浮力的概念.doc

1、浮 力 的 概 念液 体 和 气 体 对 浸 在 其 中 的 物 体 有 竖 直 向 上 的 托 力 ， 物 理 学 中 把 这 个 托 力 叫 做 浮 力 。漂 浮 于 流 体 表 面 或 浸 没 于 流 体 之 中 的 物 体 ， 受 到 各 方 向 流 体 静 压 力 的 向 上 合 力 。 其大 小 等 于 被 物 体 排 开 流 体 的 重 力 。 例 如 石 块 的 重 力 大 于 其 同 体 积 水 的 重 量 ， 则 下 沉 到 水底 。 浮 木 或 船 体 的 重 力 等 于 其 浸 入 水 中 部 分 所 排 开 的 水 重 ， 所 以 浮 于 水 面 。 气 球 的 重

2、量比 它 同 体 积 空 气 的 重 力 小 ， 即 浮 力 大 于 重 力 ， 所 以 会 上 升 。 这 种 浸 在 水 中 或 空 气 中 ， 受到 水 或 空 气 将 物 体 向 上 托 的 力 叫 “浮 力 ”。 例 如 ， 从 井 里 提 一 桶 水 ， 在 未 离 开 水 面 之 前比 离 开 水 面 之 后 要 轻 些 ， 这 是 因 为 桶 受 到 水 的 浮 力 。 不 仅 是 水 ， 例 如 酒 精 、 煤 油 或 水 银等 所 有 的 液 体 ， 对 浸 在 它 里 面 的 物 体 都 有 浮 力 。浮 力 的 作 用 点 称 为 浮 心 ， 浮 心 显 然 与 所 排

3、 开 液 体 体 积 的 形 心 重 合 。 编 辑 本 段 产 生 浮 力 的 原 因产 生 浮 力 的 原 因 ， 可 用 浸 没 在 液 体 内 的 正 立 方 体 的 物 体 来 分 析 。 该 物 体 系 全 浸 之 物体 ， 受 到 四 面 八 方 液 体 的 压 力 ， 而 且 是 随 深 度 的 增 加 而 增 大 的 。 所 以 这 个 正 立 方 体 的 前后 、 左 右 、 上 下 六 个 面 都 受 到 液 体 的 压 力 。 因 为 作 用 在 左 右 两 个 侧 面 上 的 力 由 于 两 侧 面相 对 应 ， 而 且 面 积 大 小 相 等 ， 又 处 于 液 体

4、 中 相 同 的 深 度 ， 所 以 两 侧 面 上 受 到 的 压 力 大 小相 等 ， 方 向 相 反 ， 两 力 彼 此 平 衡 。 同 理 ， 作 用 在 前 后 两 个 侧 面 上 的 压 力 也 彼 此 平 衡 。 但是 上 下 两 个 面 因 为 在 液 体 中 的 深 度 不 相 同 ， 所 以 受 到 的 压 强 也 不 相 等 。 上 面 的 压 强 小 ，下 面 受 到 的 压 强 大 ， 下 面 受 到 向 上 的 压 力 大 于 上 面 受 到 的 向 下 的 压 力 。 液 体 对 物 体 这 个压 力 差 ， 就 是 液 体 对 物 体 的 浮 力 。 这 个 力

5、 等 于 被 物 体 所 排 开 的 液 体 的 重 量 。 当 一 个 浮 体的 顶 部 界 面 接 触 不 到 液 体 时 ， 则 只 有 作 用 在 底 部 界 面 向 上 的 压 力 才 会 产 生 浮 力 。 至 于 一个 位 于 容 器 底 面 上 的 物 体 ， 并 和 容 器 底 面 密 切 接 触 ， 那 它 就 只 能 受 到 向 下 作 用 于 物 体 表面 的 液 体 压 力 下 ， 所 以 这 个 物 体 不 受 浮 力 作 用 ， 这 种 现 象 并 不 多 ， 因 为 只 要 其 间 有 一 层很 薄 的 液 膜 ， 就 能 传 递 压 强 ， 底 面 就 有 向

6、 上 的 压 力 ， 物 体 上 下 表 面 有 了 压 力 差 ， 物 体 就会 受 到 浮 力 。 编 辑 本 段 浮 力 公 式 的 推 算浮 力 公 式 的 推 算假 设 有 一 正 方 体 沉 于 水 中 ，F 浮 =F 下 表 面 -F 上 表 面 =gh2*S-gh1*S =gS*h =gV =mg =G 排 液当 物 体 悬 浮 在 液 体 上 时 (当 未 受 外 力 时 ),F 浮 G 物稍 加 说 明 ： （ 1） h2 为 正 方 体 下 表 面 到 水 面 距 离 ， h1 为 正 方 体 上 表 面 到 水 面 距 离 ， h 为 正方 体 之 高 。（ 2） “F

