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浮力产生的原因

 王老师说物理 2021-10-29

我们知道,浸在液体中的物体会受到液体竖直向上的浮力。但是,并不是所有浸在液体中的物体都会受到浮力作用。请看下面的小实验:将一密度比水小的蜡块表面打磨平整,放在一块玻璃板上,把它们一起放入水中,结果蜡块并没有浮起来。

当轻轻晃动玻璃板时,蜡块就浮起来了。

这是为什么呢?

由液体压强特点可知,浸在液体中的物体会受到液体的压力。假设有一个正方体物块浸没在液体中。它的六个表面都会受到液体的压力,水平方向上向左和向右的压力及向前和向后的压力大小相等(同深度液体各方向压强相等)方向相反,作用效果两两抵消,即物块水平方向上受到的液体压力合力为零。但物块上、下两个表面受到的液体压力大小不等,上表面受到的压力小,下表面受到的压力大(上表面位置较浅,受到的液体压强小;下表面位置较深,受到的液体压强大),物块相当于受到了一个竖直向上的力(浮力),这就是浮力产生的原因。所以浮力实质是物体受到的液体压力的合力

回头再看刚才的小实验,刚放入水中时,蜡块下表面与玻璃板紧密接触,蜡块与玻璃板之间没有水,所以蜡块无法受到水向上的压力,也可以说蜡块此时不受浮力,所以无法上浮。

当晃动玻璃板时,蜡块与玻璃板的缝隙间会有水进入,使蜡块下表面受到水向上的压力,从而使蜡块受到浮力,因为蜡的密度比水小,蜡块受到的浮力大于蜡块的重力,蜡块就浮起来了。

利用浮力产生的原因,我们还能得到计算浮力的一种方法:

FF向上F向下

即:浮力等于物体下、上两表面受到的液体压力之差

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