標籤:浮力

浮力定律是由阿基米德發現的。 阿基米德是古希臘傑出的數學和力學奠基人,自幼聰穎好學,是一位善於觀察思考並重理論與實踐相結合的科學家。他對待科學研究的態度是勇於革新、勇於創造而又嚴肅認真,曾在幾何學、靜力學以及機械的民明創造方面都取得了巨大的成就。不幸的是在公元前212年,敘拉古被羅馬軍隊佔領,正在沙地上畫著幾何圖形思考問題的阿基米德被闖進來的無知的羅馬士兵殺死,終年75歲。

1內容

⒈浮力及產生原因:浸在液體(或氣體)中的物體受到液體(或氣體)對它向上托的力叫浮力。方向:豎直向上;原因:液體對物體的上、下壓力差。
⒉阿基米德原理:浸在液體里的物體受到向上的浮力,浮力大小等於物體排開液體所受重力。
即F浮=G排液=ρ液gV排。
(V排表示物體排開液體的體積)
⒊浮力計算公式:F浮=G-T=ρ液gV排=F上、下壓力差=G排液
⒋當物體漂浮時:F浮=G物 且 ρ物<ρ液
當物體懸浮時:F浮=G物 且 ρ物=ρ液
當物體上浮時:F浮>G物 且 ρ物<ρ液
當物體下沉時:F浮<G物 且 ρ物>ρ液
浮力F浮
(N) F浮=G物—G示 G示:物體在液體的重力
浮力F浮
(N) F浮=G物 此公式只適用物體漂浮或懸浮
浮力F浮
(N) F浮=G排=m排g=ρ液gV排
G排:排開液體的重力
m排:排開液體的質量 m排=ρ液V排
ρ液:液體的密度 ρ液=m排/V排
V排:排開液體的體積 V排=m排/ρ液
(即浸入液體中的體積)
當物體密度大於液體密度時,物體下沉.(直至懸浮/沉底)
當物體密度小於液體密度時,物體上浮.(直至懸浮/漂浮)
當物體密度等於液體密度時,物體懸浮.
浮力公式的推算
F 浮=F下表面-F上表面
=F向上-F向下
=P向上·S-P向下·S
=ρ液·g·H·S-ρ液·g·h·S
=ρ液·g·(H-h)·S
=ρ液·g·△h·S
=ρ液·g·V排
=m排液·g
=G排液
稍加說明:
⑴「F 浮=F下表面-F上表面」一般作為浮力產生原因,在同步學習(平時的考試)中,考一道填空或選擇。在中考中不常出現,如果出現也只是考一道題。還要注意在最後一道浮力計算題中——不會做時,別忘了想想它。
⑵「F 浮=F下表面-F上表面」與「F浮=ρ液gV排=G排液」的聯繫,明白就夠了,不會考。(形狀不規則的物體,不好用「F下表面-F上表面」,所以不考。)
⑶「F浮=ρ液gV排=G排液」最重要。
但這也沒有什麼可「推算」的——直接由阿基米德原理把文字表述變成式子就行了:浮力=排開液體所受重力——F浮=G排液=m排液·g =ρ液gV排
⑷給出浮沉條件(實心物體)
ρ物>;ρ液, 下沉 ,G物>F浮
ρ物=ρ液, 懸浮 ,G物=F浮 (基本物體是空心的)
ρ物<;ρ液, 上浮 ,G物=F浮 (靜止后漂浮)
⑸給出「露排比公式」——解漂浮題的重要公式
如果漂浮(這是重要前提!), 則:ρ物∶ρ液=V排∶V物。
其中,V物=V排+V露
它的變形公式
⒈ (ρ液-ρ物)∶ρ液=V露∶V物
⒉ ρ物∶(ρ液-ρ物)=V排∶V露
證明:∵漂浮
∴F浮=G物,即ρ液gV排=ρ物gV物,即ρ液V排=ρ物V物,即ρ物∶ρ液=V排∶V物(交叉相乘)

2原理

阿基米德原理:浸在液體里的物體受到向上的浮力,浮力大小等於物體排開液體所受重力。
即F浮=G液排=ρ液gV排。
(V排表示物體排開液體的體積 F表示物體於氣體和液體浮力)
使用範圍:氣體和液體

3發現過程

關於浮力定律的發現還流傳著一個有趣的故事。相傳古希臘的赫農王叫工匠做一頂純金王冠。金王冠做得極其精緻,可是有人告發說,工匠在製作王冠時用一些銀子偷換了一些金子。國王叫阿基米德想辦法在不損害王冠的情況下測出王冠里是否摻了假。於是,阿基米德便冥思苦想考慮如何解決這個難題。有一天,他到澡堂去洗澡。當他躺進澡盆時,發現自己身體越往下沉,盆里溢出的水就越多。而他則感到身體越輕。突然阿基米德欣喜若狂地跳出了澡盆,甚至忘記了穿衣服就直奔王宮,邊跑邊喊:「找到了,找到了!」阿基米德找到了什麼?他找到的不僅是鑒定金王冠是否摻假的方法,還是重要的科學原理,即浸沒於水中的物體受到一個向上的浮力,浮力的大小等於它所排開水的重量,據此計算了金和銀的含量。因為重量相同的物體,密度大的體積就小。金的密度大於銀,因而金塊和銀塊同重時,金塊的體積必然小於銀塊體積,如把同重的實心金塊和實心銀塊放入水中,那麼金塊排出的水就比銀塊排出的水少,而王冠排出的水在這兩者之間,這就證明了王冠不是純金的。他又利用數學計算,確定了王冠中摻了銀子的質量,而且質量與工匠換來的金子一樣。也有人認為,阿基米德分別稱出浸在水中的金、銀和王冠的重量,與原重量進行比較,由此測定了它們在水中減少的重量,從這些數據中他艱難地找到了答案。

4意義

浮力定律在航海等領域有重要意義,密度等重要的物理概念也通過浮力定律得到發展。
阿基米德,的定律奠定了以後的科技事業的發展,例如,輪船事業,等等。

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