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初中物理:浮力的应用

112次浏览     发布时间:2023-10-10 21:57:23    


知识预览

  • 轮船:通过增大排开水的重力,增大浮力,实现漂浮
  • 密度计:浸在液体中的体积越小,证明所在液体密度越大。
  • 潜水艇:通过改变自身的重力实现浮沉。
  • 飞艇、热气球:通过减小自身气体密度,实现升空。

轮船

同学们可以观看一下视频“轮船原理”。

如图,这么粗壮的树木如果扔进水中是很难飘起来的。

但是经过加工做成了独木舟,那就不一样了。

那么为什么同样的木头为什么可以漂浮呢?

原来,通过挖空木头的中心,可以增大物体浸在液体的体积,如图:

通过公式F浮=ρ液v排g,我们可以发现,当增大物体浸在液体中的体积,就相当于增大了V排,则浮力也会增大,当浮力能够职称独木舟的时候,独木舟就可以在水上漂浮。

当轮船漂浮在液体表面时,我们就有F浮=G物的结论。

这个结论与轮船在哪个水面无关,无论是在淡水河、还是在海水表面;无论是长江、还是东海,其浮力永远等于轮船的重力。

于是,只要我们知道轮船的重力,就能够知道轮船受到的浮力是多大;只要轮船的重力不变,那么它受到的浮力不变。

不过,当轮船从长江进入东海之后,有两个物理量是变化的:

  • 液体的密度变大
  • 轮船浸在液体中的体积变小(V排=F浮÷ρg)

密度计

利用轮船的原理,我们也可以制作一个专门测量液体密度的仪器:密度计。

如图,密度计无论在那种液体里都处于漂浮的状态,与轮船的情况一样,

此时F浮=G物。

且物体浸在液体中的体积越小,代表此液体的密度就越大,即丙图中的液体密度大于乙图中的液体密度。

密度计就是利用这个原理,在标记上刻度就可以准确测量液体的密度了。

潜水艇

同学们可以先观看视频“潜水艇原理”

潜水艇本身的形状不能改变,所以当他浸没在水中的时候,其排开的体积是不能改变的,那么它是怎么实现浮沉的呢?

原来,在潜水艇内部,有两个形状相同的水仓。

当向水仓中注入水时,潜水艇的重力就会增加,当它的重力大于它受到的浮力时,就会下沉。

当排开水仓的水时,潜水艇的重力就会减小,当它的重力小于它受到的浮力时,就会上浮。

当它的重力等于它受到的浮力时,潜水艇就可以实现在水中任何位置的悬浮。

也就是说,潜水艇是通过改变自身的重力实现浮沉。

飞艇、热气球

如图,飞艇和热气球通过减小自身气体的密度,使自己的密度小于空气的密度实现升空。

节 日放飞的气球、携带气象仪器的高空探测气球, 充的是氢气或氦气;体育、娱乐活动用的热气 球,充的是被燃烧器加热而体积膨胀的热空气 ,都是利用这个原理实现升空的。


练习:

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