张瑞
相传两千多年前.古希腊学者阿基米德从溢出的水得到啟发,找到了鉴别王冠的方法,也发现了浮力原理,人们将其称为“阿基米德原理”!阿基米德原理的内容是什么?如何正确理解阿基米德原理?阿基米德原理在实际中有什么应用?下面我们一起来学习阿基米德原理.
阿基米德原理的内容
阿基米德原理的内容是:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力,写成公式就是F浮=G排,其变形公式为F浮= p液gV排,其中p液表示物体排开液体的密度,V排表示物体排开液体的体积.
正确理解职基米德原理
阿基米德原理是个可以通过实验来验证的原理,我们学习时要注意以下几点:
(1)物体在液体中受到的浮力与液体的密度有关,与物体本身的密度无关.
(2)物体在液体中受到的浮力与物体排开液体的体积有关,与物体在液体中的深度无关.当液体的密度一定时.物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大:当排开液体的体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大.
(3)阿基米德原理不仅适用于液体,也适用于气体.
(4)物体排开液体的体积不一定等于物体的体积.当物体一部分浸在液体中时.物体排开液体的体积小于物体的体积:只有当物体全部浸在液体中时,物体排开液体的体积才等于物体的体积,
例1 (2019.广州)两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体,把甲、乙两球轻轻放人两杯液体中,最后处于图1所示状态,若甲、乙排开的液体所受的重力相等,则甲、乙所受浮力相比(
).
A.甲所受浮力更大
B.乙所受浮力更大
C.甲、乙所受浮力一样大
D.不知道液体密度.无法比较浮力大小
解析:根据阿基米德原理可知,浸在液体中的物体所受浮力大小等于它排开液体所受的重力,题目中已知甲、乙排开液体所受的重力相等,所以甲、乙受到的浮力一样大.
答案:C
点评:甲的体积比乙的体积大,因为浸没,所以V排甲 大于V排乙,容易错选A.一定要认真审题,这是两种不同的液体,浮力大小不仅跟v排有关,还与p液有关,不要忘了阿基米德原理,浮力大小等于物体排开液体所受的重力,
阿基米德原理的应用
阿基米德原理的一个重要应用是求浮力,利用阿基米德原理还可以求物体或物体排开液体所受的重力、质量、体积和密度等.
阿基米德原理还能解决很多关于浮力的问题.根据阿基米德原理.一个物体的排水量只要能够大于或等于自身所受的重力,它就能够漂浮在水面上.而且阿基米德原理同样适用于气体,热气球、孔明灯、氢气球等都用到了这一知识,
例2 (2019.北京)将物块竖直挂在弹簧测力计下,在空气中静止时弹簧测力计的示数F1=2.6 N.将物块的一部分浸在水中.静止时弹簧测力计的示数F2=1.8 N,如图2所示.已知水的密度p=1.0x103kg/m3,取g =10 N/kg,求:
(1)物块受到的浮力.
(2)物块浸在水中的体积.
解析:(1)物体在空气中静止时,在重力和拉力的作用下保持静止,二力平衡,因此物体所受重力G=F1=2.6 N.浸在水里时,物体受重力、浮力和拉力,在三个力作用下保持平衡,因此F浮=G-F2=2.6 N-1.8 N=0.8 N。
答案:(1)物块受到的浮力为0.8 N.(2)物块浸在水中的体积为8x10-5m3.