7、 浮 = 液 gV 排 =G 排 液 ”最 重 要 。 F 浮 = 液 gV 排 的 公 式 推 导 ： 浮 力 =排 开 液 体 所 受 重 力 F 浮 =G 排 液 m 排液 g = 液 gV 排 （ 3） 给 出 沉 浮 条 件 （ 实 心 物 体 ） 物 液 ， 下 沉 ， G 物 F 浮 物 = 液 ， 悬 浮 ， G 物 =F 浮 （ 基 本 物 体 是 空 心 的 ） 物 液 ， 上 浮 ， （ 静 止 后 漂 浮 ） G 物 F 浮 物 液 ， 漂 浮 ， G 物 F 浮 （ 因 为 是 上 浮 的 最 后 境 界 ， 所 以 物 液 ） 物 液 ， 沉 底 ， G 物 =F

8、浮 +F 杯 底 对 物 的 支 持 力 （ 三 力 平 衡 ） 阿 基 米 德（ 4） 给 出 “露 排 比 公 式 ”解 漂 浮 题 的 重 要 公 式 如 果 漂 浮 （ 这 是 重 要 前 提 ！ ） ， 则 ： 物 液 =V 排 V 物 。 其 中 ， V 物 =V 排 +V 露 它 的 变 形 公 式 1 （ 液 - 物 ） 液 =V 露 V 物 2 物 （ 液 - 物 ） =V 排 V 露 证 明 ： 漂 浮 F 浮 =G 物 ， 即 液 gV 排 = 物 gV 物 ， 即 液 V 排 = 物 V 物 ， 即 物 液 =V 排 V 物 （ 交 叉 相 乘 ） 另 外 液 体 还

9、可 以 产 生 比 自 身 重 力 大 的 浮 力 物 体 在 液 体 中 排 开 液 体 的 重 力 等 于 物 体 所 受 浮 力但 是 液 体 可 以 产 生 比 自 身 重 力 大 的 浮 力排 液 量 是 一 个 抽 象 的 概 念排 开 的 液 体 是 当 液 体 凝 固 时 ， 将 固 体 拿 出 ， 用 同 种 液 体 将 空 档 填 满 ， 用 来 填 充 的 液体 量 就 是 排 开 的 液 体 量所 以 产 生 十 牛 的 浮 力 不 一 定 需 要 十 牛 重 的 液 体 ， 液 体 可 以 产 生 比 自 身 重 力 大 的 浮 力例 如 :一 个 底 面 积 为 3

10、0 平 方 厘 米 的 容 器 中 有 50 牛 重 的 水 ， 将 一 个 底 面 积 为 25平 方 厘 米 高 10 厘 米 的 柱 体 （ 密 度 大 于 水 ） 放 入 水 中沉 入 水 底 （ 主 体 下 方 有 少 量 水 ， 忽 略 不 计 ） 。 水 上 升 至 10 厘 米 高 。 排 水 量 为250 立 方 厘 米 ， 浮 力 为 250 牛 ， 而 水 只 有 50 牛 ， 产 生 的 浮 力 是 液 体 本 身 重 力 的 5 倍 。当 物 体 在 水 中 完 全 和 地 接 触 是 就 没 有 浮 力 了 ， 因 为 底 部 没 水 就 不 存 在 浮 力 了 。

11、 编 辑 本 段 浮 力 之 惑质 疑 篇 一 、 压 力 差 的 局 限 性 一 个 底 面 积 为 12.56 平 方 米 ,高 2 米 的 木 质 圆 锥 体 ， 锥 尖 向 下 浸 没 于 水 下 20 米处 。 因 为 压 力 等 于 压 强 乘 以 面 积 ,所 以 它 上 表 面 受 到 向 下 的 压 力 大 于 下 表 面 受 到 向 上 的压 力 ， 根 据 压 力 差 推 论 ， 它 会 沉 没 水 底 。 但 阿 基 米 德 定 律 认 为 ， 它 的 物 重 小 于 它 排 出 的水 重 ， 木 锥 会 浮 出 水 面 。 何 况 圆 锥 体 是 木 头 做 的 ，

12、而 木 头 会 浮 出 水 面 ， 这 是 自 然 现 象 的常 识 。 1、 为 什 么 压 力 差 的 推 论 与 自 然 现 象 相 反 呢 ？ 2、 圆 锥 体 锥 尖 向 下 或 向 上 ， 根 据 压 力 差 计 算 的 结 果 ， 它 们 受 到 的 浮 力 是 不 相 同 的 。但 它 们 排 出 的 水 都 一 样 重 ， 根 据 阿 基 米 德 定 律 ， 它 们 受 到 的 浮 力 应 相 等 。 为 什 么 压 力 差和 阿 基 米 德 定 律 得 出 的 结 论 不 一 样 ？ 3、 物 体 受 到 的 浮 力 大 小 与 物 体 在 水 中 的 形 状 、 形 态

