密度與浮力複習與總結

2021-10-30 08:06:47 字數 3834 閱讀 7596

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1. 對密度概念的理解

密度是表徵物質特性的物理量。它表示單位體積的某種物質的質量大小。每種物質都有一定的密度,與物體的質量大小、體積大小無關。

如:1 **和1 k**密度是相同的。不同的物質密度一般是不相同的。

如:鐵與鋁的密度,油與水的密度都不相同。由於水的密度比油大,因此一滴水的密度仍要比一桶油的密度大。

密度是個復合的物理量。根據密度的定義,可以得出密度計算公式ρ=m/v。絕不能認為密度與質量成正比,與體積成反比。

密度公式的意義包含有:(1)不同物質的物體,質量相等時,密度較大的物體其體積較小,如:質量相等的銅塊和鐵塊,銅塊體積小於鐵塊體積。

即當質量相等時,體積跟密度成反比。(2)不同物質的物體,體積相等時,密度較大的物體其質量較大。如:

同乙個瓶裝滿水和裝滿油相比較,裝滿水的質量大。即當體積相同時,質量跟密度成正比。

2. 密度的單位及換算

在國際單位中,質量單位是kg,長度單位是m,體積單位就是m3。根據密度計算公式可知密度單位是kg/m3。水的密度是1.

0×103kg/m3,其讀法是:1.0×103千克每立方公尺。

意義是:1m3的水,質量是1.0×103kg。

在常用單位中、質量單位經常取g,體積單位經常取cm3(即ml),因此常用密度單位是g/cm3。它與國際單位的換算關係是:

以水的密度為例,可寫成1g/cm3,其意義是1cm3的水質量是1g。

密度的實用單位除g/cm3外還可用kg/dm3和t/m3,有時使用這些單位能使計算簡化。

2. :

1. 利用密度的定義,測物質的密度

根據密度的定義:單位體積的某種物質的質量,叫做這種物質的密度,即:ρ=m/v。

可知:只要測出待測物體的質量和體積,就可求得待測物體的密度。這是測物質密度的最基本的方法。

由密度公式ρ=m/v。可得:m=ρv,v=m/ρ。因此,可利用待測物體與已知密度的

中測得其中之一,就可求得待測物體的密度。

例1. [器材]天平,量筒2只,適量水,待測液體。

[步驟](1)在天平左右盤中各放一量筒,調節天平平衡。

(2)在一量筒中倒入適量的水,記**積為v1。

(3)在另一量筒中倒入待測液體。直至天平平衡,記**積為v2。

例2.[器材]天平,砝碼,燒杯,適量水,待測液體。

[步驟](1)用天平測出燒杯的質量為m1。

2)在燒杯中倒入適量的水,記下水的高度,用天平測量現在的質量為m2。

(3)將水倒去,在燒杯中倒入同樣高的待測液體,測得質量為m3。

2. 利用浮力的有關概念測密度

利用浮力的有關概念測物質密度,有以下三種。

2.l根據阿基公尺德定律:f浮=ρ液**排,及浮力又等於物體在空氣中和浸沒在液體中的視重差,即f浮=g-g』,通過計算,求得密度

例3. [器材]彈簧秤,水,待測物塊。

[步驟](l)用彈簧秤測得待測物塊在空氣中的視重為g。

2)將此待測物塊浸沒在水中,用彈簧秤測得其視重為g』。

如將上述待測物塊換成已知密度的物塊,用上述方法可測得液體密度。

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(一)浮力

1. 什麼是浮力

浸在液體或氣體中的物體會受到液體或氣體對它豎直向上的托力,這就是浮力。

2. 物體浮沉條件

浸在液體的物體,受到兩個力的作用——重力和浮力,物體的運動狀態由這兩個力的合力效果決定。根據同一直線二力合成知識可知:當浮力小於重力時,合力方向豎直向下,物體就下沉。

當浮力大於重力時,合力方向豎直向上,物體就上浮,直至部分物體露出液面,這種狀態叫漂浮。當浮力等於重力時,二力平衡,物體在液體內可以靜止在任何乙個位置,這種狀態叫懸浮。

由此可見,物體所處的狀態由重力和浮力共同決定。需要指出的是,物體在懸浮或漂浮時,浮力都等於重力,所不同的是前者物體完全浸在水中(也叫浸沒),後者物體部分浸在水中。

3. 浮力測量方法

先用彈簧秤在空氣中測出物體重g,再用彈簧秤測出物體浸在液體中時的重g',彈簧秤二次示數的差就是浸在液體中物體所受的浮力大小,即f浮=g-g'。

(二). 阿基公尺德原理

影響浮力大小的因素:

