2020年公務員聯(lián)考常識積累:浮力的應用
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浮力
浮力:一切浸在液體或氣體里的物體,都受到液體或氣體對它豎直向上的力,這個力叫浮力。
浮力產(chǎn)生的原因:浸在液體中的物體受到液體對它的向上和向下的壓力差。
浮力方向:總是豎直向上的。
施力物體:液(氣)體。
阿基米德原理
阿基米德原理:浸在液體中的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于它排開的液體所受的重力。
方向:豎直向上。
阿基米德原理公式:F浮=G排=ρ液gV排。
從阿基米德原理可知:浮力只決定于液體的密度、物體排開液體的體積(物體浸入液體的體積),與物體的形狀、密度、質(zhì)量、體積、及在液體的深度、運動狀態(tài)無關。
適用條件:液體(或氣體)。
浮力的應用
1、輪船
觀察輪船的形狀可以發(fā)現(xiàn),輪船并不是實心的,而是像南瓜一樣是空心的,可以增加排開水的體積,因而受到較大的浮力。即使制造輪船的材料密度大,但是整個輪船(含貨物)的平均密度小于水的密度,仍然可以漂浮在水面。
2、潛水艇
潛水艇的艇身兩側(cè)裝有水艙。潛水艇浸沒在水中時,V排不變,所受浮力不變。當向水艙充水時,潛水艇變重,逐漸潛入水中。
當水艙充水后潛水艇重等于同體積的水重時,它可以懸浮在水中。當用壓縮空氣將水艙里的水排出一部分時,潛水艇變輕,從而上浮。
因此,潛水艇也是通過改變自身重力實現(xiàn)浮沉的。
3、氣球和飛艇
靠充入密度小于空氣密度的氣體(如熱空氣、氫氣及氦氣等)來工作。
4、密度計
根據(jù)物體漂浮時的受力平衡及阿基米德原理制成,用來測定液體密度的儀器。
密度計始終漂浮在液體中,m排一定,ρ液越大,V排就越小,密度計露出液面部分就越大。所以,密度計刻度線越靠下,示數(shù)越大。(上小下大)
刷題鞏固
01、在浮力應用的過程中,下列有關說法正確的是( )
A.潛水艇——通過改變排水的多少來實現(xiàn)下沉和上浮
B.熱氣球——在上升過程中球囊內(nèi)的氣體密度小于外界空氣密度
C.輪船——在風力更大的江面上吃水會變深
D.密度計——測量不同密度的液體時所受到的浮力不同
【解析】B。本題考查科技常識。
A項錯誤,潛水艇外形、體積固定,因此排水量一定,潛入海中所受海水浮力也一定,故只有改變自身重量才能控制下沉和浮起。下沉時潛水艇打開壓艙入水口,海水進入潛艇內(nèi)部的水艙,使艇重超過浮力而下沉;需浮起時潛艇應用內(nèi)部貯備的壓縮空氣,將水艙內(nèi)的海水排出艇外,此時,艇重小于浮力而向上浮起。
B項正確,微觀來講,氣體受熱之后分子之間的距離變大,導致體積變大、密度變小。熱氣球就是利用這一原理,噴火裝置啟動后,將熱氣球氣囊中的空氣加熱,空氣受熱膨脹,密度變小,熱氣球所受大氣浮力為氣囊所排開的空氣重力,即
大于氣囊內(nèi)空氣重力
隨著加熱的進行,氣囊內(nèi)部空氣密度進一步減小,當大氣浮力大于氣囊內(nèi)空氣重力和熱氣球附屬設備重力之和時,熱氣球便緩緩上升。
C項錯誤,我國江河一般是自西向東流,由于東南方直通外海如果連續(xù)刮6-7級南風,將會形成涌浪;北風向為吹開風,風力越大對船舶橫向力越大;東風向加快落水轉(zhuǎn)流速度,減慢漲水轉(zhuǎn)流速度;西風向加快漲水轉(zhuǎn)流速度,減慢落水轉(zhuǎn)流速度,故風力越大,船舶吃水越淺。
D項錯誤,密度計是根據(jù)阿基米德原理和物體浮在液面上平衡的條件制成的。它是一根密閉的玻璃管,上部粗細均勻,內(nèi)壁貼有刻度紙,下部較粗,下端裝有鉛丸或水銀,使玻璃管能豎直浮在液面上。測量液體密度時,密度計漂浮在液體中達到二力平衡,自身重力與所受浮力方向相反、大小相同,由于密度計自身重力始終不變,所以測量不同密度的液體時所受到的浮力也不變。
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