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从三个方面认识浮力  

2016-11-25 21:46:11|  分类: 素材新8下9,10 |  标签: |举报 |字号 订阅

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从三个方面认识浮力  

   一、什么是浮力?

 

  平时我们将一个木块放入水中,松开手后,木块会上浮,说明木块受到水对它向上的浮力;可将一石块放入水中,松开手后,它会下沉,石块受不受浮力的作用呢?

 

从三个方面认识浮力 - 物理 - 物理

 

  为了验证石块也受到浮力的作用,我们只要将石块挂在弹簧秤下,测出石块在空气中时弹簧秤的示数和石块在水中时弹簧秤的示数进行比较就行了,如图1所示。会发现,石块在空气时对弹簧秤的拉力F1大于石块在水中时对弹簧秤的拉力F2,这说明,石块在水中时,水对它施加了一个向上托的力,这就是浮力。

 

  可见计算浮力大小的公式可表示为:F浮=F1-F2。

 

  例1  一个重为43.61N的铜球,全部浸没水中时,弹簧秤读数为33.81N。问此铜球受到的浮力是多大?

 

  分析:该球受到的浮力是F浮=43.61N-33.81N=9.8N。

 

  二、浮力是怎样产生的?

 

  因为液体内部有压强,所以浸入液体内部物体的上下两表面受到的压强是不相等的,以边长为a的正方体为例,如图2所示。底面B浸入液体更深的位置,液体对它的压强要大于对上表面A的压强,因为它们的面积相等,所以液体对物体下表面的向上的压力要大于液体对上表面向下的压力,这两个压力的差就是浮力的大小,其方向竖直向上。

 

从三个方面认识浮力 - 物理 - 物理

 

  由此可知,计算浮力大小的公式为:F浮=F向上-F向下。

 

从三个方面认识浮力 - 物理 - 物理

 

  如果物体只受液体对它向下的压力,向上的压力为零,则物体不受浮力的作用。如用塞子塞住水槽下面出水口,水槽中注满水时,如图3所示,虽然塞子的上表面受到水向下的压力,但下表面由于没有浸在水中,故没有水对它产生向上的压力,所以塞子不受浮力的作用。

 

  例2  如图4所示,一个三角形的物体浸没在水中,则它_______(填“会”、“不会”)受到水对它的浮力。

 

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  分析:虽然物体下表面不是一个平面,好像下表面的面积为零,其实我们可以把这个三角形的物体看成由许多竖直放置的长方体组成,如图5所示。则每个小长方体的上表面都对应一个小的下表面(该表面由于小,可以看成是平的),故液体对这个小的长方体也会产生向上的浮力,那么对整个物体而言,它也会受到液体对它向上的浮力的作用,所以应填“会”。

 

  三、实验研究物体的浮沉条件

 

  物体在液体中到底是下沉还是上浮,要看它所受力的大小。如果物体受到向上的浮力大于向下的重力,则它会下沉;如果浮力小于重力,它会下沉;如果浮力等于重力,它就会停留在液体的任何深度。

 

  例3  如图6所示是三个体积相同而材料不同的物体甲、乙、丙,浸没在同一液体中,它们的受力情况如图所示,那么,上浮的物体是_____________,下沉的物体是__________,悬浮的物体是_____________。

 

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  分析:由图中力对应的长度可知,甲的浮力等于重力,故会悬浮;乙的浮力小于重力,故会下沉;丙的浮力大于重力,故会是浮。

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