阿基米德原理(阿基米德原理是什么)

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阿基米德原理是什么

阿基米德原理(阿基米德原理是什么)

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.

阿基米德原理怎么来的

公元前245年,为了庆祝盛大的月亮节,赫农王给金匠一块金子让他做一顶纯金的皇冠。做好的皇冠尽管与先前的金子一样重,但国王还是怀疑金匠掺假了。他命令阿基米德鉴定皇冠是不是纯金的,但是不允许破坏皇冠。

这看起来是件不可能的事情。在公共浴室内,阿基米德注意到他的胳膊浮出水面。他的大脑中闪现出模糊不清的想法。他把胳膊完全放进水中,全身放松,这时胳膊又浮出水面。

他从浴盆中站起来,浴盆四周的水位下降;再坐下去时,浴盆中的水位又上升了。

他躺在浴盆中,水位变得更高了,而他也感觉到自己变轻了。他站起来后,水位下降,他则感觉到自己变重了。一定是水对身体产生向上的浮力才使他感到自己变轻了。这一发现使阿基米德十分欣喜,他决定以此为契机做针对这个新发现的实验。

他把差不多同样大小的石块和木块同时放入浴盆,浸入到水中。石块下沉到水里,但是他感觉到石块变轻了。他必须要向下按着木块才能把它浸到水里。这表明浮力与物体的排水量(没入水中的物体体积)有关,而不是与物体的重量有关。物体在水中感觉有多重一定与水的密度(水单位体积的质量)有关。

阿基米德在此找到了解决国王问题的方法,问题的关键在于密度。如果皇冠里面含有其他金属,它的密度会不相同,在重量相等的情况下,这个皇冠的体积是不同的。

把皇冠和同样重量的金子放进水里,结果发现皇冠排出的水量比金子的大,这表明皇冠是掺假的。

更为重要的是,阿基米德发现了浮力原理,即液体对物体的浮力等于物体所排开液体的重力大小。

阿基米德原理的由来

有一次,希腊国王交给阿基米德一顶王冠。国王怀疑铸金匠在王冠中掺杂白银,而把节省下来的黄金私吞,所以请阿基米德查一查这顶王冠的成份。有一天阿基米德跳进装满热水的浴缸洗澡,有些水溢出,突然间他想到该如何测量黄金体积了。阿基米德兴奋得从浴缸里一跃而起,忘了穿衣服,跑过整座城市的街道,并且高声喊叫“Eureka!Eureka!”(希腊话是“我找到了!”的意思)他发现溢出浴缸的水的体积,就等于放进浴缸的王冠黄—金的体积。如果白银和黄金的重量相等,白银的体积将会比较大,排开的水也比较多。阿基米德由此证明王冠中的确掺入白银。这也是阿基米德定律的由来。也就是浮力定律。

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