神奇的浮力

杜英杰++姚俊松

浮力是怎么產(chǎn)生的

當(dāng)我們進入游泳池的時候，會感覺自己好像變輕了；如果用彈簧測力計分別在空氣中和水中測量一鐵塊所受的重力，會發(fā)現(xiàn)當(dāng)鐵塊浸在水中時，彈簧測力計的示數(shù)明顯減小，說明浸在液體中的物體會受到液體給它的一個向上托的力.往氣球內(nèi)充人密度小于空氣的氣體后，氣球能飛上藍天，說明空氣會給氣球一個向上的力.通過觀察分析這些現(xiàn)象，可以得出：浸在液體（或氣體）中的物體會受到液體（或氣體）對它向上托的力，這個力叫作浮力，浮力的方向總是豎直向上的.

根據(jù)浮力的定義可以求出浮力的大?。合葴y出物體所受的重力G，當(dāng)物體靜止在液體中時，讀出彈簧測力計的示數(shù)F，則浮力F浮_G-F.

例1下列關(guān)于浮力的說法正確的是（）.

A.浮力都是由水產(chǎn)生的

B.只有固體才能受到浮力的作用

C.浮力方向與重力方向相反

D.在不同液體中浮力方向會不同

分析：浸在液體或氣體中的物體，都會受到液體或氣體對它向上托的力，即浮力.液體包括水、煤油、酒精等，浸入的物體不一定只是固體，其他物體，如水面上的油，也會受到浮力的作用，故A、B說法錯誤.浮力的方向總是豎直向上的，與豎直向下的重力方向相反，故C說法正確，D說法錯誤，

答案：C

例2用彈簧測力計測出一個物體重為4N，將該物體浸沒在水中，彈簧測力計的示數(shù)變?yōu)?N，則該物體在水中受到的浮力是（）.

A.7N B.4N C.N D.1N

分析：已知物體重和物體浸沒在水中時彈簧測力計的示數(shù)，根據(jù)浮力的定義可知，該物體在水中受到的浮力F浮=G-F=4N-3N=lN.

答案：D

浮力產(chǎn)生的原因

為了方便研究，我們可以將浸沒在水中的物體當(dāng)成一個正方體（如圖1所示），當(dāng)該正方體浸入水中某一深度時.根據(jù)以前學(xué)習(xí)的壓力壓強知識不難理解.正方體的六個面都會受到水對其產(chǎn)生的壓力和壓強.

根據(jù)液體壓強公式p=pgh可以推導(dǎo)出，正方體的前后左右四個面因為在水中的深度相同.所以受到水對其產(chǎn)生的壓強相同.又因為四個面的面積也相同，由F=pS可得，四個面受到的水的壓力大小也相同，大小相等、方向相反的兩對平衡力的合力為零.

下面我們重點來分析上、下兩個表面：

因為上、下兩個表面在水中的深度不同，所以受到的壓強與壓力都不相同.由公式P=pgh與公式F=pS可得p向L>p向下，F(xiàn)向上>F向下，而由此而產(chǎn)生的上、下表面的壓力差就是浮力，即F浮=F向上一F向下·

例3浮力產(chǎn)生的原因是由于（）.

A.液體（或氣體）對物體有壓力

B.液體（或氣體）對物體有壓力差

C.液體（或氣體）有質(zhì)量

D.物體對液體（或氣體）有壓力

分析：浸在液體（或氣體）中的物體，每一個面都會受到壓力，而浮力是由于物體上、下表面受到的壓力不同，有壓力差而產(chǎn)生的，故選項B正確.

答案：B

向浮力大小的因素

把一塊橡皮泥捏成球形、正方體或長方體的形狀，掛在彈簧測力計上，當(dāng)橡皮泥浸入水中時，我們發(fā)現(xiàn)，橡皮泥浸在水中的體積越大，彈簧測力計的示數(shù)越小，說明物體受到的浮力越大；但是，當(dāng)橡皮泥全部浸入水中后，無論橡皮泥的形狀如何，無論橡皮泥在水中的位置有何變化，彈簧測力計的示數(shù)都是一樣的.說明物體所受的浮力與物體浸入液體的體積有關(guān).而與物體的形狀及物體在液體中所處的深度無關(guān).

把雞蛋放入清水中時，雞蛋會自然下沉，往清水中不斷加鹽改變液體的密度后，雞蛋會浮上來（如圖2），說明浸在液體中的物體所受的浮力與液體的密度有關(guān)，

例4如圖3.某物塊用細線系在彈簧測力計下.在空氣中稱時示數(shù)是15N.浸沒在水中稱時示數(shù)是5N，則此物塊受到水的浮力為_____N.如果物塊繼續(xù)下沉.則此物塊所受到的浮力____（填“增大”“減小”或“不變”）.

分析：已知G=15N，F(xiàn)=5N，則該物塊在水中受到的浮力F浮=G-F=10N.物體所受的浮力與物體浸入液體的體積有關(guān).當(dāng)物體全部浸入水中之后.物體所受的浮力與物體所在的深度沒有關(guān)系，所以物塊繼續(xù)下沉.所受浮力不變.

答案：10不變

例5新鮮雞蛋在水中會下沉.小華向水中加鹽并輕輕攪拌，隨著鹽的溶解，可以看到雞蛋會上浮，這是因為（）.

A.雞蛋所受的重力減小，重力小于浮力

B.雞蛋的質(zhì)量減小.浮力增大

C.雞蛋排開鹽水的體積增大，浮力增大

D.液體的密度變大，雞蛋所受的浮力大于重力

分析：加鹽后鹽水的密度增大.雞蛋所受浮力增大，當(dāng)浮力增大到大于雞蛋所受的重力時，雞蛋會上浮，

答案：D

學(xué)即用，練一練：

1.如圖4所示為大魚與小魚的對話情景.其中_______魚的說法正確.另一條魚的說法之所以錯誤，是因為_______.

2.如圖5所示，物體浸沒在水中時，受到的浮力大小為______N；如果直接將物體放入水中，它將______（填“上浮”“懸浮”或“下沉”）.從圖5乙、丙可知，浮力的大小與液體的______有關(guān).

參考答案：1.大在完全浸沒的情況下，浮力大小與深度無關(guān)2.1 下沉密度endprint