浮力产生的原因有哪些

作者&投稿:崇应 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

  浮力的发现

  公元前245年,赫农王命令阿基米德(Archimedes)鉴定一个皇冠。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。 这似乎是件不可能的事情。[2]在公共浴室内,阿基米德注意到他的胳膊浮到了水面上。这时他脑中闪现出一丝模糊的想法。他把胳膊完全放进水中全身放松,这时胳膊又浮到水面上。

  他站了起来,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己轻了。

  他把差不多一样大的石块和木块同时放入浴盆,浸入水中。石块下沉到水里,但是他能感觉到石块变轻了。而且,他必须要向下按着木块才能把它完全浸没水中。这表明在下沉的情况下,浮力与物体的排水量(物体体积)有关,而不与物体重量有关。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。

  阿基米德因此找到了解决国王问题的 方法 ,问题关键在于密度。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。

  把皇冠和等重的金子放进水里,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。

  最重要的是,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出水的重量。

  浮力产生的原因

  浸在液体中的物体,当它所受的浮力大于重力时,物体上浮;当它所受的浮力小于所受的重力时,物体下沉;当它所受的浮力与所受的重力相等时,物体悬浮在液体中,或漂浮在液体表面上。

  浮力的产生原因是因为物体下表面受到向上的压力大于物体上表面受到的向下的压力。

  浮力的应用

  轮船

  轮船能漂浮在水面的原理:钢铁制造的轮船,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。(只是海水河水密度不同,轮船的吃水线不同)根据阿基米德原理,F浮=ρ液gV排,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。

   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制自身的重力而实现的(改变自身重力:排水充水)。若要下沉,可充水,使F浮 G.在潜水艇浮出海面的过程中,因为排开水的体积减小,所以浮力逐渐减小,当它在海面上行驶时,受到的浮力大小等于潜水艇的重力(漂浮)。

  气球和飞艇

  气球和飞艇里充的是密度小于空气的气体,热气球里充的是被燃烧器加热、体积膨胀、密度变小了的热空气.F浮=ρ空气gV,G球=ρ气gV+G壳,当F浮≥G球时,气球或飞艇可升上天空。若要使充氦气或氢气的气球或飞艇降回地面,可以放出球内的一部分气体,使气球积缩小,浮力减小,使浮力小于G球.对于热气球,只要停止加热,热空气冷却,气球体积就会缩小,减小浮力,使浮力小于G球而降回地面。(同理,热空气的向上,冷空气的向下,形成了对流:风)

  浮力的推算公式

  公式推算

  假设有一正方体沉于水中,

  F浮=ρgh2*S-ρgh1*S(可适用于完全或稍微浸没在水中)

  =ρgS*Δh

  =ρ液gV排(通用)

  =G排液

  当物体悬浮或漂浮时,F 浮=G物=m物g

  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,Δh为正方体之高。

  浮力

  (2)“F浮=ρ液gV排=G排液”最重要。

  F浮=ρ液gV排的公式推导:浮力=排开液体所受重力——F浮=G(物体所受重力)排液=m排液g =ρ液gV排所以有F浮+G=0

  (3)给出沉浮条件(实心物体,如果是空心物体,则下面公式中的密度表示物体的平均密度,即物体的总质量除以总体积得到的结果)

  对于浸没在液体中的物体

  1.若F浮>G物,即ρ物<ρ液,物体上浮

  2.若F浮ρ液,物体下沉

  3.若F浮=G物,即ρ物=ρ液,物体悬浮

  4.ρ物>ρ液, 沉底,G物=F浮+F杯底对物的支持力(三力平衡)

  露排比公式

  如果漂浮(这是重要前提),则:ρ物∶ρ液=V排∶V物。

  其中,V物=V排+V露

  它的变式

  1.(ρ液-ρ物)∶ρ液=V露∶V物

  2. ρ物∶(ρ液-ρ物)=V排∶V露

  证明:∵漂浮

  ∴F浮=G物,即ρ液gV排=ρ物gV物,即ρ液V排=ρ物V物,即ρ物∶ρ液=V排∶V物(交叉相乘)

  四种公式

  示重差法(称重法):F浮=G-F拉(空气中重力减去弹簧测力计拉力)(用弹簧测力计)

  公式法:F浮=G排=m排g=ρ液gV排

  漂浮法:F浮=G物(又叫平衡法)

  压力差法:F浮=F向上-F向下[1](上下压力差)



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1.力的本质或者说力产生的原因2.力产生的条件
答:一、机械交换作用:牛顿力学第三定律的作用与反作用实际上是受力物体与施力物体间能量交换,是受力物体得到动能,并以其它能量交换给施物体的表达式。(如果你是高中生以下了解)二、场质趋势作用:物体是以涡旋运动成形为基础的,周围存在引力场质、磁场质、电场质等。若物体两侧场质重叠而出现不平衡或...

力的产生机理是什么意思
答:力的产生机理是指力产生的原因既如何产生力.如:1 ,引力:它是任何物体之间存的相互吸引力,相比之下,对一般物体,万有引力是很微弱的。但它是长程力,在宇宙的形成和天体的系统中起着决定性的作用,如太阳系、银河系的形成靠的万有引力,宇宙论离不开引力论。2,电磁力:电力是两个带电粒子或物...

力的形成原因是什么?
答:物体间的相互作用

力产生的原因
答:力有好多种,所以产生的方式也不同。比如重力的产生是因为万有引力的存在。拉力,支持力,磨擦力则是因为物体要运动导致对另一物体的作用。磁铁的引力我就不知道了,不过它跟万有引力一样是自然现象

力的产生原因是什么?
答:力就是物体间的相互作用,也是系统中能量转化和转移的过程.

分子间力有几种?各种力产生的原因是什么
答:(2) 诱导力(induction force)a.诱导偶极(induced dipole) 本来分子中正、负电荷的重心重合在一起,由于带正电荷的核被引向负电极而使电子云被引向正电极,结果电子云和核发生相对的位移,分子发生了变形,电荷重心分离,导致非极性分子在外电场(或在极性分子、离子)中产生偶极,这种偶极称为诱导...

力是运动的原因还是结果?
答:1、运动不是力产生的——即,力不是运动产生的原因;2、力是改变物体运动状态的原因——即物体受到力(合力)的作用时,运动状态(速度大小和方向,或大小,或方向)改变;3、力是产生加速度的原因;力是改变物体运动状态的原因,也就是产生加速度的原因。物体的运动不需要力来维持,物体的运动是由其...

力 的本质是什么?为什么两个物体相互作用的时候会产生力?
答:本质还是能量)。显然,其亦有两种存在形式——纯动能与兼能。物理学中,甲给乙施加的、可诱发两者的运动状态发生改变的“力”(不含相互作用),便是纯动能。而物理学中的“相互作用”,本质便是兼能——当然,其有时并未被我们视为兼能,而是理解为兼能所介导的排斥或吸引效应。

力是运动产生的原因吗?
答:力与运动的关系是:1、运动不是力产生的——即,力不是运动产生的原因。2、力是改变物体运动状态的原因——即物体受到力(合力)的作用时,运动状态(速度大小和方向,或大小,或方向)改变。3、力是产生加速度的原因。(这与2、是一个意思)...

力的本质到底是什么
答:力的本质就是物体间的相互作用,在经典的牛顿力学中,力是改变物体运动状态的原因。现代物理学的发展,则把宇宙中力分为了四种,就是万有引力,电磁力,弱相互作用力和强相互作用力。其中万有引力我们了解的最早,从传言中牛顿被苹果砸到脑袋开始,人类就开始了思考,是什么使我们能够站在地球上,而不是...