分之一时,细线对小球的拉力为1N ;当小球A 浸没在水中时,细线对小球的拉力为3N 。
则小球A 的密度ρA = kg/m 3。
(g=10N/kg )7、浮力的利用:(1)、轮船:工作原理:要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的,使它能够排开更多的水。
排水量:轮船满载时排开水的质量。
单位 t 由排水量m 可计算出:排开液体的体积V 排= ;排开液体的重力G 排 = m g ;轮船受到的浮力F 浮 = m g 轮船和货物共重G=m g 。
(2)、潜水艇:工作原理:潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。
例题:一艘轮船的质量是6000t ,它的排水量是10000t ,它所能装载的货物的质量是 t 。
若取g=1ON/kg ,则该船满载货物时受到的水的浮力是 N 。