13、有 关 吗 ？ 4、 压 力 差 能 不 能 解 释 各 种 形 状 （ 包 括 不 规 则 ） 物 体 在 水 中 受 到 的 浮 力 大 小 及 其 产生 的 原 因 。 5、 如 果 压 力 差 的 适 用 只 局 限 在 个 别 、 少 数 形 状 的 物 体 。 那 么 这 个 片 面 的 推 论 能 说明 产 生 浮 力 的 真 正 原 因 吗 ？ 二 、 压 力 差 的 矛 盾 性 把 一 个 底 面 光 滑 的 木 块 放 进 装 有 底 阀 的 玻 璃 缸 内 。 用 手 把 木 块 按 住 ， 然 后 往 水 里 放水 ， 淹 没 木 块 后 ， 又 打 开 阀 门 把 水

14、 放 尽 。 这 时 候 拿 起 木 块 ， 如 果 检 查 它 的 底 面 与 缸 接 触部 位 没 有 水 。 就 又 重 新 放 进 缸 里 ， 再 用 手 按 住 ， 放 满 水 。 松 手 后 ， 我 们 惊 讶 地 发 现 ： 木块 会 自 动 浮 起 。 （ 也 可 以 用 一 些 辅 助 办 法 让 木 块 的 底 面 无 水 。 比 如 在 木 块 与 缸 底 接 触 的四 周 糊 上 浆 糊 ， 防 止 进 水 。 但 不 能 增 加 木 块 上 浮 的 外 来 阻 力 。 因 为 气 体 的 浮 力 性 质 与 液体 相 同 ， 所 以 也 可 以 在 空 气 里 作 类

15、 似 实 验 ） 根 据 压 力 差 推 论 ： 如 果 浸 没 在 缸 里 的 木 块 底面 没 有 水 ， 那 么 它 就 没 有 受 到 水 向 上 的 压 力 ， 只 受 到 水 向 下 的 压 力 ， 也 就 是 说 木 块 没 有受 到 浮 力 。 即 使 我 们 松 手 后 ， 木 块 也 不 能 浮 起 。 1、 为 什 么 实 验 结 果 与 压 力 差 结 论 自 相 矛 盾 ？ 2、 实 验 中 的 木 块 在 缸 里 排 出 了 与 它 体 积 相 等 的 水 ， 根 据 阿 基 米 德 定 律 ， 它 受 到 了浮 力 大 小 等 于 它 排 出 的 水 重 。 为

16、什 么 压 力 差 却 认 为 木 块 没 有 受 到 浮 力 呢 ？ 它 们 之 间 孰 对孰 错 ？ 3、 如 果 浸 没 在 水 里 的 木 块 底 面 没 有 水 ， 而 它 依 然 受 到 了 浮 力 。 那 么 ， 这 个 浮 力 是怎 样 产 生 的 呢 ？ 三 、 阿 基 米 德 定 律 的 矛 盾 有 甲 、 乙 、 丙 三 只 同 样 大 小 的 模 型 铁 船 ， 用 手 给 甲 船 施 加 压 力 ， 使 之 沉 入 水 底 。 把乙 船 斜 放 入 水 ， 让 其 自 然 沉 入 水 底 ， 而 丙 船 则 浮 在 水 面 上 。 1、 从 实 验 的 结 果 来 看

17、 ： 甲 船 排 出 的 水 最 多 ， 乙 船 排 出 的 水 最 少 。 根 据 阿 基 米 德 定律 我 们 知 道 ： 甲 船 受 到 的 浮 力 最 大 ， 丙 船 次 之 ， 而 乙 船 受 到 的 浮 力 最 小 。 虽 然 甲 船 和 乙船 排 出 的 水 重 各 异 ， 但 由 于 甲 船 和 乙 船 都 沉 入 水 底 ， 它 们 相 同 部 位 在 同 一 水 平 面 上 ， 受到 的 压 强 相 同 。 根 据 压 力 差 计 算 ， 它 们 受 到 的 浮 力 大 小 应 相 等 。 压 力 差 和 阿 基 米 德 定 律 应 该 是 什 么 关 系 ？ 它 们 之

18、间 为 什 么 矛 盾 重 重 ？ 这 些 矛 盾 该 如 何 解 释 ？ 2、 根 据 书 中 浮 力 章 节 研 究 物 体 浮 沉 的 实 验 得 知 ： 当 物 体 排 出 的 水 重 大 于 它 的 物 重时 ， 物 体 浮 起 。 可 甲 船 排 出 的 水 重 也 大 于 它 的 船 重 ， 为 什 么 甲 船 却 没 有 上 浮 呢 ？ 3、 丙 船 排 出 的 水 重 大 于 乙 船 ， 受 到 的 浮 力 也 应 比 乙 船 大 。 但 乙 船 和 甲 船 同 沉 水 底 ，根 据 压 力 差 它 们 受 到 的 浮 力 相 等 。 而 甲 船 排 出 的 水 重 又 大

