科普下阿基米德浮力計(jì)算公式和推導(dǎo)式 浮力定理推算
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浮力的定義式為F浮=G排(即物體所受的浮力等于物體下沉靜止后排開液體的重力),計(jì)算可用它推導(dǎo)出公式F浮=ρ液gV排(ρ液表示液體的密度,單位為千克/立方米;g表示常數(shù),是重力與質(zhì)量的比值,g=9.8N/kg在粗略計(jì)算時(shí)可取10N/kg;V排表示排開液體的體積,單位為立方米)。
浮力的計(jì)算公式
1、定義式: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,該公式只有在物體懸浮、漂浮于液體表面的時(shí)候才成立。ρ物<ρ液時(shí)物體漂浮,當(dāng)物體懸浮時(shí),ρ物=ρ液。
4、受力分析:F浮=G物-F拉,物體在浮力、重力、向下的壓力下處于平衡態(tài),那么浮力公式就是:F浮=G物+F壓。
浮力定理推算
推算
假設(shè)有一實(shí)心正方體沉于水中,則
F浮=F下表面-F上表面
=ρ液gh下S-ρ液gh上S(其中S指的是該物體的底面積,h是該物體的高)
=ρ液gSΔh
=ρ液gV排
=γV排(m排g)
=G排,
當(dāng)物體懸浮在液體上時(shí)(當(dāng)未受外力時(shí)),F(xiàn)浮=G物。
稍加說(shuō)明:
(1)h2為正方體下表面到水面距離,h1為正方體上表面到水面距離,Δh為正方體之高。[1]
(2)其中“F浮=ρ液gV排=G排”最重要。[1]
F浮=ρ液gV排的公式推導(dǎo):浮力=排開液體所受重力,即:F浮=G排=m排g=ρ液gV排
(3)給出物體沉浮條件(實(shí)心物體)
ρ物>ρ液,物體下沉,G物>F浮
ρ物=ρ液,物體懸浮,G物=F浮(基本物體是空心的)
ρ物<ρ液,物體上浮,(靜止后漂浮)G物<f浮< p="" box-sizing:="" border-box;="" margin-top:="" 8px;="" margin-bottom:="" 0px;="" padding:="" overflow-wrap:="" break-word;="" text-indent:="" 2em;="" font-size:="" 14px;="" line-height:="" 1.75;="" color:="" rgb(38,="" 38,="" 38);="" font-family:="" "pingfang="" sc",="" "hiragino="" sans="" gb",="" "microsoft="" yahei",="" "wenquanyi="" micro="" hei",="" "helvetica="" neue",="" arial,="" sans-serif;="" white-space:="" normal;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">ρ物<ρ液,物體漂浮,G物=F浮(因?yàn)槭巧细〉淖詈缶辰纾?rho;物<ρ液)
ρ物>ρ液,物體沉底,G物=F浮+F支(三力平衡)。[1]
注:物體在液體中浮沉?xí)r共有上浮、下沉、懸浮、漂浮、沉底五種狀態(tài)。
(4)給出“露排比公式”——解漂浮題的重要公式
如果物體漂浮,則:ρ物∶ρ液=V排∶V物。
其中,V物=V排+V露。[1]
變形公式
1.(ρ液-ρ物)∶ρ液=V露∶V物
2.ρ物∶(ρ液-ρ物)=V排∶V露
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