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如何计算物体浮力
来源: 哔哩哔哩      时间:2023-06-06 04:01:58


【资料图】

事先说明:我仅仅是一名初二学生,如有错误或语言不严谨之处还请各位及时指出,谢谢!

有一个烧杯,装有一些密度为ρ的液体,有一个体积为V的物体完全浸没在里面,要求它的浮力,通常我们会用称重法(F浮=G物-F示)或压力差法(F浮=F向上-F向下),但有时为了方便计算这时候就需要利用阿基米德原理。

阿基米德原理,是由阿基米德发现并提出,指任何完全或部分浸没在静止流体(气体或液体)中的物体都会受到向上或浮力的作用,其大小等于身体排出的流体的重量。置换流体的体积相当于完全浸入流体中的物体的体积,或者部分浸没在液体中的物体的表面以下体积的体积部分。流体位移部分的重量相当于浮力的大小。漂浮在液体或气体中的物体上的浮力在大小上也相当于漂浮物体的重量,并且在方向上是相反的;物体既不上升也不下沉。也就是说浸入流体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小。这便是阿基米德原理(Archimedes principle)。

我们可以用实验探究浮力的大小以来阿基米德原理:1首先我们需要准备以下实验器材: 石块或金属块(下文均用铁块代替)、溢水杯和小桶、弹簧测力计。2利用弹簧测力计测出铁块和小桶的重力(G铁/N,G桶/N)并记录。3将溢水杯中加入一定量的水,使水平面与溢口向平,然后将铁块完全浸入溢水杯中的水的不同深度处,分别记录弹簧测力计显示的示数(F示/N)用小桶接从溢水杯中溢出的水,用弹簧测力计测出它的重力(G总/N)。多次实验后我们可以利用称重法测出浮力大小:F浮=G物-F示,这时我们如果算物体排开水所受的重力:G总-G桶=G排,就会发现F浮=G排,这就是阿基米德原理。事实上阿基米德原理也同样适用于气体,液体和气体对浸在其中的物体都有竖直向上的浮力。

推导公式为F浮=G排=m排g=ρ液V排g。现在回到上面的问题,就可以轻松的得出物体在水中受到的浮力为ρ液V排g!

阿基米德原理在生活中也有不少应用呢,如破冰船、打涝沉船、气球和飞艇等等。

听懂了吗?是不是很简单,那要个赞不过分吧。

参考资料:https://www.britannica.com/science/Archimedes-principle                                       https://zhidao.baidu.com/question/878948703550022012.html

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