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浮力的定義

浮力. 浮力的定義. 定義：物體在流體中所減輕的 。 浮力的方向永遠向 ； 浮力常用的符號 。 物體進入流體中，即受 影響 而 重量 。. 浮力 ： 物體在流體中所減輕的重量. B ＝ W 空 － W 水 ＝ 100 － 60 ＝ 40 gw. W 空 ＝ 100gw. W 水 ＝ 6 0gw. 旁壓 力相等 ， 抵銷 上壓力 ＞ 下壓力 因此物體受到一個向上的合力 ， 即為浮力 flash 影片說明 ( 涂維聖老師製作 ). 浮力產生的原因. 下 壓 力. 上 壓 力. 浮力公式推演. Ｂ＝Ｆ 1 －Ｆ 2

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浮力的定義

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Presentation Transcript

  1. 浮力

  2. 浮力的定義 定義：物體在流體中所減輕的。 • 浮力的方向永遠向； • 浮力常用的符號。 • 物體進入流體中，即受影響而重量。

  3. 浮力：物體在流體中所減輕的重量 B ＝ W空 － W水 ＝ 100 － 60＝ 40 gw W空＝100gw W水＝60gw

  4. 旁壓力相等，抵銷 上壓力＞下壓力 因此物體受到一個向上的合力，即為浮力 flash影片說明(涂維聖老師製作) 浮力產生的原因 下 壓 力 上 壓 力

  5. 浮力公式推演 Ｂ＝Ｆ1－Ｆ2 Ｂ＝ P1 × A － P2 × A（∵P＝F/A，F＝PA） Ｂ＝ｈ1DＡg－ ｈ2DＡg (∵P ＝ h × D × g；g ＝ 1 公克重/公克 ， 故被課本省略) Ｂ＝( h1－h2 )DＡg Ｂ＝ｈＡD g Ｂ＝V D g 圖片來源

  6. 亞基米得原理 • 又稱為浮力原理 • 浮力＝物體排開同體積的液體重 • 浮力＝物體在液面下的體積 × 液體密度 • B ＝ V下× D液 • 影片以傾斜的燒杯當溢杯做說明

  7. 浮力等於排開的液體重 W液＝60gw ＝ 40 gw B ＝ 40 gw W空＝100gw

  8. 二千多年前，希臘哲學家亞基米得根據實驗提出浮力原理，又稱亞基米得原理。二千多年前，希臘哲學家亞基米得根據實驗提出浮力原理，又稱亞基米得原理。 圖片來源 亞基米得原理

  9. 漫畫欣賞:亞基米得的故事 皇冠的浮力 ㄧ樣重的皇冠為何體積不同？ 圖片來源 亞基米得的故事

  10. B、V、D三者的關係 B ＝ V下× D液 • 當 D液固定，B 與 V下成比物體在液面下體積越大(排開液體體積越大）浮力越大 • 當 V下固定，B 與 D液成比液體的密度越大，浮力越大

  11. 浮力實驗 • 影片播放

  12. 浮力的基本計算題 • 有一物體在空氣中的重量是100gw，在水面下時重量是80gw，試問： • （1）該物在水中的重量減輕gw。 • （2）該物在水中時所受浮力為gw。 • （3）若只有一半體積沒入水中，則所受 浮力為gw，重量變為gw。

  13. 物體的沉浮 • 決定物體沉浮的因素為密度 • 密度大者下沉 • 密度小者上浮， • 例：石頭密度於水，石頭沉於水中； • 保麗龍密度於水，所以浮於水面。 • 當物體與液體的密度時，物體會靜止懸浮於液體中（沒有露出液面、也沒有沉到底部）。

  14. 物體沉浮與液體密度的關係 雞蛋沉於清水中 在水中加鹽 加更多的鹽

  15. 魚類利用體內的魚鰾來控制沉浮

  16. 潛水艇利用儲水艙的進水與排水來改變潛水艇的密度，以控制沉浮

  17. 沉體與浮體的受力分析 • 浮體 • B＝W • 懸浮 • B＝W • 沉體 • B＜W B B B W W W

  18. 浮力大小的比較 • 先B V D • 後B = W

  19. 浮力大小的比較 • 步驟1. 比較浮力一定要先由公式（BVD）判斷 • B = V下× D液 • 第一類 ： 當D液 固定，則 B 與 V下 成正比 • 範例：同體積的保麗龍和磚塊放入水中，保麗龍浮在水面上，而磚塊沉入水中，何者所受浮力較大？（A）保麗龍（B）磚塊（C）相等

  20. 浮力大小的比較 • 步驟1. 比較浮力一定要先由公式（BVD）判斷 • B = V下× D液 • 第二類 ： 當V下 固定，則 B 與D液成正比 • 範例 同一鐵塊，分別沉入淡水和鹽水中，在何者所受浮力較大？（A）淡水（B）鹽水（C）相等

  21. 浮力大小的比較 • 步驟 2. 　若題目中V下 和D液兩者任一都不固定　　　　　無法用公式　B＝V下×D液　來比較，　　　　　亦即V下 和D液兩者任一都不固定，則須由浮體、沉體平衡時的受力狀況來判斷。 • 範例一木塊分別浮於下列各液體中，以在何者浮力最大？（A）純水（B）海水（C）水銀（D）以上均相同

