浮力定理(阿基米德浮力定律)

阿基米德浮力公式和推导式

浮力的定义式为F浮=G排（即物体所受的浮力等于物体下沉静止后排开液体的重力），计算可用它推导出公式F浮=ρ液gV排（ρ液表示液体的密度，单位为千克/立方米；g表示常数，是重力与质量的比值，g=9.8N/kg在粗略计算时可取10N/kg；V排表示排开液体的体积，单位为立方米）。

浮力的计算公式

1、定义式：F浮=F下-F上。

2、阿基米德原理公式：F浮=G排=ρgV排；

3、F浮=G物，该公式只有在物体悬浮、漂浮于液体表面的时候才成立。ρ物ρ液时物体漂浮，当物体悬浮时，ρ物=ρ液。

4、受力分析：F浮=G物-F拉，物体在浮力、重力、向下的压力下处于平衡态，那么浮力公式就是：F浮=G物+F压。

浮力定理推算

推算

假设有一实心正方体沉于水中，则

F浮=F下表面－F上表面

=ρ液gh下S－ρ液gh上S（其中S指的是该物体的底面积，h是该物体的高）

=ρ液gSΔh

=ρ液gV排

=γV排（m排g）

=G排，

当物体悬浮在液体上时(当未受外力时)，F浮=G物。

稍加说明：

（1）h2为正方体下表面到水面距离，h1为正方体上表面到水面距离，Δh为正方体之高。[1]

（2）其中“F浮=ρ液gV排=G排”最重要。[1]

F浮=ρ液gV排的公式推导：浮力=排开液体所受重力，即：F浮=G排=m排g=ρ液gV排

（3）给出物体沉浮条件（实心物体）

ρ物ρ液，物体下沉，G物F浮

ρ物=ρ液，物体悬浮，G物=F浮（基本物体是空心的）

ρ物ρ液，物体上浮，（静止后漂浮）G物F浮

ρ物ρ液，物体漂浮，G物=F浮（因为是上浮的最后境界，所以ρ物ρ液）

ρ物ρ液，物体沉底，G物=F浮+F支（三力平衡）。[1]

注：物体在液体中浮沉时共有上浮、下沉、悬浮、漂浮、沉底五种状态。

（4）给出“露排比公式”——解漂浮题的重要公式

如果物体漂浮，则：ρ物∶ρ液=V排∶V物。

其中，V物=V排+V露。[1]

变形公式

1．（ρ液-ρ物）∶ρ液=V露∶V物

2．ρ物∶（ρ液-ρ物）=V排∶V露

哪位科学家发现水的浮力可以使水中的物体漂浮起来

是阿基米德发现水的浮力可以使水中的物体漂浮起来。

浮力原理简述：物体在液体中所获得的浮力，等于它所排出液体的重量，即：F=G（式中F为物体所受浮力，G为物体排开液体所受重力）。

阿基米德发现浮力

相传叙拉古赫农王让工匠替他做了一顶纯金的王冠。但是在做好后，国王疑心工匠做的金冠并非纯金，工匠私吞了黄金，但又不能破坏王冠，而这顶金冠确又与当初交给金匠的纯金一样重。这个问题难倒了国王和诸位大臣。经一大臣建议，国王请来阿基米德来检验皇冠。

最初阿基米德对这个问题无计可施。有一天，他在家洗澡，当他坐进澡盆里时，看到水往外溢，突然想到可以用测定固体在水中排水量的办法，来确定金冠的体积。他兴奋地跳出澡盆，连衣服都顾不得穿上就跑了出去，大声喊着“尤里卡！尤里卡！”（ερηκα，意思是“找到了”。）

他经过了进一步的实验以后，便来到了王宫，他把王冠和同等重量的纯金放在盛满水的两个盆里，比较两盆溢出来的水，发现放王冠的盆里溢出来的水比另一盆多。这就说明王冠的体积比相同重量的纯金的体积大，密度不相同，所以证明了王冠里掺进了其他金属。

这次试验的意义远远大过查出金匠欺骗国王，阿基米德从中发现了浮力定律（阿基米德原理）：物体在液体中所获得的浮力，等于它所排出液体的重量。（即广为人知的排水法）

扩展资料

浮力定律的定义是浸入静止流体中的物体受到一个浮力，其大小等于该物体所排开的流体重量，方向垂直向上并通过所排开流体的形心。

适用范围

阿基米德静浮力可使积云对流得以发展，在稳定层结大气中可以产生重力内波。适用于全部或部分浸入静止流体的物体，要求物体下表面必须与流体接触。

如果物体的下表面并未全部同流体接触，例如，被水浸没的桥墩、插入海底的沉船、打入湖底的桩子等，在这类情况下，此时水的作用力并不等于原理中所规定的力。

如果水相对于物体有明显的流动，此原理也不适用（见伯努利方程）。鱼在水中游动，由于周围的水受到扰动，用阿基米德原理算出的力只是部分值。

这些情形要考虑流体动力学的效应，水翼船受到远大于浮力的举力就是动力学效应，所循规律与静力学有所不同。

参考资料来源：百度百科-阿基米德定律

参考资料来源：百度百科-阿基米德

下沉的物体会受到水的浮力吗

浸在液体或气体里的物体受到液体或气体竖直向上托的力叫做浮力。

浮力指物体在流体（包括液体和气体）中，各表面受流体（液体和气体）压力的差（合力）。公元前245年，阿基米德发现了浮力原理：浸没于静止流体中的物体受到一个竖直向上的力（浮力），大小等于该物体所排开的流体的重量，这个原理叫做阿基米德定律，可用它推导出公式F浮=ρ液gV排（ρ液：液体密度，国际单位制里的单位为千克/立方米；g：重力与质量的比值，用国际单位制表示是：g=9.8N/kg，在粗略计算时，g可以取10N/kg；V排：排开液体的体积，国际单位制里的单位是立方米）。液体的浮力也适用于气体。

