浮力的四种计算方法及综合运用

浮力的四种计算方法及综合运用

一、浮力概述

浮力是浸在液体(或气体)中的物体所受到的向上托力。施力物体为液体(或气体),方向竖直向上。

二、浮力测量

测量浮力时,先用弹簧测力计测出物体的重力G,再将物体浸没于液体中,读取弹簧测力计的拉力F。浮力F浮可通过公式F浮=G-F计算得出。

三、浮力产生的原因

浮力产生的原因是浸在液体中的物体受到向上的压强差,形成向上的压力差。当物体浸没在液体中时,如果物体下部没有液体,即与容器底部紧密接触,则不受液体向上的压力,此时浮力为0。例如桥墩等结构。物体的形状、密度,以及浸没在液体中的深度等因素,对浮力大小无影响。

四、影响浮力大小的因素

探究浮力大小与哪些因素有关时,采用控制变量法。实验表明,物体浸在液体中的体积越大,所受的浮力越大;而浮力的大小与物体浸没在同种液体中的深度无关;物体排开液体体积一定时,液体密度越大,浮力越大。物体在液体中所受的浮力大小与其浸在液体中的体积和液体的密度有关。

五、阿基米德原理

浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它排开液体的重力。这一原理适用于液体和气体。常用的探究F浮与G排的关系的实验中,需要用到称重法测量浮力,以及正确的实验操作顺序等。

六、浮沉条件及应用

当物体浸没在液体中时,根据浮沉条件可分为上浮、漂浮、悬浮和下沉四种状态。轮船采用“空心”的办法增大可以利用的浮力;潜水艇通过改变自身的重力实现上浮和下潜;气球和飞艇则利用空气浮力升空;密度计则是利用漂浮原理测定液体密度的仪器。计算浮力的常用方法有压力差法、称重法、公式法和平衡法等。其中,压力差法是通过计算物体受到的液体向上和向下的压力差来求得浮力;称重法则是用弹簧测力计测量物体在空气中的示数和浸入液体后的示数来求得浮力;公式法则是根据阿基米德原理,用排开液体的重力来计算浮力;平衡法则是适用于漂浮或悬浮的物体的浮力计算。

以上就是关于浮力的介绍,希望对你有所帮助。


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