  22. 浮力大小的比較：B = V下× D液　先第一類 ： 當D液 固定，則 B 與 V下 成正比 • ( )同體積的A、B兩物體，全部沉入水裡，所受的浮力分別為FA、FB，試比較其大小？（A）FA > FB（B）FA = FB（C）FA < FB • ( )體積均為50cm3的銅球（450g）與鉛球（570g），浸於水中，則何者所受浮力較大？（A）銅球 （B）鉛球 （C）一樣大 （D）無法判斷

  23. 浮力大小的比較：B = V下× D液　先第二類 ： 當V下 固定，則 B 與 D液成正比 • ( )一物體在A、B、C三種液體中均下沉，且已知液體的密度DA > DB > DC，則此物體在三液體中所受浮力為（A）A > B > C （B）A < B < C （C）A = B = C • ( )把鉛球分別投入水及飽和糖水中，何者所受浮力較大？(A)水　(B)糖水　(C)相同

  24. ( )甲、乙、丙三個燒杯，分別裝不同密度的液體，其密度如右表， 同一木塊漂浮在各液面狀況如右圖所示，則木塊在各杯內所受浮力的大小為：(A)甲最大 (B)乙最大(C)丙最大(D)甲、乙、丙一樣大 浮力大小的比較：浮體後

  25. 浮體的綜合題 • 部分題目碰到浮體時，需要同時用到下列公式方能解題 • B = V下× D液 • B = W • W = D物× V物，（正確應該是M= D物× V物）

  26. 浮體範例 1 • 有一密度為0.6公克/立方公分，體積為100立方公分的木塊，浮在水面上，求（1）木塊的質量為公克。（2）木塊浮在水面上時所受浮力為公克重。（3）若整個木塊被壓在水中，則浮力變成公克重。（4）承（3）要把木塊壓入水中，至少需要施力公克重。 • 密度0.6 g/cm3，體積60 cm3的木塊若置入水中，試求：(1)排開的水重g ；(2)排開水的體積cm3

  27. 物體密度、液體密度、與物體在液面下體積（吃水）的關係物體密度、液體密度、與物體在液面下體積（吃水）的關係 • 浮體 B = V下× D液B = W = D物× V物 得到 = • 液面下體積比上全部體積＝物體密度比上液體密度 • 物體的密度越大，在液面下的體積也越大 • 冰山有九成在水面下 照片欣賞 : 冰山一角

  28. 物體密度、液體密度、與物體在液面下體積（吃水）的關係物體密度、液體密度、與物體在液面下體積（吃水）的關係 • 範例 • ( )將密度0.8 g∕cm3的木塊，放入密度為1.2 g∕cm3的食鹽水中，則木塊會有多少部分的體積露出液面？(A) 1∕2(B) 1∕3 (C) 2∕3 (D) 4∕5 • 有ㄧ木塊在水中露出全部體積的1/5，改置於某一體中露出全部體積的1/9，則液體密度為g/cm3

  29. 冰塊溶化後的水面高度 • 1. 冰塊浮在水上 • 冰塊熔化成水時，質量不會變 • 熔化前冰塊的浮力即重量 B ＝V下× D水 • 熔化後水的質量 M ＝D水× V水 • 兩式相等 V下× D水 ＝ D水× V水 • V下 ＝ V水 • 也就是冰塊化成水時，體積收縮， • 水的體積恰等於冰塊在水面下的體積， • 因此，冰化成水後水面高度不變。

  30. 冰塊溶化後的水面高度 • 2. 冰塊浮在非水的液體上 因為 V下× D水＝D水× V水 • 若 D液＞D水，V下＜V水， 液面高度會上升 • 若 D液＜D水，V下＞V水， 液面高度會下降

  31. 比較液體密度 • 沉體：物體密度 > 液體密度懸浮：物體密度 = 液體密度浮體：物體密度 < 液體密度 • 同一物體在不同液體中， 物體若浮起，則浮在愈上面者，液體的密度愈大 物體若懸浮，則液體密度 = 物體密度（無論懸在何處） 物體若下沉，則液體密度 < 物體密度 • 總之，若比較液體密度就看何者把物體撐得高

  32. 如右圖所示，試回答下列問題：若代表同一物體置於不同液體，則液體的密度大小順序依次為，所受浮力大小順序為。（無法用公式判斷、由沉體、浮體受力狀況來判斷）如右圖所示，試回答下列問題：若代表同一物體置於不同液體，則液體的密度大小順序依次為，所受浮力大小順序為。（無法用公式判斷、由沉體、浮體受力狀況來判斷）

  33. 比較物體密度 • 相同體積的不同物體，在同一液體中， 物體若浮起，液面下體積愈大者，物體的密度愈大物體若懸浮，物體密度 = 液體密度（無論懸在何處）物體若下沉，則物體密度 > 液體密度 • 總之，若比較物體密度就看何者沉得越深

  34. 浮力公式 • 浮力 = 物體在液體中所減輕的重量 • 浮力 = 物體在空氣中的重量–物體在液體的重量 • 浮力 = 物體在液面下的體積 × 液體密度 • 浮力 = 物體所排開液體的體積 × 液體密度 • 浮力 = 排開同體積的液體重

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