同學們對影響浮力大小的因素可能產生的模糊認識主要有以下一些:

1. 在研究決定浮力大小的因素時,同學們首先想到的常常是物體本身的因素,如:物體的密度,物體的形狀、體積等。

2. 在觀察物體浸入液體中體積不同,受到的浮力也不同後,最易得出浮力大小與浸入液體的深度有關的錯誤結論。

對於這些錯誤認識,我們主要靠實驗來驗證,同學們才能印象深刻。下面介紹幾個簡單的演示實驗:

(1)浮力與物體的密度無關。用彈簧秤分別測量體積相同的鐵、鋁圓柱體浸沒在同一液體中受到的浮力,結果浮力相等。說明浮力的大小與物體的密度無關。

(2)浮力與物體的形狀無關。做乙個2.4×2.

4×2.4厘公尺3的立方體與乙個1.2×2.

4×4.8厘公尺3的長方體(密度大於水),用彈簧秤分別測出它們全部浸入水中時受的浮力,可以看到浮力相等。這兩個物體浸入水中的體積相等,形狀不同,說明浮力與物體的形狀無關。

(3)浮力與物體全部浸入液體後的深度無關。在彈簧秤下掛一下圓柱體,使浸沒在液體中不同的深度,彈簧秤的示數不變,即浮力不變。說明浮力與物體浸在液體中的深度無關。

浮力的大小只跟液體的密度和物體排開的液體的體積有關,而跟物體浸入液體中的深度、物體的形狀、密度、物體在液體中是否運動等因素無關。

1. 正確理解阿基公尺德原理

浸在液體裡的物體受到向上的浮力,大小只與物體排開液體的體積和液體的密度有關,與物體形狀、密度無關。當物體完全浸沒在液體中時,v排=v物,此時浮力大小與深度無關;當物體部分浸入液體時,v排  阿基公尺德原理不僅適用於液體,也適用於氣體。由於氣體充滿整個空間,因此氣體中的物體體積始終等於排開氣體的體積。

2. 對浮力公式的認識

①g排是物體排開液體的重力而不是液體自身的重力。如可以用1n重力的水,產生2n浮力嗎?因為浮力大小是指排開水的重力,只要設法將1n的水包圍在乙個體積為0.

2dm3的物體周圍,則水對該物體的浮力就是2n。

②ρ液是指液體的密度,而不是物體的密度。排液體積相同的各種不同材料的物塊,無論空心還是實心,浸沒在同種液體中時,所受浮力大小都相等。

③v排是排開液體的體積,不一定是物體的體積。當物體逐漸浸入液體中時,排開液體體積在變大而物體體積並沒有變化。當物體完全浸沒在液體內任一深度時,物體體積始終不變,排開液體體積也不變,所以浮力大小與深度無關。

(三). 浮力大小的計算

在現階段,有關浮力的計算主要依據是阿基公尺德原理,即浸入液體裡的物體受到向上的浮力,浮力的大小等於它排開的液體受到的重力。寫成公式即為 f浮=g排=ρ液**排 (1)

其實,只要我們稍加分析便會得知,當液體裡的物體排開液體的體積有了增量△v排時,它所受到的浮力也有相應的增量△f浮,且有 △f浮=ρ液g△v排=△g排 (2)

即浸入液體裡的物體所受浮力大小的增量等於它排開的液體的增量受到的重力。

(2) 式雖然是從第(1)式推導而來,但從物理含義上來看,它們是有區別的。(1)式所強調的是處於液體中的物體受到的浮力的大小與其決定因素的關係。(2)式則表明某一液體中的物體所排開的液體體積的變化與相應浮力的變化的關係,而這一關係不牽涉到物體所受浮力的大小。

(2)式的這一特點在解決有關問題時是非常有用的。

對於浮力大小的計算,通常有如下三種基本方法:

1. 利用阿基公尺德原理計算。若已知液體密度ρ液和物體排開液體的體積v排,可根據阿基公尺德原理公式f浮=ρ液**排計算(當物體浸在氣體中時,則f浮=ρ氣**排)。

此法也叫原理法或公式法。

2. 利用漂浮或懸浮條件計算。若物體漂浮在液面或懸浮在液體(或氣體)中時,應根據物體所受浮力與物重等大(即f浮=g物)來計算。此法也稱為平衡法。

3. 利用兩次側重之差計算。若用彈簧秤先後稱量同一物體在空氣中和液體中物重時其讀數分別為g和f′,則物體在液體中所受浮力為f浮=g-f′。此法常稱為重差法。

密度與浮力複習與總結

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