大家好今天介绍浮力计算的基本原则有哪些,以下是小编对浮力计算的基本原则是什么的归纳整理,来看看吧。
浮力计算的基本原则
1、浮力大小测定
物体所受的浮力等于物体在液面外弹簧秤读数F1(即为物体的重力G)与浸在液体中弹簧秤读数F2之差。即F浮=F1-F2
例1、一金属块所受的重力为26.5牛,用弹簧秤吊着金属块浸在水中,这时弹簧秤的示数为16.7牛,则金属块受到水对它的浮力为多少?
解:由金属块浸在液体中受力分析,可得:
F浮=G-F=26.5牛-16.7牛=9.8牛。
2、浮力产生原因分析
如果物体与容器底部不密合情况下,浸在液体里的物体,由于液体内部的压强随深度的增加而增加,所以物体受到向上压力大于向下压力,物体受到向上与向下的压力差即为物体受到的浮力。即F浮=F上-F下。
浮力的方向总是竖直向上的;如果物体底部与容器底部密合时,则底部受向上的压力为零,即浮力也为零。
例2、把边长为10厘米的正方体物块水平地浸入水中,其上表面距水面5厘米,则这个物块上表面受到的压力大小为_____牛,下表面受到的压力大小为_____牛,其浮力的大小为_______。若该物体下沉到盛水容器的底部,且与底部紧密结合,则该物体受到的浮力是_____牛。
解:上表面所在处的液体的压强为p=籽gh=103千克/米3×9.8牛/千克×0.05米=490帕
下表面所在处的液体的压强为p=籽gh=103千克/米3×9.8牛/千克×0.15米=1470帕
物块上表面受到的向下的压力大小为F下=pS=490帕×(0.1米)2=4.9牛。物块下表面受到的向上的压力大小为F上=pS=1470帕×(0.1米)2=14.7牛。
物块左右两侧面受到的压力相平衡。
所以物块受到的浮力大小为F浮=F上-F下=14.7牛-4.9牛=9.8牛。如果物体底部与容器底部密合,则物体受到的浮力为0牛
3、对浮体或悬浮体,由平衡条件可知:F=G
如果题中已知明确是浮体问题,应抓住浮体平衡条件来求F=G,但往往题目给予一些条件(如多余),需要先进行判断物体所处的状态。即弄清物理情景,才能得出正确的结果。
例3、质量为0.5千克的铁球的体积为6×10-4m3,将它放入水中,求铁球静止后受到的浮力?
此题如想当然认为铁球应沉入水底,简单认为V排=V球,进而求出F浮=籽gh=103千克/米3×6×10-4m3×9.8牛/千克=5.88牛重力G=mg=0.5千克×9.8牛/千克=4.9牛,而如果浸没显然F浮>G,铁球将上浮,最后处于漂浮状态。
因此应根据判定:物体处于漂浮状态,由平衡条件得F=G=4.9牛。
4、运用阿基米德原理求浮力即F浮=籽vg
(1)若已知物体排开液体的体积和液体的密度,即可直接用F浮=籽vg来求解。例4、密度是8.9×103千克/米3、体积是20厘米3的铜块,浸没在密度为0.8×103千克/米3的液体中,则排开液体的体积是________厘米3,排开液体受到的重力是________牛,铜块受到的浮力是_____牛。
解:因物体浸没,故排开液体的体积即为物体的体积,排开液体的重力等于物体受到的浮力。
所以F浮=籽vg=0.8×103千克/米3×20×10-4米3×9.8牛/千克=0.1568牛。
(2)阿基米德原理可知,浮力的大小等于物体排开液体所受的重力。若已知物体排开液体的重力(或质量等),可直接求出物体受到的浮力。
例5、将重10牛的物体放入盛有水的溢杯里,测得溢出的水重为3牛,该物体所受的浮力大小范围应是_______。
解:对物块放入杯中的情况,溢杯有两种可能:(1)如果是盛满的,排开水的重力为3牛,物体所受的浮力就是3牛。
(2)如果未盛满,则应分三种可能情况:①当物体处于漂浮(ρ物<ρ水)时:物体排开水的重力应大于溢出水的重力。即一定大于3牛。因物体漂浮,故F=G=10牛。②当物体处于悬浮(ρ物=ρ水)时:同样可根据物体的悬浮条件得:F=G=10牛。③当物体处于沉底时(ρ物>ρ水):有F<G=10牛,且因杯子未盛满,物体排开水的体积大于溢出水的体积,即有浮力大于溢出水的重力,F>3牛。所以3牛<F<10牛。
综上所述:3牛≤F≤10牛需要注意的是:当原杯子盛满时,有V排=V溢;当原杯子未盛满时,有V排>V溢。
