浸入气体和液体中的物体会受到气体和液体对它竖直向上的浮力,那么,有哪些方法可以计算浮力的大小呢?下面介绍四种计算浮力的方法。
一、压力差法
浸入气体和液体中的物体,上下表面浸入气体和液体的深度不同,上表面浸入的深度小,受到的向下压力小,下表面浸入的深度大,受到的向上压力大,从而使物体受到向上的合力,就是浮力,这是浮力产生的原因。浮力的大小等于下表面受到的向上压力减去上表面受到的向下压力,这种计算浮力的方法称为压力差法。公式:F=F向上-F向下
例1.一个长方体的木块浸没在水中,上表面受到水向下的压力20N,下表面受到水向上的压力50 N,求该木块在水中受到的浮力是多大?
解:由题意可得:F=F向上-F向下=50N-20N30 N
答:该木块在水中受到的浮力是30N。
二、称重法
先用弹簧称称出物体在空气中的重量G,再用弹簧称称出物体浸入液体中时的重量F,两次的示数差,就是物体受到的浮力,这种计算浮力的方法称为称重法。公式为:F浮=G-F
例2.铝球挂在弹簧秤下,在空气中示数为4牛,将铝球浸没在水中示数为1.8牛,则铝球在水中受到的浮力是多大?
解:由题意可得:
F浮=G-F=4 N-1.8 N=2.2 N
答:铝球在水中受到的浮力是2.2 N
三、平衡法
当物体在液体表面或液体中静止时,有两种特殊的状态悬浮和漂浮,此时,在竖直方向上,物体受到向下的重力和向上的浮力是对平衡力,重力的大小等于浮力的大小,这种方法称为平衡法。公式:F浮=G。
例3.“武汉号”导弹驱逐舰在亚洲处于领先水平,参加了我国海军首批赴亚丁湾﹑索马里海域的护航任务。“武汉号”的排水量为7000t,是一种防空反潜反舰能力均衡的远洋驱逐舰。满载时,“武汉号” 受到的浮力有多大?(g=10牛/千克)
解:由题意可知,“武汉号”漂浮在水面上,浮力等于重力,即
F浮=G=mg=7000×1000Kg×10N/ Kg=70000000N
答:该冰块在水中受到的浮力是70000000N。
例4.一艘重1000000 N的潜水艇,悬浮在水中,求该潜水艇在水中受到的浮力是多大?
解:由题意可知,潜水艇悬浮在水中,浮力等于重力,即F浮=G=1000000N
答:该物体在水中受到的浮力是1000000N
四、公式法
阿基米德原理:浸在液体(或气体)里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于被该物体排开的液体的重力,这种方法称为公式法,其公式为F浮=G排=ρ液gV排。
例5.一艘小船排开水的体积为10m?,求该小船受到的浮力多大?(g=10牛/千克)
解:由公式可得:F浮=ρ液gV排=1×10?㎏/m?×10N/ Kg×10m?= 100000N。
答:小船受到的浮力100000N
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