19、于 丙 ， 甲 、 乙 、 丙 三 船 究 竟 谁受 到 的 浮 力 最 大 ？ 四 、 物 体 是 怎 样 浮 上 来 的 沉 没 在 水 底 的 物 体 ， 当 它 的 重 量 小 于 排 出 的 液 重 时 ， 物 体 就 会 浮 上 来 。 物 体 浮 上 来 ，自 然 是 因 为 受 到 了 浮 力 ， 但 浮 力 是 怎 样 作 用 于 物 体 而 使 它 上 浮 的 呢 ？ 压 力 差 认 为 ：物 体 四 侧 受 到 的 压 力 平 衡 而 相 互 抵 消 ,只 有 底 面 受 到 向 上 的 压 力 ， 上 浮 的 动 能 理 应 由 此获 得 。 但 我 们 要 注 意 ，

20、 这 个 向 上 的 压 力 是 由 水 的 压 强 产 生 ， 而 在 同 一 水 面 ， 水 向 各 个 方向 产 生 的 压 强 相 等 。 向 上 的 压 力 如 同 支 持 力 一 样 只 对 物 体 起 支 撑 作 用 。 并 不 能 对 物 体 作功 而 促 使 物 体 上 浮 。 既 然 物 体 底 面 的 压 力 不 能 产 生 物 体 上 浮 的 动 能 ， 那 浮 力 是 怎 样 作 用于 物 体 而 让 它 上 浮 的 呢 ？释 疑 篇一 、 无 论 是 浮 在 液 体 表 面 还 是 沉 没 在 液 中 ， 一 切 浸 在 液 里 的 物 体 都 受 到 液 体 对

21、它 产生 的 向 上 的 托 力 ,我 们 把 这 个 向 上 的 托 力 就 叫 着 浮 力 .液 体 为 什 么 能 产 生 浮 力 呢 ? 二 、 我 们 知 道 水 能 浮 起 皮 球 、 树 木 、 救 生 圈 、 橡 皮 艇 等 许 多 物 体 ， 但 当 水 凝 结 成 冰后 ， 却 对 这 些 物 体 失 去 了 浮 力 。 为 什 么 同 一 种 物 质 ， 当 它 从 液 体 变 成 固 体 时 就 没 有 了 浮力 ？ 1、 这 是 因 为 浮 力 是 液 体 的 一 种 特 殊 性 质 。 2、 浮 力 的 产 生 是 由 液 体 自 身 的 特 性 决 定 的 。 流

22、 动 性 ： 液 体 总 是 由 高 处 流 向 低 处 ， 或 压 强 大 的 一 方 向 压 强 小 的 一 方 流 动 。如 果 没 有 流 动 性 ,物 体 就 不 会 浮 起 或 沉 下 ,也 不 会 有 海 洋 暖 流 . 压 强 的 特 殊 性 ： 液 体 在 同 一 水 平 面 上 ， 它 向 各 个 方 向 产 生 的 压 强 相 等 。由 于 这 个 性 质 ,液 体 成 了 一 个 相 互 联 系 的 整 体 .当 它 任 何 一 点 压 强 的 改 变 ,都 能 引 起相 邻 液 压 的 改 变 .3、 压 强 是 产 生 浮 力 的 主 要 原 因 。 （ 讨 论 ：

23、 如 果 液 体 之 间 没 有 压 强 ， 还 会 不 会 产 生 浮 力 。 ） 三 、 物 体 是 怎 样 浮 上 来 的 把 一 个 吸 满 水 的 塑 胶 瓶 ， 瓶 口 向 上 。 然 后 挤 出 压 瓶 壁 的 两 端 ， 水 就 会 从 瓶 口 向 上 喷射 而 出 。 在 这 个 过 程 中 ， 手 指 和 瓶 子 都 未 向 上 移 动 位 置 ， 但 为 什 么 水 却 往 上 运 动 了 呢 ？这 是 因 为 我 们 挤 压 瓶 壁 时 ， 瓶 中 水 的 压 强 小 于 周 围 瓶 壁 、 瓶 底 的 压 强 ， 这 些 压 强 下 面 大 、上 面 小 ， 而 水

24、会 向 压 强 小 的 一 方 流 动 。 所 以 ， 当 我 们 用 手 指 挤 压 时 ， 在 瓶 壁 、 瓶 底 合 力的 作 用 下 ， 水 就 会 向 上 运 动 。 水 中 的 木 块 向 上 运 动 的 原 理 与 之 相 似 。 只 不 过 前 者 是 液 体 装 在 固 体 里 ， 后 者 是 固 体浸 在 液 体 里 。 但 它 们 都 有 一 个 共 同 点 ： 运 动 物 体 的 压 强 小 于 周 围 的 压 强 ， 而 且 压 强 从 下到 上 逐 渐 减 小 。 物 体 运 动 是 合 力 作 用 的 结 果 。 浸 没 在 水 中 的 木 块 之 所 以 会 浮

25、 上 来 ， 就 是 因 为 自 身 的 压 强 小 于 同 部 位 水 的 压 强 ， 这样 就 出 现 了 压 强 差 。 木 块 便 受 到 四 周 水 的 挤 压 ， 在 底 面 和 四 周 水 压 的 共 同 作 用 下 ， 木 块就 会 向 压 强 小 的 一 方 流 动 而 浮 出 水 面 。 物 体 上 浮 是 在 底 面 、 四 周 侧 面 水 压 共 同 作 用 下 的 结 果 。 浮 力 是 由 合 力 形 成 的 ， 并 不 单 单 是 物 体 底 面 向 上 的 压 力 。 四 、 浮 力 产 生 的 原 因 液 体 具 有 流 动 性 ， 在 重 力 的 作 用 ，

