气体的浮力产生原因跟液体浮力产生原因一样,从宏观上看,都可以认为是由物体上、下表面受到气体或液体的压力差产生的浮力。平时所说大气压强是指在同一高度处的大气压强,并且在高度变化不大时,由于大气压强的变化很小,可以忽略不计,因此一般就不考虑这种压强差的存在,但在讨论气体的浮力时,这种压强差就不能忽略(次要因素向主要因素的转换)。计算时仍然用 F=ρVg,ρ是气体的密度,V是物体排开气体的体积。1、浮力产生的原因:物体受到液体或气体对其向上与向下的压力差产生的
2、 阿基米德原理
① 内容:浸在液体或气体中的物体要受到液体或气体对它竖直向上的浮力,浮力的大小等于物体排开 液体或气体的重
② 公式:F浮=G排=m排g=ρ液gV排
理解:(1)浮力的大小只与物体所排开液体的体积及液体的密度有关,而与物体所在的深度无关。(2)如果物体只有一部分浸在液体中,它所受的浮力的大小也等于被物体排开的液体的重量。(3)阿基米德定律不仅适用于液体,也适用于气体。物体在气体中所受到的浮力大小,等于被物体排开的气体的重量。
3、 物体的浮沉条件
上浮:F浮>G 悬浮:F浮=G 下沉:F浮<G
理解:研究物体的浮沉时,物体应浸没于液体中(V排=V物),然后比较此时物体受到的浮力与重力的关系。如果被研究的物体的平均密度可以知道,则物体的浮沉条件可变成以下形式
①ρ物<ρ液,上浮 ②ρ物=ρ液,悬浮 ③ρ物>ρ液,下沉
4、物体浮沉条件的应用
潜水艇是通过改变自身的重来实现浮沉的;热气球是通过改变自身的体积来实现浮沉的;密度计的工作原理是物体的漂浮条件,其刻度特点是上小下大,上疏下密;用硫酸铜溶液测血液的密度的原理是悬浮条件
5、有关浮力问题的解题思路
浮力问题是力学的重点和难点。解决浮力问题时,要按照下列步骤进行:
(1)确定研究对象。一般情况下选择浸在液体中的物体为研究对象。
(2)分析物体受到的外力。主要是重力G(mg或ρ物gV物)、浮力F浮(ρ液gV排)、拉力、支持力、压力等。
(3)判定物体的运动状态。明确物体上浮、下沉、悬浮、漂浮等。
(4)写出各力的关系方程和由题目给出的辅助方程。如体积间的关系,质量密度之间的关系等。
(5)将上述方程联立求解。通常情况下,浮力问题用方程组解较为简便。
(6)对所得结果进行分析讨论。例:当一个塑料袋里的水放入水中时它将悬浮在水中,因为袋中物体水的密度与液体水的密度相同;同理袋中气体的密度与空气的密度相同时悬浮在空气中,若是密度比空气重的话将会下沉,若密度比空气小的话将会上浮。