浮力概念

浸在液體或氣體里的物體受到液體或氣體向上托的力叫做浮力。

簡(jiǎn)單解釋

浮力的方向豎直向上,。浮力產(chǎn)生的原因：浸在液體或氣體里的物體受到的上,、下表面壓力差。

浮力：浸在液體(或氣體)里的物體受到液體(或氣體)向上托的力,。

浮心定義

浮力的作用點(diǎn)稱(chēng)為浮心,。浮心顯然與所排開(kāi)液體體積的形心重合。

沉浮條件

上浮F浮>G物ρ物<ρ液>

漂浮F浮=G物 ρ物<ρ液>

懸?。ㄈ拷谒校?F浮=G物 ρ物=ρ液

下沉F浮ρ液

ρ物指的是物體浸在水中部分的平均密度

產(chǎn)生原因

浸在液體中的物體，當(dāng)它所受的浮力大于重力時(shí)，物體上??；當(dāng)它所受的浮力小于所受的重力時(shí)，物體下沉,；當(dāng)它所受的浮力與所受的重力相等時(shí),，物體懸浮在液體中，或漂浮在液體表面上,。

浮力的產(chǎn)生原因是因?yàn)槲矬w下表面受到向上的壓力大于物體上表面受到的向下的壓力,。

例如，右圖：兩個(gè)氣球,，分別代表空氣和水,。當(dāng)任何一方侵入另一方，另一方的體積就會(huì)發(fā)生變化,，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向上的浮力,。

浮力發(fā)現(xiàn)

公元前245年，赫農(nóng)王命令阿基米德（Archimedes）鑒定一個(gè)皇冠,。赫農(nóng)王給金匠一塊金子讓他做一頂純金的皇冠,。做好的皇冠盡管與先前的金子一樣重，但國(guó)王還是懷疑金匠摻假了,。他命令阿基米德鑒定皇冠是不是純金的,，但是不允許破壞皇冠。這似乎是件不可能的事情,。在公共浴室內(nèi),，阿基米德注意到他的胳膊浮到了水面上。這時(shí)他腦中閃現(xiàn)出一絲模糊的想法,。他把胳膊完全放進(jìn)水中全身放松,，這時(shí)胳膊又浮到水面上。

浮力

他站了起來(lái),，浴盆四周的水位下降,；再坐下去時(shí)，浴盆中的水位又上升了,。

他躺在浴盆中,，水位則變得更高了，而他也感覺(jué)到自己變輕了,。他站起來(lái)后,，水位下降，他則感覺(jué)到自己重了,。一定是水對(duì)身體產(chǎn)生向上的浮力才使得他感到自己輕了,。

他把差不多一樣大的石塊和木塊同時(shí)放入浴盆,，浸入水中。石塊下沉到水里,，但是他能感覺(jué)到石塊變輕了,。而且，他必須要向下按著木塊才能把它完全浸沒(méi)水中,。這表明在下沉的情況下,，浮力與物體的排水量（物體體積）有關(guān)，而不與物體重量有關(guān),。物體在水中感覺(jué)有多重一定與它的密度（物體單位體積的質(zhì)量）有關(guān),。

阿基米德因此找到了解決國(guó)王問(wèn)題的方法，問(wèn)題關(guān)鍵在于密度,。如果皇冠里面含有其他金屬,，它的密度會(huì)不相同，在重量相等的情況下,，這個(gè)皇冠的體積是不同的,。

把皇冠和等重的金子放進(jìn)水里，結(jié)果發(fā)現(xiàn)皇冠排出的水量比金子的大,，這表明皇冠是摻假的,。

最重要的是，阿基米德發(fā)現(xiàn)了浮力原理,，即水對(duì)物體的浮力等于物體所排出水的重量。

浮力公式

公式推算

假設(shè)有一正方體沉于水中,，

F浮=ρgh2*S-ρgh1*S（可適用于完全或稍微浸沒(méi)在水中）

=ρgS*Δh

=ρ液gV排(通用)

=G排液

當(dāng)物體懸浮或漂浮時(shí),，F(xiàn) 浮=G物=m物g

說(shuō)明

（1）h2為正方體下表面到水面距離，h1為正方體上表面到水面距離,，Δh為正方體之高,。

浮力圖冊(cè)