26、 便 向 容 器 壁 、 容 器 底 流 动 而 产 生 压 力 。 由 于 力 的作 用 是 相 互 的 ， 容 器 底 和 容 器 壁 也 对 液 体 产 生 一 个 反 作 用 力 ， 作 用 力 反 作 用 力 在 液 体 之间 相 互 作 用 ， 就 产 生 了 压 强 。 它 们 大 小 相 等 、 方 向 相 反 ， 并 与 深 度 成 正 比 ， 同 一 水 平面 上 ， 液 体 向 各 个 方 向 产 生 的 压 强 相 同 。 在 没 有 任 何 外 力 的 情 况 下 ， 液 体 保 持 静 止 状 态 。因 为 液 体 具 有 压 强 ， 它 们 之 间 才 会 相 互

27、 支 持 ， 相 互 联 系 而 形 成 一 个 有 机 的 整 体 。 液 体 中任 何 一 点 液 压 的 改 变 ， 都 会 形 成 压 强 差 ， 从 而 引 起 相 邻 液 压 的 改 变 。 液 体 就 会 打 破 平 衡状 态 产 生 流 动 。 1、 液 体 和 液 体 之 间 相 互 产 生 浮 力 ， 压 强 是 产 生 浮 力 的 原 因 。 2、 浮 力 和 它 受 到 的 压 力 大 小 相 等 、 方 向 相 反 ， 液 体 保 持 平 衡 状 态 。 3、 浮 力 的 性 质 、 大 小 并 不 会 因 外 来 物 体 浸 入 而 改 变 。 五 、 浮 力 定

28、律 压 力 差 和 阿 基 米 德 定 律 在 解 释 浮 力 产 生 的 原 因 和 大 小 时 ， 都 必 须 要 有 物 体 浸 在 液 体里 。 液 体 没 有 任 何 外 来 物 体 浸 入 时 ， 它 还 会 不 会 有 浮 力 ？ 如 果 有 ， 我 们 又 应 该 怎 样 去 解释 产 生 浮 力 的 原 因 和 大 小 呢 ？ 其 实 ， 浮 力 是 液 体 的 一 种 属 性 ， 由 液 体 自 身 的 特 点 形 成 的 ， 它 不 会 因 外 来 物 体 的 浸入 而 增 大 或 减 小 、 存 在 或 消 亡 。 物 体 在 液 中 的 沉 浮 是 物 体 在 浮 力

29、 作 用 下 反 应 出 的 一 种 自然 现 象 。 而 我 们 该 如 何 透 过 这 些 现 象 ， 去 探 寻 浮 力 的 本 质 呢 ？ 1、 压 强 与 深 度 的 关 系 人 潜 入 水 里 ， 会 感 到 发 闷 ， 是 因 为 受 到 了 水 的 压 强 。 而 水 的 压 强 又 与 深 度 成 正 比 ，所 以 人 要 潜 入 到 更 深 的 水 里 ， 必 须 要 穿 潜 水 服 ， 而 我 们 到 达 深 海 则 需 要 乘 坐 特 制 的 潜 水艇 。 2、 浮 力 与 压 强 （ 深 度 ） 的 关 系 我 们 常 常 说 的 船 只 搁 浅 是 怎 么 回 事

30、呢 ？ 为 什 么 枯 水 季 节 有 些 河 道 不 能 通 航 ？ 浅 水 港为 何 不 能 停 靠 万 吨 轮 船 ？ 其 实 ， 所 有 问 题 都 在 告 诉 我 们 一 个 事 实 ， 物 体 受 到 浮 力 的 大 小与 液 体 的 深 度 有 关 。 当 船 运 载 货 物 时 ， 它 的 载 重 量 越 大 ， 吃 水 就 越 深 ； 载 重 量 越 小 ， 吃 水 就 越 浅 。 而 载重 量 大 需 要 的 浮 力 也 会 大 ， 载 重 量 小 ， 需 要 的 浮 力 也 小 。 因 此 看 来 ， 浮 力 的 大 小 与 船 只在 水 中 的 深 度 成 正 比 ，

31、又 正 为 水 的 压 强 也 与 它 的 深 度 成 正 比 。 所 以 ， 我 们 仔 细 研 究 会 发现 ， 船 只 产 生 的 最 大 压 强 与 它 同 深 度 的 水 压 是 一 样 的 ， 载 重 量 大 的 船 吃 水 深 就 是 因 为 它压 强 大 的 缘 故 。 既 然 浮 力 会 随 着 液 体 的 深 度 增 加 ， 为 什 么 我 们 做 实 验 时 ， 弹 簧 称 的 读 数 并 不 会 随 物体 在 液 中 位 置 的 深 浅 而 变 化 呢 ？ 其 实 ， 弹 簧 称 称 量 的 物 体 在 液 中 不 但 要 受 到 浮 力 ， 还 同 时 受 到 液 体

