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浸在液体里的物体要受到液体对它的浮力的作用,那么,浮力是如何产生的呢? 物理上研...

浸在液体里的物体要受到液体对它的浮力的作用,那么,浮力是如何产生的呢?
物理上研究问题往往从最简单的问题入手.设想有一个边长为L的正方体浸没在密度是ρ的液体中,如图所示.由于前后两侧面(左右两侧面)在液体中的深度相等,受到的液体的压强也相等,因此受到的压力相等,作用效果相互抵消.而上下两表面却不同:上表面受到的液体压强为p=______,受到的压力为F=______
下表面受到的液体压强为p=______,受到的压力为F=______.因此液体会对正方体产生一个向上的和向下的压力的差F=______.实际上,这个压力差就是液体对正方体的浮力.

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解答此题的关键是利用压力、压强的公式求浸在液体中的正方体受到的液体对它产生的压力,分析所受压力的合力,从而得到浮力产生的原因. 【解析】 假设边长为L的正方体,浸没在液体中,正方体的上表面与液体表面平行,且深度为h.这时正方体的六个表面都受到液体的压力作用如右图: 这时,正方体的前后两侧面(左右两侧面),处在液体的同一深度处.则h前=h后,(h左=h右), 由P=ρ液gh可得:P前=P后,(P左=P右).即前后两侧面(左右两侧面)在液体中受到的液体的压强也相等. 由F=PL2可得:F前=F后,(F左=F右).即前后两侧面(左右两侧面)在液体中受到的压力相等,是平衡力,合力为零,作用效果相互抵消. 而上、下表面有所不同,上表面所处的深度为h,则上表面受到的压强为p上=ρgh,受到的压力为F上=P上s=ρghL2; 下表面所处的深度为h+L,则下表面受到的液体压强为p下=ρg(h+L),受到的压力为F下=P下L2=ρg(h+L)L2. 因此液体会对正方体产生一个向上的和向下的压力不相等,压力差F差=F下-F上=ρgL3.实际上,这个压力差就是液体对正方体的浮力. 故答案为:ρgh,ρghL2,ρg(h+L),ρg(h+L)L2,ρgL3.
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考点分析:
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样品长度拉力
伸长量
横截面积
200N400N600N800N
样品A1m0.50cm20.02cm0.04cm0.06cm0.08cm
样品B2m0.50cm20.08cm0.16cm0.24cm0.32cm
样品C1m1.00cm20.01cm0.02cm0.03cm0.04cm
样品D3m0.50cm20.18cm0.36cm0.54cm0.72cm
样品E1m0.25cm20.04cm0.08cm0.12cm0.32cm
(1)分析样品C的数据可知,其所受拉力F(单位N)与伸长量x(单位m)遵循的函数关系式是______,其中比例系数的单位是______.对C样品,在它的抗断拉范围内,若施加的拉力为1000N,则它伸长______cm.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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