物理启蒙 · 进阶篇

浮力与阿基米德原理

探索水的力量,揭开浮沉的奥秘

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什么是浮力?

浮力是液体(或气体)对浸在其中的物体产生的向上的力。我们在水中向上托物体的感觉就是浮力的体现。

⬆️

方向

浮力方向始终竖直向上

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施力物体

浮力由液体(或气体)施加

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测量方法

用弹簧测力计:F = G - F

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阿基米德原理

古希腊科学家阿基米德在浴缸中发现了这个原理,他兴奋得喊出"Eureka!(我找到了!)"

🔑 阿基米德原理
浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
F = G = ρ · g · V
💡 关键点:浮力大小只与液体密度排开液体体积有关,与物体密度、形状、深度无关!
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阿基米德实验演示

通过实验验证:物体受到的浮力等于它排开液体的重力。

🧪 互动实验:验证阿基米德原理
0.00 N
排开液体重力(溢出水的重量)
0.00 N
物体受到的浮力
点击"放入物体"观察实验现象
⚖️

物体的浮沉条件

物体在液体中的浮沉取决于浮力与重力的关系:

🎈

上浮

F > G

或 ρ < ρ

最终漂浮

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悬浮

F = G

或 ρ = ρ

停留在任意深度

🪨

下沉

F < G

或 ρ > ρ

沉到容器底部

🎱

浮沉演示

观察不同密度的物体在水中的表现:

🌊 互动演示:不同物体的浮沉
选择物体类型后点击"放入水中"
🧮

浮力计算练习

题目:一个体积为 0.002 m³ 的物体完全浸没在水中,求它受到的浮力。(水的密度 ρ = 1000 kg/m³,g = 10 N/kg)

提示:使用公式 F = ρ · g · V 计算
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互动练习

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