32、 对 它 施 加 的 压 力 。物 体 在 液 中 的 位 置 加 深 时 ， 它 受 到 的 浮 力 增 大 ， 而 它 受 到 的 压 力 也 在 同 等 的 增 大 ； 当 物体 在 液 中 的 位 置 变 浅 ， 它 受 到 的 浮 力 减 小 ， 但 它 受 到 的 压 力 也 会 同 等 的 减 小 。 正 是 因 为浮 力 和 压 力 同 等 的 增 加 或 减 小 ， 弹 簧 称 的 读 数 才 不 会 随 物 体 在 液 中 位 置 的 深 浅 而 变 化 。 3、 浮 力 与 密 度 的 关 系 水 和 植 物 油 都 属 于 液 体 ， 但 它 们 的 浮 力 是 否 相

33、 同 呢 ？ 让 我 们 先 把 植 物 油 渗 进 水 中 ，看 看 会 发 生 什 么 现 象 。 很 快 ， 我 们 会 发 现 植 物 油 全 部 浮 在 水 面 上 ， 并 不 与 水 相 溶 共 存 ，这 是 什 么 原 因 产 生 的 呢 ？ 原 来 ， 植 物 油 的 密 度 比 水 小 ， 产 生 的 压 强 各 不 相 同 ， 质 量 重 的水 便 会 下 沉 ， 质 量 轻 的 油 便 会 上 升 。 轮 船 从 谈 水 河 驶 入 海 里 ， 船 身 会 浮 起 来 一 些 ， 就 是因 为 海 水 的 密 度 比 淡 水 大 ， 它 的 浮 力 也 相 应 增 大 的

34、 缘 故 。 总 结 以 上 规 律 ， 得 出 如 下 结 论 ： 浮 力 的 大 小 与 液 体 的 压 强 （ 深 度 ） 成 正 比 ， 与 它 的 密 度 成 正 比 ， 与 它 受 到 的 压 力 相等 ， 方 向 相 反 。 在 没 有 任 何 外 力 的 作 用 下 ， 液 体 保 持 静 止 状 态 。 六 、 物 体 的 浮 沉 铁 和 石 块 在 水 中 下 沉 ， 乒 乓 球 、 木 头 、 救 生 圈 浮 在 水 面 上 。 同 样 的 物 体 也 会 因 为 液体 密 度 的 不 同 而 或 沉 或 浮 。 是 什 么 原 因 决 定 物 体 在 液 体 中 的 沉

35、 浮 呢 ？ 是 物 体 的 质 量 和 重 量 么 ？ 我 们 知 道 ， 无 论 质 量 多 大 ， 多 重 的 木 头 ， 它 都 会 浮 在 水 面 上 ， 而 无 论 质 量 多 小 ， 多轻 的 石 头 ， 它 都 会 沉 入 水 底 ， 这 是 为 什 么 呢 ？ 这 是 因 为 木 头 的 密 度 比 水 小 ， 而 石 头 的 密度 比 水 大 的 缘 故 。 在 没 有 任 何 外 因 时 ， 物 体 的 密 度 大 于 液 体 的 密 度 ， 物 体 沉 下 ， 当 物 体 的 密 度 小 于 液体 的 密 度 ， 物 体 浮 在 液 体 表 面 。 为 什 么 物 体

36、的 沉 浮 与 密 度 有 关 呢 ？ 在 同 一 水 平 面 上 ， 液 体 向 各 个 方 向 产 生 的 压 强 相 同 。 而 木 头 的 密 度 小 于 水 ， 它 产 生的 压 强 也 小 于 同 体 积 水 的 压 强 ； 石 头 的 密 度 大 于 水 ， 它 产 生 的 压 强 也 就 大 于 同 体 积 水 的压 强 。 当 木 头 或 石 头 沉 没 水 中 替 换 同 体 积 水 时 ， 因 为 木 头 的 压 强 小 于 周 围 水 的 压 强 会 浮出 水 面 ， 而 石 头 的 压 强 大 于 周 围 水 的 压 强 会 沉 入 水 底 。 压 强 是 决 定 物

37、 体 浮 沉 的 重 要 条 件 。 当 物 重 大 于 同 体 积 液 重 时 ， 在 液 中 的 任 何 深 度 它 产 生 的 压 强 都 大 于 该 位 置 的 液 压 ，物 体 沉 下 。 当 物 重 小 于 同 体 积 液 重 时 ， 在 液 中 的 任 何 深 度 ， 它 产 生 的 压 强 都 小 于 该 位 置 的 液 压 ，物 体 浮 起 。 当 物 重 等 于 同 体 积 液 重 时 ， 在 液 中 的 任 何 深 度 ， 它 产 生 的 压 强 都 和 该 位 置 的 液 压 相同 。 物 体 悬 浮 。 我 们 把 密 度 大 于 空 气 的 气 球 升 上 天 ，

