铁块沉、木块浮、轮船是铁做的却能浮——浮力和阿基米德原理是关键。
小提示:物理不靠背,靠动手。下面的互动都能自己拖、自己看。
浸在液体(或气体)里的物体,会受到液体(或气体)对它向上的托力,这种力叫做浮力。浮力的方向总是竖直向上,与重力方向相反。
如何测量浮力?用称重法:先用弹簧测力计测出物体在空气中的重力 G,再测出物体浸在液体中时弹簧测力计的示数 F拉,两者的差就是浮力。
⚠️ 易错点:浮力方向是"竖直向上",不是"向上偏一点";称重法里的 F拉 是物体浸在液体中时测力计的示数。
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的液体所受的重力。这就是著名的阿基米德原理。
其中 ρ液 是液体密度,g 取 9.8 N/kg(粗略取 10),V排 是物体排开液体的体积。可见浮力只与液体密度和排开体积有关,与物体自身的密度、形状、浸没深度都无关。
⚠️ 易错点:V排 是"排开液体的体积",物体部分浸入时 V排 小于物体的体积;完全浸没时 V排 才等于物体体积。
物体是浮是沉,要看浮力 F浮 和重力 G 的大小关系:
· F浮 > G → 物体上浮(最后漂浮,漂浮时 F浮 = G)
· F浮 = G → 物体悬浮(可停在水中任意深度)
· F浮 < G → 物体下沉(最终沉底)
从密度角度看:当 ρ物 < ρ液 时漂浮/上浮;ρ物 = ρ液 时悬浮;ρ物 > ρ液 时下沉。
生活中的应用:轮船把钢铁做成空心,增大排水体积来增大浮力;潜水艇靠改变自身重力实现上浮下潜;还有密度计、热气球等。
⚠️ 易错点:漂浮和悬浮时浮力都等于重力,但漂浮时物体只有一部分浸入、悬浮时全部浸入。
1. 浸在液体中的物体受到的浮力方向是竖直___。
2. 阿基米德原理:F浮 = ___(用 ρ、g、V排 表示)。
3. 浮力的大小等于物体排开液体所受的___。
4. 用称重法:F浮 = G − ___。
5. 当 F浮 大于 G 时,物体将___(填 上浮/下沉)。
6. 漂浮在水面的物体,浮力___重力(填 大于/等于/小于)。
7. 轮船是采用___的办法来增大浮力的(填 空心/加重)。
8. 同一物体在盐水中比在清水中受的浮力___(填 大/小)。