3.浮力
(1)浮力的大小计算:
四个基本公式:
①测量法:
;
②原理法:
;
③平衡法:
(悬浮、漂浮);
④压力差法:
。
上述四种方法,都可以计算物体受到的浮力,但要求具体问题具体分析,不能死记。
(2)阿基米德原理:阿基米德原理的基本表达式:该原理是分析解决任何物体受到浮力的大小。根据原理可以知道,物体受到的浮力的大小等于物体排开液体受到的重力,即只与物体排开液体的密度、物体排开液体的体积有关。
浮力与四个因素无关即:①与物体的密度无关;②与浸没的深浅无关;③与物体的形状无关;④-与物体的体积无关。只与液体密度,排开液体的体积有关。
(3)物体的浮沉条件:物体的浮沉条件,其实就是比较物体受到的浮力与物体受到重力的大小,也就是二力的合成。根据合力的大小就可以判断物体是处于什么运动状态。
即浸没在液体中的物体:
①如果
,则物体下沉;
②如果
,则物体上浮,直到漂浮;
③如果
,则物体悬浮。(可以停留在液体中任何深度)
如果进一步分析,其实质就是比较物体密度和液体密度的大小。请你利用
和
进行推导:浸没在液体中的物体,如果:
,则物体下沉;
,则物体上浮,直到漂浮;
,则物体悬浮。
(4)物体的漂浮条件(物体在液面上的平衡),
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利用漂浮条件,可以计算浮力的大小,也可以计算物体受到重力的大小。
(5)物体的悬浮条件和物体的漂浮条件,有的同学认为是相同的,这是错误的。二者都是物体处于平衡状态,但悬浮的物体是在液体内部的平衡,而漂浮的物体则是在液面上的平衡;悬浮的物体排开液体的体积等于物体的体积,而物体的漂浮的物体排开液体的体积小于物体的体积;悬浮的物体的密度等于液体的密度,而漂浮的物体的密度则小于液体的密度。
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分类 |
悬浮 |
漂浮 |
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相同点 |
物体都处于静止状态且所受浮力大小等于物重 |
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物体全部浸没在液体中 |
物体部分浸没在液体中 |
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不同点 |
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(6)在处理有关浮力的问题时,要注意以下物理量的区分:物体的密度和液体的密度;物体的体积和物体排开液体的体积;物体受到的重力和物体排开液体的重力。
(7)阿基米德原理也适用于气体。
(8)解关于浮力的计算题要学会分析“三力平衡”,首先判断物体在液体中所处的状态,如果是悬浮、漂浮状态首先考虑如果是连接体问题有时既要整体人手,又要善于巧妙隔离。
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2.压强
(1)压力是指垂直作用在物体表面上的力。压力的大小可能等于物体的重力,也可能跟物体的重力无关。
(2)由于压力的作用效果跟压力的大小和受力面积的大小都有关系,所以在考虑物体受压强的大小时,要注意同时考虑压力和受力面积的大小。受力面积是物体间接触的面积,而不一定是物体的底面积或表面积。
(3)液体内部的压强,表示液体内部的压强只与液体的密度和液体的深度成正比,而与液体的质量、体积、容器的形状等无关。
(4)对于液体的压强,P=F/S仍然成立,只是要注意F是压力而不一定是液体受到的重力,S是受力面积。
(5)大气压是日常生活中最常见的现象,所以要注意对日常生活中这类现象的观察和分析,在处理压强问题时,搞清重力与压力的关系,压力与重力的关系是非常重要的。
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名称 项目 |
重力(G) |
压力(F) |
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定义 |
由于地球的吸引而使物体受到的力 |
垂直压在物体表面上的力 |
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施力物体 |
地球 |
物体 |
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受力物体 |
地球附近的一切物体 |
承受压力的物体 |
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大小 |
G=mg重力大小与质量成正比 |
当物体放在水平面上且不受其他力时,在数值上F=G,一般情况下F≠G |
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方向 |
竖直向下 |
垂直于受力物体的表面 |
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作用点 |
在物体的重心上 |
在受力物体的受力表面上 |
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产生条件 |
地球附近的一切物体 |
相互接触且相互作用的物体间 |
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名称 项目 |
压力 |
压强 |
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定义 |
垂直压在物体表面上的力 |
物体在单位面积上受到的压力 |
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物理意义 |
物体表面所承受的使物体发生形变的作用力 |
比较压力的作用效果 |
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公式 |
F=pS |
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单位 |
牛顿 |
l帕斯卡=l牛顿/米2 |
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大小 |
有的情况下与物重有关,一般情况下与物重无关 |
不仅跟压力的大小有关;而且跟受力面积的大小有关 |
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液体对容器底部 |
F=pS |
到某点的距离 |