38、把 密 度 大 于 水 的 钢 铁 制 造 成 轮 船 浮 于 水 ， 都 是通 过 改 变 物 体 的 压 强 来 实 现 的 。 七 、 浮 力 的 利 用 从 漂 浮 在 河 流 上 的 树 林 得 到 启 示 ， 古 人 把 木 头 挖 成 空 心 的 独 木 舟 ， 承 载 人 或 货 物 ，这 是 对 浮 力 的 最 早 利 用 。 但 空 心 的 铁 球 并 不 一 定 浮 起 ， 实 心 的 木 块 它 也 不 会 沉 下 。 所 以 ， 物 体 是 否 空 心 并 不能 决 定 物 体 的 浮 沉 。 空 心 只 是 利 用 浮 力 的 一 种 方 法 。 人 们 运 用 这

39、 个 道 理 ， 不 但 把 密 度 轻 于 水 的 树 木 制 造 成 船 只 ， 也 把 密 度 大 于 水 的 钢 铁制 造 成 军 舰 、 轮 船 。 为 什 么 空 心 的 物 体 能 够 利 用 浮 力 呢 ？ 这 是 因 为 空 心 的 物 体 在 水 中 增 大 了 体 积 ， 增 加 了 高 度 ， 并 减 小 了 物 体 的 压 强 。 而 压强 就 是 决 定 物 体 浮 沉 的 重 要 条 件 。 空 心 的 牙 膏 皮 和 卷 成 团 的 牙 膏 皮 它 们 的 重 量 虽 然 相 同 ， 但 前 者 产 生 的 压 强 却 小 于 后者 ， 当 空 心 牙 膏 皮

40、产 生 的 压 强 小 于 同 高 度 水 深 的 压 强 时 ， 它 就 会 浮 起 。 而 卷 成 团 的 牙 膏皮 产 生 的 压 强 大 于 同 体 积 水 产 生 的 压 强 ， 所 以 会 在 水 中 沉 下 。 军 事 上 用 的 潜 水 艇 就 是 用 进 排 水 的 方 法 ， 增 加 或 减 轻 潜 水 艇 的 重 量 ， 从 而 改 变 压 强 ，以 此 来 控 制 潜 水 艇 的 沉 浮沈 朝 斌 2008 年 7 月 28 日其 实 ， 对 于 类 柱 体 ， 浮 力 就 是 上 表 面 向 下 的 压 力 与 下 表 面 向 上 的 压 力 的 差 。 编 辑 本

41、段 浮 力 原 理 的 发 现公 元 前 245 年 ， 赫 农 王 命 令 阿 基 米 德 （ Archimedes） 鉴 定 金 匠 是 否 欺 骗 了 他 。赫 农 王 给 金 匠 一 块 金 子 让 他 做 一 顶 纯 金 的 皇 冠 。 做 好 的 皇 冠 尽 管 与 先 前 的 金 子 一 样 重 ，但 国 王 还 是 怀 疑 金 匠 掺 假 了 。 他 命 令 阿 基 米 德 鉴 定 皇 冠 是 不 是 纯 金 的 ， 但 是 不 允 许 破 坏皇 冠 。这 看 起 来 是 件 不 可 能 的 事 情 。 在 公 共 浴 室 内 ， 阿 基 米 德 注 意 到 他 的 胳 膊 浮

42、 到 水 面 。他 的 大 脑 中 闪 现 出 模 糊 不 清 的 想 法 。 他 把 胳 膊 完 全 放 进 水 中 ， 全 身 放 松 ， 这 时 胳 膊 又 浮到 水 面 。他 从 浴 盆 中 站 起 来 ， 浴 盆 四 周 的 水 位 下 降 ； 再 坐 下 去 时 ， 浴 盆 中 的 水 位 又 上 升 了 。他 躺 在 浴 盆 中 ， 水 位 则 变 得 更 高 了 ， 而 他 也 感 觉 到 自 己 变 轻 了 。 他 站 起 来 后 ， 水 位下 降 ， 他 则 感 觉 到 自 己 重 了 。 一 定 是 水 对 身 体 产 生 向 上 的 浮 力 才 使 得 他 感 到 自

43、己 轻 了 。他 把 差 不 多 同 样 大 小 的 石 块 和 木 块 同 时 放 入 浴 盆 ， 浸 入 到 水 中 。 石 块 下 沉 到 水 里 ，但 是 他 感 觉 到 石 块 变 轻 。 他 必 须 要 向 下 按 着 木 块 才 能 把 它 浸 到 水 里 。 这 表 明 浮 力 与 物 体的 排 水 量 （ 物 体 体 积 ） 有 关 ， 而 不 是 与 物 体 的 重 量 有 关 。 物 体 在 水 中 感 觉 有 多 重 一 定 与它 的 密 度 （ 物 体 单 位 体 积 的 质 量 ） 有 关 。阿 基 米 德 在 此 找 到 了 解 决 国 王 问 题 的 方 法 ，

