专题1.1 浮力
1. 浸在液体(或气体)里的物体受到液体(或气体)向上托的力。叫做_____浮力____。
2.浮力的方向是___竖直____向上。
3.浮力产生的原因:浸在液体里的物体上下表面受到的压力差。用公式表示即______ F浮=F下- F上____。
4. 物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就____越大____。
知识点1:什么是浮力
当物体浸在液体或气体中时会受到一个向上托起的力,这个力就是浮力。
注:一切浸在液体或气体里的物体都受到竖直向上的浮力。
【例题1】如图所示是正在水中上浮的木块,请画出木块在水中所受重力G和浮力F浮的受力示意图.
【答案】如图所示:
【解析】因为物体在水中,所以受浮力和重力的关系,浮力方向竖直向上,重力方向竖直向下;又物体上浮,所以物体受到的浮力大于重力,作用点都画在重心处.
知识点2:产生原因
由于液体对物体向上和向下的压力差产生的。浮力的方向总是向上的,与 重力 的方向相反。
即F浮=F下- F上
【例题2】如图所示,边长为20厘米的正方体木块,其下表面距水面15厘米,试求:
(1)上、下表面受到的液体的压力差;(2)木块排开的水重。
【答案】见解析。
【解析】已知: ρ液=1.0×103kg/m3,g=9.8N/kg,h上=0m,h下=0.15m,
S 上=S 下=0.04 m2,V 排=0.2m×0.2m×0.15m=0.006 m3
求:(1)F上-F下 (2)G排
解:(1)F上=P下S下= ρgh下S下=58.8N
F下=P上S上= ρgh上S上=0N
F上-F下=58.8N
(2)G排=ρg V 排=58.8N
可见,部分浸入液体的物体所受的浮力,也等于液体对物体向上的压力和向下的压力之差。
知识点3:称重法测浮力
浮力等于物体重减去物体在液体中的弹簧秤读数,即F浮= G—F弹
注意:物体在液体中所受浮力的大小,跟它在液体中的体积有关,跟液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。
【例题3】在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小明用弹簧测力计、圆柱体、两个装有适量水和盐水的同样的烧杯,对浸在液体中的圆柱体所受的浮力进行了探究,实验装置和每次实验中弹簧测力计的示数如图所示.请按要求回答下列问题:
(1)比较图甲、乙可知:乙图中圆柱体受到的浮力的大小为 N.
(2)比较图乙、丙,说明浮力的大小与 有关.
(3)通过图乙和戊的探究,不能得到浮力大小与液体密度是否有关,原因是 .
(4)通过图中数据可知:圆柱体的密度是 kg/m3(取g=10N/kg).