Question

什么时候用阿基米德原理，什么时候用利用物体的沉浮条件

Answer 1

1.阿基米德原理：浸入浸体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力.

2.浮力的计算公式

F浮=G排=ρ液gV排

3.阿基米德原理也适用于气体.浸没在气体里的物体受到的浮力的大小，等于它排开的气体受到的重力.

1.正确理解阿基米德原理及其公式

阿基米德原理阐明了浮力的三要素：浮力作用于浸在液体(或气体)里的物体上，其方向竖直向上，其大小等于物体所排开的液体(或气体)受到的重力，即F浮=G排.“浸在”包括物体全部没入液体里，也包括物体一部分体积浸在液体里.“浸没”指全部体积都在液体里.“排开液体的体积”即V排与物体的体积在数值上不一定相等.当物体浸没在液体里时，V排=V物，此时物体受到的浮力最大，浮力的大小也与深度无关.当物体部分浸入液体时，浮力的大小只与物体排开液体的体积和液体的密度有关，与物体的形状、密度无关.

2.液体中物体的平衡及平衡条件

液体中的物体如果处于漂浮、悬浮、受力静止、沉在底部静止及在液体中做匀速直线运动等状态，就说物体处于平衡状态.液体中物体的平衡条件是：物体受到的各个外力的合力为零.如果物体只受重力G和浮力F浮的作用，当这两个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上时，物体就平衡，如漂浮和悬浮等.如果物体还受到绳子的拉力或底部的支持力等，那么当物体处于平衡状态时，其所受向上的力之和一定等于向下的力之和.

典型例题

例1.将一边长为50cm的正方体铁块放入水池中，铁块静止后受到的浮力多大?(g=10N/kg)

铁块放入水中会下沉到池底，利用浮力公式计算出物体受到的浮力大小.放入液体中的物体静止后有三种可能的状态：漂浮、悬浮、沉底；漂浮和悬浮物体受重力和浮力两个力作用；沉底物受重力、浮力和支持力三个力作用.

已知：ρ=1.0×103kg/m3,L=50cm,g09.8N/kg，求：F浮.

解：F=ρgV

=ρgL3

=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.5m)3

=1.25×103N

例2.一合金块在空气中称时，弹簧秤的示数为2.94N，全部浸没在水中称时，弹簧秤的示数为1.96N，则合金块受到的浮力是多大?它的体积是多大?合金块的密度是多大?

解析：利用称重法求浮力可得：F浮=G-F，而F浮=ρ水gV排，因为物体浸没在水中，因此V物=V排.合金块的密度ρ合= .

解：F浮=G-F=2.94N-1.96N=0.98N

而F浮=ρ液gV排，

又物体中浸没在水中，故

故V物=V浮= =0.98×1×10-4kg/m3ρ合= =3×103kg/m3

可见利用称重法求浮力，不仅可求出物体在液体中受到的浮力，而且，如果已知液体的密度可求物体的密度，或者已知物体的密度还可求液体的密度.