44、 问 题 的 关 键 在 于 密 度 。 如 果 皇 冠 里 面 含有 其 他 金 属 ， 它 的 密 度 会 不 相 同 ， 在 重 量 相 等 的 情 况 下 ， 这 个 皇 冠 的 体 积 是 不 同 的 。把 皇 冠 和 同 样 重 量 的 金 子 放 进 水 里 ， 结 果 发 现 皇 冠 排 出 的 水 量 比 金 子 的 大 ， 这 表 明皇 冠 是 掺 假 的 。更 为 重 要 的 是 ， 阿 基 米 德 发 现 了 浮 力 原 理 ， 即 水 对 物 体 的 浮 力 等 于 物 体 所 排 开 水 的重 量 。浮 力 1 浮 力 及 产 生 原 因 ： 浸 在 液 体 （ 或

45、 气 体 ） 中 的 物 体 受 到 液 体 （ 或 气 体 ） 对 它 向 上托 的 力 叫 浮 力 。 方 向 ： 竖 直 向 上 ； 原 因 ： 液 体 对 物 体 的 上 、 下 压 力 差 。 2 阿 基 米 德 原 理 ： 浸 在 液 体 里 的 物 体 受 到 向 上 的 浮 力 ， 浮 力 大 小 等 于 物 体 排 开 液体 所 受 重 力 。 即 F 浮 G 液 排 液 gV 排 。 （ V 排 表 示 物 体 排 开 液 体 的 体 积 ） 3 浮 力 计 算 公 式 ： F 浮 G-T 液 gV 排 F 上 、 下 压 力 差 4 当 物 体 漂 浮 时 ： F 浮 G

46、 物 且 物 G 物 且 物 液 浮 力 F 浮 (N) F 浮 =G 物 G 视 G 视 ： 物 体 在 液 体 的 重 力 浮 力 F 浮 (N) F 浮 =G 物 此 公 式 只 适 用 物 体 漂 浮 或 悬 浮 浮 力 F 浮 (N) F 浮 =G 排 =m 排 g= 液 gV 排 G 排 ： 排 开 液 体 的 重 力 m 排 ： 排 开 液 体 的 质 量 液 ： 液 体 的 密 度 V 排 ： 排 开 液 体 的 体 积 (即 浸 入 液 体 中 的 体 积 ) 编 辑 本 段 浮 力 的 应 用1.如 何 调 节 浮 力 的 大 小 木 头 漂 浮 于 水 面 是 因 为 木

47、 材 的 密 度 小 于 水 的 密 度 .把 树 木 挖 成 “空 心 ”就 成 了 独 木 舟 ，独 木 舟 是 减 小 了 物 体 的 重 力 ， 增 大 了 可 利 用 的 浮 力 ， 从 而 可 以 多 装 载 货 物 .牙 膏 卷 成一 团 ， 沉 于 水 底 ， 而 “空 心 ”的 牙 膏 皮 可 浮 在 水 面 上 ， 说 明 “空 心 ”可 调 节 浮 力 与 重 力 的关 系 .采 用 “空 心 ”增 大 体 积 ， 从 而 增 大 浮 力 ， 使 物 体 能 漂 浮 在 液 面 上 . 2.轮 船 轮 船 能 漂 浮 在 水 面 的 原 理 ： 钢 铁 制 造 的 轮 船

48、 ， 由 于 船 体 做 成 空 心 的 ， 使 它 排 开 水 的体 积 增 大 ， 受 到 的 浮 力 增 大 ， 这 时 船 受 到 的 浮 力 等 于 自 身 的 重 力 ， 所 以 能 浮 在 水 面 上 .它 是 利 用 物 体 漂 浮 在 液 面 的 条 件 F 浮 =G 来 工 作 的 ， 只 要 船 的 重 力 不 变 ， 无 论 船 在 海里 还 是 河 里 ， 它 受 到 的 浮 力 不 变 .根 据 阿 基 米 德 原 理 ， F 浮 = 液 gV 浮 ， 它 在 海 里 和河 里 浸 入 水 中 的 体 积 不 同 .轮 船 的 大 小 通 常 用 它 的 排 水 量

49、 来 表 示 .所 谓 排 水 量 就 是 指 轮船 在 满 载 时 排 开 水 的 质 量 .轮 船 满 载 时 受 到 的 浮 力 F 浮 =G 排 =m 排 g.而 轮 船 是 漂 浮 在液 面 上 的 ， F 浮 =G 船 +G 货 =m 船 g+m 货 g， 因 此 有 m 排 =m 船 +m 货 . 3.潜 水 艇 浸 没 在 水 中 的 潜 水 艇 排 开 水 的 体 积 ， 无 论 下 潜 多 深 ， 始 终 不 变 ， 所 以 潜 水 艇 所 受 的浮 力 始 终 不 变 .潜 水 艇 的 上 浮 和 下 沉 是 靠 压 缩 空 气 调 节 水 舱 里 水 的 多 少 来 控