浮力的大小与哪些因素有关 2022最新浮力的计算公式

浮力的大小与物体排开的液体(或气体)的多少密切相关。以浸在液体中的物体为例,由于液体会产生压强,而且压强随深度增加而变大,且液体内部向各个方向都有压强,因此物体下底面受到的液体向上的压力较大。

浮力的计算公式

根据阿基米德原理:F=G     所以:F浮=ρ液gV排,这样就得出了浮力的公式,也就是公式法:FgV排。

1、定义式:F浮=F下-F上。

2、阿基米德原理公式:F浮=G排=ρgV排;

3、F浮=G物,该公式只有在物体悬浮、漂浮于液体表面的时候才成立。ρ物<ρ液时物体漂浮,当物体悬浮时, ρ物=ρ液。

4、受力分析:F浮=G物-F拉,物体在浮力、重力、向下的压力下处于平衡态,那么浮力公式就是:F浮=G物+F压。

一、实验器材

实验装置:
图片[1]-浮力的大小与哪些因素有关 2022最新浮力的计算公式-学吧号
实验器材:弹簧测力计、金属块、烧杯、等体积的水和酒精

二、实验步骤

(1)探究浮力的大小与物体排开液体的体积的关系时,应控制液体密度不变。用弹簧测力计提着同一金属块,使金属块浸入水中的体积不同,观察弹簧测力计的示数。如图B、C所示。(2)探究浮力的大小与液体密度的关系时,应控制排开液体的体积不变。用弹簧测力计提着同一金属块,使金属块分别浸没在水和酒精的同一深度处,观察弹簧测力计的示数。如图D、E所示。

(3)探究浮力的大小与物体浸没在水中的深度的关系时,应控制排开液体的体积和液体密度不变。用弹簧测力计提着同一金属块,使金属块分别浸没在水中的不同深度处,观察弹簧测力计的示数。如图C、D所示。

三、实验要点

(1)选取的物体密度要大于液体密度。(2)实验用到的物理研究方法是控制变量法。

(3)弹簧测力计使用前要进行调零。

(4)该实验计算浮力的公式:F浮=G-F示。

四、实验数据记录

(1)探究浮力与金属块排开液体体积的关系

图片[2]-浮力的大小与哪些因素有关 2022最新浮力的计算公式-学吧号
(2)探究浮力与液体密度的关系
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(3)探究浮力与金属块浸没在水中的深度的关系

图片[4]-浮力的大小与哪些因素有关 2022最新浮力的计算公式-学吧号
习题精练
例1 小明在探究浮力的大小与哪些因素有关的实验时,分别做出了三个猜想:猜想1:浮力的大小与浸没在液体的深度有关;

猜想2:浮力的大小与液体的密度有关;

猜想3:浮力的大小与物体的形状有关。

如图所示是小明为验证猜想所进行的实验,请你根据小明的实验回答下列问题。

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(1)小明对A、B、C、D四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与液体的深度有关,有时又与深度无关。对此正确的解释是:①比较图B与图C,浮力的大小随物体排开水体积的增大而增大(选填“增大”“减小”或“不变”);

②比较图C与图D,当物体浸没在水中时,浮力的大小与浸没的深度无关(选填“有关”或“无关”)。因此猜想1是错误(选填“正确”或“错误”)的。

(2)图D与图E是探究浮力与液体的密度的关系,根据图A与图E所标实验数据可知,物体浸没在盐水中所受浮力的大小为1.1N。根据图A、D、E的实验数据可得,小明的猜想2是正确(选填“正确”或“错误”)的。

(3)为了验证猜想3,小明用同一块橡皮泥分别捏成实心圆锥体和正方体,进行下图所示的实验,由此小明得出“浮力的大小与物体的形状有关”的结论。你认为这个结论是可靠的吗?不可靠(选填“可靠”或“不可靠”),理由是没有控制排开液体的体积相同。

图片[6]-浮力的大小与哪些因素有关 2022最新浮力的计算公式-学吧号
例2 在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止,如图乙所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象。求:
图片[7]-浮力的大小与哪些因素有关 2022最新浮力的计算公式-学吧号
(1)分析图象可知,圆柱体的重力是12N。(2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是8N。

图片[8]-浮力的大小与哪些因素有关 2022最新浮力的计算公式-学吧号
(5)分析图象BC段,可得出结论:物体浸没在液体中之前,浸入液体的深度越深,受到的浮力越大(选填“大”或“小”)。(6)分析图象CD段,可得出结论:物体浸没到液体中后,物体所受的浮力与物体浸入的深度无关。

编辑:李春映排版:李金艳

审核:李顺玉

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