浮力一直是力學的重點也是難點,對學生基礎的掌握考察非常多,尤其是阿基米德原理和浮沉條件的考察,學生能掌握知識點但是做題卻總是無從下手,下面我們一下比較浮力大小的幾種方法。
首先浮力涉及到的知識點有:1、阿基米德原理。即物體的浮力等於物體排開液體的重力(F浮=G排=ρ液gV排)
2、浮沉條件。
上浮:F浮>G,ρ液>ρ
下潛:F浮<G,ρ液<ρ
漂浮:F浮=G,ρ液>ρ
懸浮:F浮=G,ρ液=ρ
沉底:F浮<G,ρ液<ρ
3、浮力應用。輪船:排水量即排開水的質量m排,可以求G排=m排*g
潛水艇:在水中浮力不變,靠改變自身重力達到上浮和下潛
飛艇:同樣符合阿基米德原理
密度計:測液體密度,浮力不變,都等於密度計的重力,浸沒的越多液
體密度越小
4、浮力的計算公式。F浮=G排=ρ液gV排(無論液體還是氣體都符合)
F浮=G物(只有漂浮和懸浮時才符合)
F浮=G物
考試時經常遇到比較物體所受浮力大小的問題,那這些問題有沒有規律呢?做這些題要從哪入手呢?下面我們來總結一下常見幾種題型
1、同種液體,不同物體。(一般條件是體積相同)
例、體積相同,材料不同的甲、乙、丙三個小球放入盛有某種液體的容器中,靜止後如圖所示,且丙球對容器底部有壓力,設三個小球的浮力分別為F甲、F乙、F丙,則它們所受浮力大小關係為F甲 F乙 F丙。設三個小球密度為ρ甲、ρ乙、ρ丙,則ρ甲 ρ乙 ρ丙
解析:阿基米德原理為F浮=ρ液gV排,當在同種液體中即ρ液相同時,首先想到阿基米德原理用控制變量法,ρ液和g相等,比較V排來比較浮力就行。為什麼不說體積相同呢?因為阿基米德原理中是V排,V是整個物體體積。利用浮沉條件比較每個物體和液體密度的關係就能比較出每個物體之間的密度例如本題ρ甲<ρ液,ρ乙=ρ液,ρ丙>ρ液,則ρ甲ρ<乙<ρ丙。
2、不同液體,同一物體(一般質量相等)
例、
如圖所示,同一物體浸沒在甲液體中懸浮,浸沒在乙液體中漂浮。比較物體在兩種液體中的浮力F甲 F乙,以及兩種液體的密度大小ρ甲 ρ乙。
解析:同一物體重力相等,利用浮沉條件可以判斷物體在每種液體中的浮力與重力的關係,即G=F甲,G=F乙,則F甲=F乙。還是利用浮沉條件判斷物體密度與每種液體密度,ρ=ρ甲,ρ<ρ乙,則ρ甲<ρ乙。
總結來說:同種液體不同物體,利用阿基米德原理判斷浮力,利用浮沉條件判斷密度;
同一物體不同液體,利用浮沉條件判斷浮力和密度。