铁块在水中会下沉,但同样用钢铁造的万吨巨轮却能浮在水面上!人在死海里可以轻松地漂在水面上看书。这是为什么?
答案是浮力!浸在液体中的物体都会受到液体向上的托力——这就是浮力。
浮力:浸在液体中的物体受到液体向上的托力。
方向:竖直向上
施力物体:液体(或气体)
气体也能产生浮力——热气球、氢气球就是利用了空气浮力。
用弹簧测力计测浮力:F浮 = G - F示(称重法)
阿基米德在洗澡时发现了浮力的秘密——他进入浴缸时发现水溢出来,同时身体变轻了!
阿基米德原理:浸在液体中的物体所受浮力等于它排开的液体所受的重力。
F浮 = G排 = ρ液 g V排
其中:ρ液—液体密度,V排—排开液体的体积,g—9.8N/kg
从公式可以看出:浮力只与液体密度和排开液体体积有关,与物体本身的材料、形状、深度等无关!
浸没在液体中的物体受到两个力:向下的重力G和向上的浮力F浮。
比较两个力的大小决定物体的浮沉:
• F浮 > G → 上浮(最终漂浮:F浮=G,V排
• F浮 < G → 下沉(最终沉底)
从密度角度理解:
• ρ物 < ρ液 → 上浮(木头、塑料)
• ρ物 = ρ液 → 悬浮(鸡蛋在适当浓度的盐水中)
• ρ物 > ρ液 → 下沉(石头、金属)
潜水艇通过改变自身重力(注水/排水)实现下潜和上浮。鱼通过改变鱼鳔体积来调节浮力。
器材:弹簧测力计、石块、细线、大烧杯、水、盐水、酒精
步骤:
① 用测力计测石块重力G
② 将石块浸入水中,记录示数F₁,计算浮力F浮=G-F₁
③ 改变石块浸入深度,发现浮力不变
④ 改用盐水,发现浮力增大
结论:浮力大小与液体密度和排开液体体积有关,与浸没深度无关。
潜水艇通过改变____实现浮沉
阿基米德原理表达式?