所以,物体排开液体的体积大于或等于杯中溢出的液体体积。物体所受的浮力大于或等于杯中溢出的液体的重力。
综上所述,解题时往往根据具体题给条件进行分析、判断,明确物理情景,然后由已知条件选择计算浮力的最佳途径,还可求出与浮力有关的如液体密度、排开液体的体积等一系列问题。
计算浮力的四种方法
计算浮力的四种方法如下:
1、利用弹簧测力计测:F浮=G物–F,G物是物体受到的重力,F是物体浸在液体里静止时,弹簧测力计的示数。
2、利用浮力产生的原因测:F浮=F向上-F向下,F向上是物体下表面受到液体向上的压力,F向下是物体上表面受到液体向下的压力。
3、利用阿基米德原理测:F浮=G排=ρ液gV排,浸在液体里的物体受到的浮力大小只与液体的密度和排开的液体的体积有关,而与其他因素如物体的密度、体积等无关。
4、利用二力平衡来测:当物体漂浮在液面上静止时和悬浮在液体中时,F浮=G物。将物体做成空心的可以增大可利用的浮力。
把物体做成空心的,虽然物体受到的重力没有改变。因为物体的质量不随形状的改变而改变,且G=mg,所以重力不变。但是排开液体的体积增大很多,排开的液体增多,所以受到的浮力增大,即增大了可利用的浮力。
浮力计算注意事项
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。在水中,虽然比水密度大的物体会下沉,比如石头、铁块;比水密度小的物体会上升,比如塑料、木头,但是它们本身的浮力不变。
水的浮力怎么算
水的浮力计算技巧:
1、F浮=G-T=ρ液gV排=F上、下压力差。
2、当物体漂浮时:F浮=G物 且 ρ物<ρ液。
3、当物体悬浮时:F浮=G物 且 ρ物=ρ液。
4、当物体上浮时:F浮>G物 且 ρ物<ρ液。
5、当物体下沉时:F浮ρ液。
6、浮力F浮;F浮=G物—G视。
知识点分析
浮力及产生原因:浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)对它向上托的力叫浮力。方向:竖直向上;原因:液体对物体的上、下压力差。
液体密度,单位千克/立方米;g:重力与质量的比值g=9.8N/kg在粗略计算时,g可以取10N/kg,单位牛顿;V排:排开液体的体积,单位立方米)。液体的浮力也适用于气体。
浮力的计算公式(四种)
1、定义式:F浮=F下-F上。
2、阿基米德原理公式:F浮=G排=ρgV排;
3、F浮=G物,该公式只有在物体悬浮、漂浮于液体表面的时候才成立。ρ物<ρ液时物体漂浮,当物体悬浮时, ρ物=ρ液。
4、受力分析:F浮=G物-F拉,物体在浮力、重力、向下的压力下处于平衡态,那么浮力公式就是:F浮=G物+F压。
产生浮力的原因,可用浸没在液体内的正立方体的物体来分析。该物体系全浸之物体,受到四面八方液体的压力,而且是随深度的增加而增大的。
这个正立方体的前后、左右、上下六个面都受到液体的压力。因为作用在左右两个侧面上的力由于两侧面相对应,而且面积大小相等。
又处于液体中相同的深度,所以两侧面上受到的压力大小相等,方向相反,两力彼此平衡。同理,作用在前后两个侧面上的压力也彼此平衡。
来源:-浮力
如何计算浮力
浮力的定义式为F浮=G排(即物体所受的浮力等于物体下沉静止后排开液体的重力),计算可用它推导出公式F浮=ρ液gV排(ρ液表示液体的密度,单位为千克/立方米;
g表示常数,是重力与质量的比值,g=9.8N/kg在粗略计算时可取10N/kg;V排表示排开液体的体积,单位为立方米)。同时,液体的浮力公式也适用于气体。
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。
在水中,虽然比水密度大的物体会下沉,比如石头、铁块;比水密度小的物体会上升,比如塑料、木头,但是它们本身的浮力不变。在其他液体和气体中也存在同样的规律。
任何一个物体只要它在水中排开水的重量大于它自己的重量,它就能在水中漂浮。我们戴上救生圈就能浮在水中就是因为救生圈帮我们“排开”了更多的水。
以上就是小编对于浮力计算的基本原则有哪些 浮力计算的基本原则是什么问题和相关问题的解答了,希望对你有用