浮力的定義和產生原因

2024年2月16日發(作者：璦琿古城)

浮力的定義和產生原因

一、浮力的定義和產生原因

1、定義：浸在液體或氣體中的物體受到豎直向上托起的力，這個力叫做浮力。

2、施力物體：液體或氣體。

3、受力物體：浸入液體或氣體中的物體。

4、方向：浮力的方向總是豎直向上的。

5、產生原因：以液體為例，浮力是由于浸在液體中的物體上、下表面存在壓力差而產生的。

（1）浸沒在液體中的立方體，左右兩側面、前后兩側面所受液體的壓力大小相等，方向相反，彼此平衡。

（2）上、下兩表面處在液體中不同深度，所受到的液體的壓強不同，受到的壓力也不相等。

（3）下表面所受到的豎直向上的壓力大于上表面所受到的豎直向下的壓力，因而產生了浮力，其大小$F_浮=F_{向上}-F_{向下}$，且浮力的方向總是豎直向上的。

6、提示：

（1）當物體上表面露出液面時，$F_{向下}=0$，則$F_浮=F_{向上}$。如：物體漂浮時，受到的浮力等于液體對它向上的壓力。

（2）浸在液體中的物體不一定都受到浮力。如：橋墩、攔河壩等因其下底面同河床緊密黏合，水對它向上的壓力$F_{向上}=0$，故物體不受浮力作用。

（3）同一物體浸沒在液體的不同深度，上、下表面所受的壓力差不變，浮力不變。

（4）浮力的實質是液體對物體各個表面壓力的合力。因此，在分析物體的受力情況時，浮力和液體的壓力不能同時考慮。

7、計算浮力大小的四種方法：

（1）稱重法：浮力等于物體的重力減去物體浸在液體中時彈簧測力計的示數，即$F_浮=G-F$。

（2）壓力差法：浮力等于物體受到的液體對它向上和向下的壓力差，即$F_浮=F_{向上}-F_{向下}$。

（3）原理法：根據阿基米德原理計算，即$F_浮=G_排=ρ_液gV_排$。

（4）平衡力法：物體漂浮在液面或懸浮在液體中時，由二力平衡的條件得$F_浮=G_物$。

二、浮力的相關例題

小京在做浮力實驗時發現，水中的木塊在升至水面(未露出)的過程中，則木塊受到的浮力和壓強的變化情況是____

A．浮力不變，壓強不變

B．浮力變大，壓強變小

C．浮力變大，壓強變大

D．浮力不變，壓強變小

答案：D

解析：水中的木塊在升至水面（未露出）的過程中，由于沒有露出水面，所以排開水的體積不變，根據阿基米德原理$F=P_水gV_排$可知，木塊受到的浮力不變；木塊上升過程中，所處的深度變小，根據$p=ρgh$可知木塊受到水的壓強變小。

A．浮力不變，壓強不變與分析不相符，故A項與題意不相符；

B．浮力變大，壓強變小與分析不相符，故B項與題意不相符；

C．浮力變大，壓強變大與分析不相符，故C項與題意不相符；

D．浮力不變，壓強變小與分析相符，故D項與題意相符。

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