水的浮力

浮力问题是力学的重点和难点。解决浮力问题时，要按照下列步骤进行：

(1)确定研究对象。一般情况下选择浸在液体中的物体为研究对象。

(2)分析物体受到的外力。主要是重力G（mg或ρ物gV物）、浮力F浮（ρ液gV排）、拉力、支持力、压力等。

(3)判定物体的运动状态。明确物体上浮、下沉、悬浮、漂浮等。

(4)写出各力的关系方程和由题目给出的辅助方程。如体积间的关系，质量密度之间的关系等。

(5)将上述方程联立求解。通常情况下，浮力问题用方程组解较为简便。

（6）对所得结果进行分析讨论。

(1）将空矿泉水瓶旋转后压入水中，收回感受到改瓶向上的压力，将手松开后会发现矿泉水瓶会迅速上升。

结论：在水中的物体收到向上的浮力。

浮力的大小等于物体排开液体(水)或气体的重力

② 公式:F浮＝G排＝m排g＝ρ液gV排

理解：(1)浮力的大小只与物体所排开液体的体积及液体的密度有关，而与物体所在的深度无关。(2)如果物体只有一部分浸在液体中，它所受的浮力的大小也等于被物体排开的液体的重量。(3)阿基米德定律不仅适用于液体，也适用于气体。物体在气体中所受到的浮力大小，等于被物体排开的气体的重量。

（1）在公式:F浮＝G排液＝m排g＝ρ液gV排 中，ρ液是指物体所浸入液体的密度，而不是物体密度；当物体全部浸入液体时，V排=V物，当物体仅部分浸入时，V排＜V物。因此在运用此公式计算时，要写出ρ和V的下标（下标：比如V排的排字），否则ρ液与ρ物，V排与V物易发生混淆。

（2）公式中g是个常量（常量：保持不变的量），单位是牛/千克，因此在计算时，密度的单位必须用千克 /米3（☜3是指3次方），体积单位用米3（同前括号），浮力的单位是牛。若单位不符合，必须先进行换算后才能计算。计算时不要忘记单位名称

船舶在风浪中航行。由于受到的水压力随波浪的变化而改变，所以船舶在静水面上浮力和重力之间的平衡状态常被破坏，迫使船舶始终处在不停的上浮和下沉运动中。为确保航行安全起见，船舶除在设计水线以下需要足够的排水体积以提供足够的浮力之外。在水线以上还必须有相当的水密体积，这一部分水密体积可以保证船舶继续下沉时提供更大的浮力。通常称这部分水密体积能提供的浮力为储备浮力。

储备浮力通常以干舷来表示。干舷大，表示船舶的储备浮力也大。干舷还同船体强度有关，干舷越大，船体强度越好。储备浮力的大小同船的安全性和经济性有关。加大储备浮力，船舶不易沉没，能提高船的安全性，但会使船舶的载重量减少，影响经济性。为保证安全，通常由船舶检验机构根据船舶的类型、大小、结构和航区等情况规定一个最小干舷值。为确保储备浮力及便于监督检查，在船舶中央两舷要勘划载重线标志。

船体在水面上的漂浮位置或吃水同船的排水量和载重量相关。排水量和载重量的变化会引起吃水的变化。因此，不同的吃水反映了不同的装载量和排水量。船在满载吃水下的排水量称为满载排水量，相应的水线为满载水线。考虑到船在航行中可能发生的意外重量增加，如海损破舱进水,风浪袭击进水等,满载水线应位于上甲板以下一段距离处，使满载水线以上尚有一定的水密容积，该容积入水后所能提供的浮力称为储备浮力。储备浮力的数值用满载排水量的百分数表示。储备浮力的大小同船的安全性和经济性有关。加大储备浮力，船舶不易沉没，能提高船的安全性，但会使船舶的载重量减少，影响经济性。为保证安全，通常由船舶检验机构根据船舶的类型、大小、结构和航区等情况规定一个最小干舷值。为确保储备浮力及便于监督检查，在船舶中央两舷要勘划载重线标志。2100433B