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浮力
作者:佚名 文章来源:人教网 点击数: 更新时间:2007-1-21 0:18:17 | 【字体:

    概念:浸在液体或气体中的物体,受到液体或气体对它向上的作用,这个力称为浮力

    浮力是由于液体或气体对物体向上、向下的压力差产生的。在液体内,不同深度处的压强不同。物体上、下面浸没在液体中的深度不同,物体下部受到液体向上的压强较大,压力也较大,可以证明,浮力等于物体所受液体向上、向下的压力之差。


    漂浮于流体表面或浸没于流体之中的物体,受到各方向流体静压力的向上合力。其大小等于被物体排开流体的重力。例如石块的重力大于其同体积水的重量,则下沉到水底。木料或船体的重力等于其浸入水中部分所排开的水重,所以浮于水面。气球的重量比它同体积空气的重力小,即浮力大于重力,所以会上升。这种浸在水中或空气中,受到水或空气将物体向上托的力叫“浮力”。例如,从井里提一桶水,在未离开水面之前比离开水面之后要轻些,这是因为桶受到水的浮力。不仅是水,例如酒精、煤油或水银等所有的液体,对浸在它里面的物体都有浮力。

    产生浮力的原因,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量。当一个浮体的顶部界面接触不到液体时,则只有作用在底部界面向上的压力才会产生浮力。至于一个位于容器底面上的物体,并和容器底面密切接触,那它就只能受到向下作用于物体表面的液体压力下,所以这个物体不受浮力作用,这种现象并不多,因为只要其间有一层很薄的液膜,就能传递压强,底面就有向上的压力,物体上下表面有了压力差,物体就会受到浮力。


 较严密的定义

    物体浸在静止的流体(液体,气体)中,四面八方为流体所包围,处于静止状态时,受到的四面八方的压力的合力,称为浮力。

    这样定义的浮力完全满足阿基米德定律:物体受到的浮力的大小等于它排开的流体的重力的大小。

    气体的密度为ρ1,液体的密度为ρ2,三个物体的体积都是V,其中物体B排开的气体体积是V1,排开的液体体积是V2

    根据阿基米德定律,物体A受到的浮力为:FA=ρ1gV

    物体B受到的浮力为:FB=ρ1gV1+ρ2gV2

    其中第一项往往可以忽略(下面的例题1中忽略了这一项);物体C受到的浮力为:FC=ρ2gV

   

对浮力的定义还需要作一点补充:在静止的气体和液体中,四面八方为液体和气体包围的物体发生平动时,受到的周围液体和气体施加的作用力的合力可以分成两部分,一部分竖直向上,大小等于排开的液体和固体的重力的大小,这部分称为浮力,另一部分一般跟速度方向相反,称为媒质阻力(介质阻力)。

文章录入:ftang    责任编辑:ftang 
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