阿基米德原理公式变形为F=ρVg,其中F代表浮力,ρVg表示物体浸入液体后所排开的液体的体积和该液体的密度,g是重力加速度。
相关例题:
例1:一个边长为10cm的正方体,质量为2kg,把它放入水中后,静止时它受到的浮力多大?
解析:根据阿基米德原理F=ρVg可知,物体受到的浮力只与物体排开液体的体积和液体的密度有关,与物体的质量、重力等因素无关。
解:V = 10cm³ = 1 × 10⁻⁴m³
ρ = 1 × 10³kg/m³
F = ρVg = 1 × 10³kg/m³ × 1 × 10⁻⁴m³ × 9.8N/kg = 0.98N
答:物体静止时受到的浮力为0.98N。
例2:一个边长为1dm的正方体铁块,放在面积为1m²的水平放置的木板上,铁块对木板产生的压强是多少?如果铁块浸没在水中,它受到的浮力是多少?
解析:由于铁块放在面积为1m²的水平放置的木板上,所以铁块对木板产生的压力和压强可根据F=G=mg和p=F/S来计算。而铁块浸没在水中时排开水的体积等于铁块的体积,根据F=ρVg可计算它受到的浮力。
解:F = mg = ρVg = 7.8 × 10³kg/m³ × (1dm)³ × 9.8N/kg = 78N
p = F/S = 78N/1m² = 78Pa
铁块浸没在水中时V排 = V = (1dm)³ = 1 × 10⁻³m³
F’=ρVg = 1 × 10³kg/m³ × 1 × 10⁻³m³ × 9.8N/kg = 0.98N
答:铁块对木板产生的压强是78Pa;铁块浸没在水中时受到的浮力是0.98N。
阿基米德原理公式变形为F=ρVg,其中F代表浮力,ρVg表示物体浸没在液体或气体中时受到的浮力大小,与物体排开液体的体积成正比。
相关例题:
例题:一个边长为10cm的正方体铁块,浸没在水中,求它受到的浮力。
解答:根据阿基米德原理公式变形,F=ρVg=7.8×10³kg/m³ × (0.1m)³ × 10N/kg = 78N。
答案:铁块受到的浮力为78N。
说明:本题中,铁块浸没在水中,排开液体的体积等于铁块的体积,所以用ρVg来计算浮力。需要注意的是,ρ表示液体的密度,单位是kg/m³;V表示物体排开液体的体积,单位是m³;g是常数,取9.8N/kg或10N/kg均可。
阿基米德原理公式变形及其相关例题和常见问题如下:
阿基米德原理公式变形:F(浮力) = G(重力) - F(视重),其中,F为物体在液体中称重时弹簧测力计的示数(即物体在液体中所受的浮力),G为物体受到的重力,F为物体浸在液体中时弹簧测力计的示数(即物体在空气中所受的重力),而视重则表示物体在空气中称重时测力计的示数。
例题:一个边长为10cm的正方体铁块,在密度为1.3g/cm³的煤油中浸没,求它受到的浮力。
首先,根据阿基米德原理公式变形,可以得出F = G - F_{视} = m_{物}g - \rho_{液}gV_{物} = 0.1m^{3} × 1.3 × 9.8N/kg = 12.72N。
接下来,由于正方体铁块在煤油中是浸没的,所以V_{物} = V_{排液} = 0.1m^{3}。代入公式后,即可求得它受到的浮力为12.72N。
常见问题:
1. 如何理解阿基米德原理公式中的“浸没”状态?
答:“浸没”状态指的是物体完全被液体所覆盖,不再与液体接触。在这种情况下,物体的体积就是它所排开的液体的体积。
2. 如果物体没有完全浸没在液体中,阿基米德原理公式是否仍然适用?
答:阿基米德原理公式适用于所有浸没或部分浸没在液体中的物体。对于部分浸没的物体,只需要用物体排开的液体的体积代替物体在阿基米德原理公式中的体积即可。
通过以上内容的学习和掌握,我们可以更好地运用阿基米德原理公式来解决相关浮力问题。
