浮力,浮力的本质是什么

2023-05-15 12:15:04 107阅读

浮力,浮力的本质是什么?

初中物理是这么解释浮力产生的原因的:边长为L的立方体位于水面下h 深处,四个侧面所受压力关系F合=0,上、下两面所受压强关系p向上> p向下 ,所以压力F向上> F向下,并且从中得到了浮力的一种计算方法F浮= F向上-F向下(仅适用于形状规则的实心柱体,比如正方体、长方体、圆柱体)。

通过特殊的形状总结出来,说浮力是上述实心柱体的上下两个表面的压力差。不少学生在学习时也就把“物体下表面和上表面受到液体的向上和向下的压力差”理解为“等于物体受到的浮力”,实际上这样的理解是片面的,这样的表述只适用于柱体,那如果不是柱体呢?

浮力,浮力的本质是什么

所以深入探讨的话,其实要考虑到多种情况,比如:

一、柱体(圆柱体、正方体、长方体)

1.浸没在液体中(以正方体为例)。

以正方体为例,如图(1)所示,边长为a的正方体浸没在密度为ρ的液体中,上底面距液面d米,这时前后、左右表面受到液体的压力相等,不能形成压力差。但上、下底面受到的液体的压力不等。

2.漂浮在液面上(以正方体为例)。

如图(2)所示,边长为a的正方体漂浮在密度为ρ的液面上,下底面距液面d米,同样也只有上下底面受到液体的压力不相等。

二、其它形状的物体

1.浸没在液体中。

如图(3)所示的一个物体浸没在某种液体中,这时它受到液体对它向上的压力应包括其下底面所受的向上的压力与侧面所受的向上的压力,此时,下底面受到液体对它产生向上的压力不一定比上底面所受液体对它产生的向下的压力大。所受浮力应该等于其所受液体对它产生向上的总压力与向下的压力(此压力恰好等于其上底面所受的向下的压力)之差。

2.漂浮在液面上。

如图(4)所示物体漂浮在某液面上,此时物体受到液体对它产生向下的压力不等于0,(上底面受到液体的压力为0,但两侧面要受到液体产生向下的压力),这时浮力等于液体对它产生向上和向下的压力差。

三、如果物体下底面与容器底部充分密合(如圆柱体、正方体、长方体等),则不受浮力。因为F向上=0,不能形成压力差,故浮力为0,如桥墩。如果其它形状的物体的底面与容器底部充分密合(如图5所示),则可能产生浮力,因为F向上不为0且有可能大于F向下。

综上所述,物体浸在液体中时,只要液体对它产生向上的压力大于向下的压力即F向上>F向下,就会产生浮力,对于柱体(如图柱体、正方体、长方体)浸在液体中所受的浮力才等于下底面和上底面受到液体对它产生的向上和向下的压力差。对于其它形状的物体浸在液体中所受浮力应等于液体对它产生向上和向下的压力差。

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浮力是什么?

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。浮力的定义式为F浮=G排(即物体浮力等于物体下沉时排开液体的重力),计算可用它推导出公式F浮=ρ液gV排(ρ液:液体密度,单位千克/立方米;g:重力与质量的比值g=9.8N/kg在粗略计算时,g可以取10N/kg,单位牛顿;V排:排开液体的体积,单位立方米)。液体的浮力也适用于气体。

浮力的计算公式四种?

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。可用浸没在液体内的正立方体的物体来分析。该物体系全浸之物体,受到四面八方液体的压力,而且是随深度的增加而增大的。所以这个正立方体的前后、左右、上下六个面都受到液体的压力。

因为作用在左右两个侧面上的力由于两侧面相对应,而且面积大小相等,又处于液体中相同的深度,所以两侧面上受到的压力大小相等,方向相反,两力彼此平衡。同理,作用在前后两个侧面上的压力也彼此平衡。

但是上下两个面因为在液体中的深度不相同,所以受到的压强也不相等。上面的压强小,下面受到的压强大,下面受到向上的压力大于上面受到的向下的压力。液体对物体这个压力差,就是液体对物体的浮力。这个力等于被物体所排开的液体的重力。

密度和浮力有什么区别?

任何物体的密度大小与它在溶液中的所受浮力大小没有关系。

任何物体的密度大小只能恒量物体在体积一定时质量的大小,密度越大其质量也越大;而浮力的大小只与物体的体积直接相关,体积越大则所受到浮力越大。

物质密度与其浮力大小无直接关系。

浮力是物理还是化学?

浮力是物理问题。在初中物理八年级下册里我们学过关于浮力的知识,知道浮力产生的原因是浸没在液体中的物体,上下表面受到的压力大小不同,它们之间存在的压力差就是浮力,浮力的方向是竖直向上的。可以根据阿基米德原理进行计算浮力的大小,即浮力等于物体排开液体的重力。

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