教材中写到,浮力来源于液体对物体向上和向下的压力差,这当然没错,不过我们可以进一步追问:压力差是如何产生的呢?
养成不断追寻问题本质的习惯,对于学好物理是大有裨益的。在中学阶段,这类追寻不必也不可能太严谨,但却对我们深刻理解物理概念至关重要。
浮力并非重力,但浮力的产生离不开重力。设想在失重环境下,液体将呈现出各向同性,自然也就没有浮力。可以说,离开重力,也就不存在浮力了。正是在重力作用下,液体具有向下运动的趋势,从而产生了液体内部压强;同时由于液体具有流动性,所以同一深度液体内部压强在任何方向上均相等。浸入液体的物体,必然受到液体在浸入面的"挤压",这种挤压的强弱在不同深度处的大小并不均等,并且深度越大挤压越大,从而导致向上的挤压大于向下的挤压,最终形成浮力。
还可以换个角度来理解浮力。液体和物体在重力作用下,都"希望"尽可能占据较下方的位置。只要物体浸入了液体中,无论有没有浸没,只要占据了一部分原本是液体的空间,就说明该物体成功地"挤开"了一部分液体。这一挤开过程中,物体需要对液体施加向下的力,那么液体就会对物体产生向上的反作用力,这不正是浮力吗?
对于气体浮力,情况和液体类似,完全可以作对比理解。不同之处在于,气体的密度远小于液体,可以把气体看作是一种非常"稀薄"的液体;另外,液体密度通常认为是个定值,而空气,其密度随高度增加不断减小。
必须指出的是,以上理解并不严谨,浮力的产生还涉及分子作用力等多种因素,不过在初中阶段,这样理解已经足够了。
有了上述理解,就可以来看一个典型问题:
判断桥墩受到的浮力情况
很多书上讲,上图中甲乙两个"桥墩"都不受浮力,因为它们的下表面插入泥土中,没有受到水对其向上的压力。而我个人认为,这样的答案是错误的。
甲图中,桥墩侧面受到的压力在水平方向,且互相平衡,这部分不会导致浮力产生。下表面没有水,的确没有向上的压力。然而其上表面浸没在水中,受到的压力是向下的,所以桥墩甲受到向下的浮力。既然浮力是上下压力差产生的,为什么向下的压力不能大于向上的压力呢?漂浮在液面的物体,上表面没有液体压力,浮力完全来自下表面,那么插入容器的物体,下表面没有压力而上表面有,浮力完全来自上表面,所以是向下的。
乙图中,桥墩侧面受到的压力是斜向上的,在水平方向上互相平衡,在竖直方向上有一个向上的合力存在。这个向上的力,具体大小和桥墩侧面接触水的部分的长度及角度有关系,可能大于小于或等于桥墩乙的上表面受到的向下的压力,所以乙图中桥墩所受的浮力不能确定。
浮力产生的原因:浸在液体或气体里的物体受到液体或气体对物体向上的和向下的压力差。
浸在液体中的物体,当它所受的浮力大于重力时,物体上浮;当它所受的浮力小于所受的重力时,物体下沉;当它所受的浮力与所受的重力相等时,物体悬浮在液体中,或漂浮在液体表面上。
扩展资料:
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。
物体在液体中下表面受到的压力大于物体在液体中上表面受到的压力,所以合力为F向上-F向下,原因是液体内部向各个方向都有压强,那么物体上表面受到液体给它的一个向下的压力,而物体下表面受到液体给它的一个向上的压力。
由于在同种液体中,深度越大,压强越大,所以物体下表面受到的压力很明显要大于物体上表面受到的压力,所以是F向上-F向下。
当一个浮体的顶部界面接触不到液体时,则只有作用在底部界面向上的压力才会产生浮力。至于一个位于容器底面上的物体,这种现象并不多,因为只要其间有一层很薄的液膜,就能传递压强,底面就有向上的压力,物体上下表面有了压力差,物体就会受到浮力。
参考资料来源:百度百科—浮力
1、 浮力产生的原因:物体受到液体或气体对其向上与向下的压力差产生的 2、 阿基米德原理 ① 内容:浸在液体或气体中的物体要受到液体或气体对它竖直向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体或气体的重 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
浮力产生的原因是由于浸在液体中的物体受到液体给它向上向下的压力差产生的。
你设想一下,这么一个圆柱体竖直放在液体中而且是处于浸没状态,那个圆柱体四周所受到的液体对他的压力可以互相抵消。还田柱体的上下表面所受到液体的压力是不同的,上边儿由于离液体页面比较浅的位置,所以呢他受到的液体对它的压力要小,而她的下部受到液体给它的压力要大,所以就产生了向上的压强差,这就是液体给物体浮力产生的原因。
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