物体在水中，无论是漂浮、悬浮、上浮或下沉，都受到水的浮力。我们做过这样的一个实验：先用弹簧秤称石块的重量，再把石块放到水中，发现石块在水里的重量比在空气中称得的重量“轻”了一些，石块“减轻”的重量也就是它在水中受到的浮力。

希望我能帮助你解疑释惑。

阿基米德

阿基米德（公元前287年—公元前212年），伟大的古希腊哲学家、百科式科学家、数学家、物理学家、力学家，静态力学和流体静力学的奠基人，并且享有“力学之父”的美称，阿基米德曾说过：“给我一个支点，我就能撬起整个地球。”

阿基米德确立了静力学和流体静力学的基本原理。给出许多求几何图形重心，包括由一抛物线和其网平行弦线所围成图形的重心的方法。阿基米德证明物体在液体中所受浮力等于它所排开液体的重量，这一结果后被称为阿基米德原理。他还给出正抛物旋转体浮在液体中平衡稳定的判据。阿基米德发明的机械有引水用的水螺旋，能牵动满载大船的杠杆滑轮机械，能说明日食，月食现象的地球-月球-太阳运行模型。但他认为机械发明比纯数学低级，因而没写这方面的著作。阿基米德还采用不断分割法求椭球体、旋转抛物体等的体积，这种方法已具有积分计算的雏形。

当提起阿基米德定律的发现时，你想象的画面可能是这样的。但真实的故事可能是另外一个样子。公元前三世纪，西西里城市叙拉古的国王希伦，任命阿基米德监督一项前无古人的巨大工程。希伦下令建造一艘巨大的帆船比当时标准大小的帆船要大上50倍并以他统治的城市叙拉古命名。希伦的目标是建造有史以来最大的帆船。并将这艘船作为礼物送给埃及法老托勒密但这艘巨大的海上宫殿能浮起来吗？在阿基米德的时代，还没有人解决过类似的问题。这就好比问“ 山能飞吗？” 希伦国王对此深表疑虑。成百的工人将花好多年的时间建造叙拉古号砍伐埃特纳火山上的松木和杉木作为船梁采用西班牙生长的大麻搓成麻绳并使用法国生产的树脂甲板上将矗立八座瞭望塔支撑它们的不是柱子而是传说中背负整个世界的阿特拉斯像在船首，巨大的投石机可以投射180磅的石块。为了乘客能享受美好的旅途，船上会有装饰着美丽花纹的走廊有遮阳的游泳池有热水的浴池有摆满了图书和雕塑的图书室还有供奉阿芙罗狄蒂的神庙以及一个体操馆。最后，好像这些还不够阿基米德忙活的，希伦还要给船装满货物： 400吨的谷物 10000坛子的腌鱼， 74吨的饮用水， 600吨的羊毛。并且还有1000名乘客其中包括600名士兵。还要装载20匹马，各自有单独的马厩。建造一艘如此庞大的巨物，然后在第一次航行时就沉到水底？嗯，对阿基米德来说这应该不会是一个愉快的选择。那么问题就来了：这艘船会沉吗？可能有那么一天，阿基米德坐在浴缸里洗澡，一个问题浮现在他的脑海：这么重的浴缸为什么能浮起来呢？然后灵感乍现了！部分浸入水中的物体受到向上的浮力等于它排开水的体积。也就是说，如果2000吨重的叙拉古号能排开2000吨重的水它就刚刚能浮起来。如果能排开4000吨重的水，那就更没有问题了。当然，如果只能排开1000吨的水，那么希伦国王显然就不高兴了。这就是浮力定理。而工程师们仍然习惯称其为阿基米德定理。这个定理解释了为什么万吨巨轮能和小木船一样轻而易举的浮起来。对浴缸也是同一个道理。如果船龙骨线以下船身排开的水的重量等于船的重量，那么无论在龙骨线以上的是什么，都能浮在水面上。这跟另一个阿基米德和浴缸的故事版本很像。而这很可能由于这两个故事本身就是同一回事。只是被历史流传的变换莫测弄得摸棱两可了。在广为流传的故事里，阿基米德大叫着“我找到了!" 飞奔过街道。故事的核心是一顶皇冠，皇冠在拉丁文中是corona。而叙拉古这个版本的核心是龙骨，在拉丁文中是korone。可能是将corona与korone混淆了吗？我们永远无法知道了。当叙拉古号在完成它第一次也是唯一一次的航程抵达埃及时，我们可以想象，亚历山大城当地的居民成群结队的去港口观瞻这艘非凡的浮动的城堡，定会惊叹不已的。这艘巨船就好比古代的泰坦尼克号一样，不同的只是它没有沉没。而这，要感谢我们的阿基米德！