浮力

浮力，内容有浮力预备、浮力基础、沉浮条件、浮力计算、液面变化问题、浮力应用，希望这份脑图会对你有所帮助。

浮力

• 浮力预备
  • 密度
    • 定义：单位体积的某种物质的质量叫做这种物质的密度，通常用希腊符号ρ表示
    • 特点：密度是物质的一种特性，它只与物质的种类和状态有关，与质量，体积，形状，运动状态等其他因素无关
    • 公式与单位：ρ=m/v，国际单位制中密度的单位是：kg/m³，常用单位是：g/cm³，
    • 应用与计算：
      • ①鉴别物质：依据题设条件求出待测物体的密度，然后把求出的值与密度表相比较，确定物质的种类
      • ②比例问题：已知质量，密度，体积，中某些物理量之间的倍数关系或比例关系，求解未知量的比值等
      • ③空心问题：包括判断，物体是空心还是实心和求空心部分体积的两种情况 ；判断空心还是实心，可选用比较密度，比较体积，比较质量的三种方法中的任意一种；求算空心部分体积时，必须求构成物体材料的体积，有V空=V总-V材
      • ④平均密度：ρ=M总/V总，混合物的总质量等于各种物质的质量和，在不考虑物质混合后体积变化的情况下，混合物的体积，等于个物质体积之和
  • 压强
    • 定义：压强=压力/受力面积，即p=F/S，适用于固体，气体和液体
      • 注：F是压力而不是重力；S是受力面积，而不是物体的表面积或底面积
    • 单位：帕斯卡，符号Pa，1Pa=1N/㎡
  • 液体压强
    • 产生原因：由液体的重力产生，并且液体具有流动性
    • 液体压强的特点：
      • ①液体对容器的底部和侧壁都有压强，且随深度的增加而增加
      • ②液体内部向各个方向都有压强，且在同一深度处，向各个方向的压强均相等
      • ③液体压强与液体密度大小有关，深度相同，液体密度越大，压强越大
      • ④液体压强公式：p= ρ液gh，其中ρ液表示液体的密度，h表示深度，即所求压强点到自由液面的垂直 距离
    • 柱状容器的液体压力与压强分析：
      • 液体对容器底部的压强：F=pS= ρ液hs=G液
      • 液体对容器底的压强：p= ρ液gh或p=G液/S
• 浮力基础
  • 浮力
    • 概念：浸入液体（或气体）中的物体受到该液体（或气体）对它
    • 产生原因
      • 设想一个立方体浸没在水中，六个表面都受到了水的压力。左右两面所受到的压力大小相同， 方向相反，是一对平衡力。同理，前后两面所受到的压力也是一对平衡力。由于深度的不同，下表面所受到的压力大于上表面，所以产生了一股力
        • 注：当浸在液体中的柱状体下表面与容器底部紧密接触时，液体对物体向上的压力为零物体将不受浮力的作用，如在水中的桥墩
    • 方向：竖直向上
    • 浮力大小的测量：
      • 利用弹簧测力计
        • ①用弹簧测力计测出物体的重力G=F1
        • ②将物体浸没在水中，记下弹簧测力计示数F2
        • ③对物体进行受力分析：F浮=F1-F2
• 沉浮条件
  • 基本思路：在液体里的物体，同时受到重力和浮力的作用，它的存储条件取决于重力和浮力的大小关系
  • 物体在液体中的不同状态
    • 上浮：F浮＞G ρ液＜ ρ物
    • 漂浮：F浮=G ρ液＞ ρ物
    • 悬浮：F浮=G ρ液= ρ物
    • 下沉：F浮＜G ρ液＜ ρ物
    • 沉底：F支+F浮=G ρ液＜ ρ物
• 浮力计算
  • 阿基米德原理法：
    • 公式：F浮=G排液= ρ液gV排液
  • 压力差法
    • F浮= ρ液gh下表面- ρ液gh下表面
      • h表面指表面到自由液面的距离
  • 称重法
    • F浮=G物-F
      • F指物体浸没在水中时弹簧测力计的示数
  • 平衡状态法
    • F浮=G物（漂浮，悬浮）
  • 比例法
    • 漂浮：F浮=G物，即 ρ液gV排液= ρ物gV物，可列比例式 ρ物/ ρ液=V排液/V物
    • 浸没：G物= ρ物gV物，F浮= ρ液gV排液，且V排液=V物，两式相比可得： ρ物/ ρ液=G物/F浮
• 液面变化问题
  • ρ液= ρ水
    • 液面高度不变
  • ρ液＞ρ水
    • 液面升高
  • ρ液＜ρ水
    • 液面下降
• 浮力应用
  • 密度计
    • 原理
      • 物体在漂浮时G=F浮= ρ液gV排，密度计浸入深度不同 ，液体密度不同
    • 同一密度计在不同的液体中漂浮，所受到的浮力大小均相等
    • 特点
      • 密度计没有0刻度线
      • 密度计上方读数小， 下方度数大
      • 密度计刻度不均匀，上疏下密
  • 轮船
    • 原理
      • 将钢铁制成空心的轮船，可以排开更多的水，从而获得更大的浮力漂浮在水面上
    • 吃水线
      • 轮船在不同水域和不同季节，所允许满载时的“吃水深度 ”
    • 排水量
      • 轮船排开水的质量
        • 推导公式
          • V排液=m/ρ液
          • G排液=mg
          • F浮=mg
          • G总=mg
  • 沉浮其他应用
    • 潜水艇
      • 通过改变自身的重力，即水仓的排水和进水实现上浮和下层