浮力产生的原因

浮力产生的原因实验反映出：下表面受到水的压强大于上表面受到水压强．这是因为：上表面距水面的深度小于下表面距水面的深度．又因长方体上下表面的面积相等，因此，下表面受到水的竖直向上的压力大于上表面受到水的竖直向下的压力，其合力是竖直向上的．Ｆ１Ｆ2Ｆ合＝Ｆ１－Ｆ2思考：长方体前后、左右四个侧面是否也受到液体的压力？左右两侧、前后两侧是否也会出现压力差？立方体浸没在水中，其左右两个侧面和前后两个侧面的面积分别相等，并且相对应的部位，距水面的深度相同，水对它们的压强相等．所以立方体左右两个侧面和前后两个侧面受到水的压力的大小分别相等，方向分别相反．利用压力差法求浮力的公式向下向上浮FFF求浮力的第三种方法结论：浮力就是液体对物体向上和向下的压力差。F浮=F向上－F向下（浮力方向总是竖直向上）实质：上下表面的压力差1液体对上表面的压力1压力之差：定量F向上h1F向下h0F向下=ρ液gh1s方向向下液体对下表面的压力F向上=ρ液g（h1+h0）s方向向上F=F向上—F向下=ρ液g（h1+h0）s—ρ液gh1s=ρ液gh0s=ρ液gV排=F浮注意：浮力的施力物体是包围物体的液体。浮力是包围物体的液体从各个方向对物体施加压力的总效果的表现。浸在液体里的物体是受力物体，对物体进行受力分析时，考虑到物体所受浮力时，就不要考虑液体对物体的一些压力了。推广1：若物体没有全部浸没呢？物体没有受到向下的压力F浮=F向上=ρ液ghs=ρ液gV排推广2：形状不规则的物体呢？浮力仍然是物体所受液体的压力的合力（总效果）思考题：潜水艇陷进泥沙中很难浮起，这是为什么？把一块腊块放入烧杯里，让腊块紧贴烧杯底，加入水，观察腊块会否上浮？然后拨动腊块，使之不再紧贴烧杯底，观察能否上浮，请分析实验现象的原因。答：水对腊块的底部没有向上的压力,由压力差法知腊块没有受到向上的浮力。1思考为什么图1的蜡块会漂浮在水面上，而图2的腊块却沉在水底？2答：水对桥墩的底部没有向上的压力,由压力差法知桥墩没有受到向上的浮力。1874年8月的一天，在大西洋亚速尔群岛的西南方，有一艘深海考察潜艇，为研究海底矿产资源的分布，正在向深处下潜。舱内的考察人员被海底迷人的景色陶醉了，致使下潜速度过大，船体猛然撞到海底，陷入海底的沉积物中了。船员把潜艇水舱中的水全部排出，企图上浮。奇怪的是，潜艇丝毫不动，像被海底“吸”住一样。这是为什么？难道浮力真的消失了吗？怎么办？你能替他们想出摆脱困境的办法吗？浮力消失了吗？当物体与容器底部紧密接触时，两个接触面间就没有液体渗入，物体的下表面不再受液体对它向上的压强，液体对它就失去了向上托的力，浮力当然随之消失了。注意：若物体与容器底紧密接触呢？由于物体没有受到向上的压力，所以F浮=0例：桥墩船陷入海底木桩可见，要产生浮力，必须有向上的压力1874年8月的一天，在大西洋亚速尔群岛的西南方，有一艘深海考察潜艇，为研究海底矿产资源的分布，正在向深处下潜。舱内的考察人员被海底迷人的景色陶醉了，致使下潜速度过大，船体猛然撞到海底，陷入海底的沉积物中了。船员把潜艇水舱中的水全部排出，企图上浮。奇怪的是，潜艇丝毫不动，像被海底“吸”住一样。这是为什么？难道浮力真的消失了吗？怎么办？你能替他们想出摆脱困境的办法吗？打捞沉船总结：1、浮力是液体对物体上、下底面的压力差形成的。2、一个物体的底部与容器的底部完全密合，由于物体上、下底面不能形成压力差，故物体不受浮力作用。F浮=F向上－F向下练一练：判断正误1.浮力产生的原因是物体上下表面所受的压强差。3.液体对物体存在压力，就会产生浮力。2.轻的物体在液体里就上浮，重的物体在液体里就下沉。（对）（错）（错）如图所示，两个正方体物块A、B分别与容器底部和侧壁紧密接触（即容器壁与物体间无液体），往容器中倒水。则下列说法正确的是（）A.都受浮力B.都不受浮力C.A物块受浮力、B物块不受浮力D.A物块不受浮力、B物块受浮力ABC有一长方体木块，平放在水中，上表面受到水向下的压力为5牛，受到水的浮力为9.8牛，那么下表面受到水向上的压力为多大?F向上=F浮+F向下=9.8牛+5牛=14.8牛物体处于密度为ρ的液体中,物体体积为V,物体的上下表面受到液体的压力分别为F1、F2，则下列叙述正确的是（）AF1一定大于F2BF2一定大于F1CF浮=F2-F1DF浮=ρgVF1F2D有一实心长方体金属块挂在弹簧秤上，静止时弹簧秤读数为F1；将此金属块全部浸没在水中，静止时弹簧秤示数为F2。据此实验及所得数据，一定不能求出的量是（）A金属块上、下表面压力差B金属块上、下表面压强差C金属块的质量D金属块的密度B2.浮力的计算例1：如图所示，边长为10厘米的正方体，其上表面距水面2厘米请分别用阿基米德原理和求压力差的办法来计算它受到的浮力。已知：ρ=1.0×103千克/米3，9.8牛/千克，V物=(0.1米)3=0.001米3，h上=0.02,h下=0.02米+0.1米=0.12米，S上=S下=(0.1米)2=0.01米2求：F浮解：（1）用阿基米德原理来计算V排=V物=0.001米3F浮=ρ液·g·V排（2）用压力差的办法计算：F向上=P下·S下=ρ液·g·h下·S下F向下=P上·S上=ρ液·g·h上·S上F向上－F向下可见，F浮=F向上－F向下=1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×0.001米3=9.8牛=1.0×103千克/米3×0.12米×0.01米2=11.76牛=1.0×103千克/米3×0.02米×0.01米2=1.96牛=11.76牛－1.96牛=9.8牛例2：如图所示，边长为20厘米的正方体木块，其下表面距水面15厘米，试求：（1）上、下表面受到的液体的压力差；（2）木块排开的水重。已知：ρ液=1.0×103千克/米3，g=9.8牛/千克，h上=0米，h下=0.15米，S上=S下=(0.2米)2=0.04米2，V排=0.2米×0.2米×0.15米=0.006米3求：（1）F向上－F向下；（2）G排解：（1）F向上=P下·S下=ρ液·g·h下·S下F向下=P上·S上=ρ液·g·h上·S上F向上－F向下=58.8牛－0牛=58.8牛（2）G排=ρ液·g·V排由此可见，部分浸入液体的物体所受的浮力，也等于液体对物体向上的压力和向下的压力之差。=1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×0.15米×0.04米2=58.8牛=1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×0米×0.04米2=0牛=1.0×10×103千克/米3×9.8牛/千克×0.006米3=58.8牛例题1:如图所示:A.B.C三个物体体积相等,浸没在液体中。它们的底部均与容器底部紧密结合,此三个物体所受浮力情况如何？ABCBA习题:一桥墩浸没在水中的体积是25m,它所受到的浮力为()牛。30