（2）“F浮=ρ液gV排=G排液”最重要。

F浮=ρ液gV排的公式推導(dǎo)：浮力=排開(kāi)液體所受重力——F浮=G(物體所受重力)排液=m排液g =ρ液gV排所以有F浮+G=0

（3）給出沉浮條件（實(shí)心物體,，如果是空心物體,，則下面公式中的密度表示物體的平均密度，即物體的總質(zhì)量除以總體積得到的結(jié)果）

對(duì)于浸沒(méi)在液體中的物體

1.若F浮>G物,，即ρ物<ρ液,，物體上浮>

2.若F浮ρ液,，物體下沉

3.若F浮=G物，即ρ物=ρ液,，物體懸浮

4.ρ物>ρ液,， 沉底,，G物=F浮+F杯底對(duì)物的支持力（三力平衡）

露排比公式

如果漂浮（這是重要前提）,，則：ρ物∶ρ液=V排∶V物,。

其中，V物=V排+V露

它的變式

1．（ρ液-ρ物）∶ρ液=V露∶V物

2． ρ物∶（ρ液-ρ物）=V排∶V露

證明：∵漂浮

∴F浮=G物,，即ρ液gV排=ρ物gV物,，即ρ液V排=ρ物V物，即ρ物∶ρ液=V排∶V物（交叉相乘）

四種公式

示重差法（稱(chēng)重法）：F浮=G-F拉（空氣中重力減去彈簧測(cè)力計(jì)拉力）（用彈簧測(cè)力計(jì)）

公式法：F浮=G排=m排g=ρ液gV排

漂浮法：F浮=G物（又叫平衡法）

壓力差法：F浮=F向上-F向下（上下壓力差）

特例：當(dāng)物體和容器底部緊密接觸時(shí),，即物體下部沒(méi)有液體,。此時(shí)物體沒(méi)有受到液體向上的壓力，即F浮=0

阿基米德原理

物體浸在液體中排開(kāi)液體的重力等于物體浸在液體中受到的浮力,。即F浮=G液排=ρ液gV排,。（V排表示物體排開(kāi)液體的體積）

計(jì)算公式

稱(chēng)量法

浮力圖冊(cè)

該法適用于各種浮力探究題計(jì)算，常常和彈簧該法在上述浮力公式的推算已經(jīng)很詳細(xì)了,，只是說(shuō)在漂浮與懸浮時(shí)F浮=G物 ,，且F=G-F

附加適用于推算浮力的公式

G物=ρ物gV物

當(dāng)懸浮與下沉?xí)r

V物=V排

1.如何調(diào)節(jié)浮力的大小

空心伐

木頭漂浮于水面是因?yàn)槟静牡拿芏刃∮谒拿芏取０褬?shù)木挖成“空心”就成了獨(dú)木舟,，自身重力變小,，可承載較多人，獨(dú)木舟排開(kāi)水的體積變大,，增大了可利用的浮力.牙膏卷成一團(tuán),，沉于水底，而“空心”的牙膏皮可浮在水面上,，說(shuō)明“空心”可調(diào)節(jié)浮力與重力的關(guān)系,。采用“空心”增大體積，從而增大浮力,，使物體能漂浮在液面上.

2．輪船

浮力圖冊(cè)

輪船能漂浮在水面的原理：鋼鐵制造的輪船,，由于船體做成空心的，使它排開(kāi)水的體積增大,，受到的浮力增大,，這時(shí)船受到的浮力等于自身的重力，所以能浮在水面上,。它是利用物體漂浮在液面的條件F浮=G來(lái)工作的,，只要船的重力不變，無(wú)論船在海里還是河里,，它受到的浮力不變,。（只是海水河水密度不同，輪船的吃水線不同）根據(jù)阿基米德原理,，F(xiàn)浮=ρ液gV排,，它在海里和河里浸入水中的體積不同.輪船的大小通常用它的排水量來(lái)表示,。所謂排水量就是指輪船在滿載時(shí)排開(kāi)水的質(zhì)量.輪船滿載時(shí)受到的浮力F浮=G排=m排g.而輪船是漂浮在液面上的，F(xiàn)浮=G船+G貨=m船g+m貨g,，因此有m排=m船+m貨,。

3．潛水艇

浸沒(méi)在水中的潛水艇排開(kāi)水的體積，無(wú)論下潛多深,，始終不變,，所以潛水艇所受的浮力始終不變.潛水艇的上浮和下沉是靠壓縮空氣調(diào)節(jié)水艙里水的多少來(lái)控制自身的重力而實(shí)現(xiàn)的（改變自身重力：排水充水）。若要下沉,，可充水,，使F浮G.在潛水艇浮出海面的過(guò)程中，因?yàn)榕砰_(kāi)水的體積減小,，所以浮力逐漸減小,，當(dāng)它在海面上行駛時(shí)，受到的浮力大小等于潛水艇的重力（漂?。?。

4．氣球和飛艇

氣球和飛艇里充的是密度小于空氣的氣體，熱氣球里充的是被燃燒器加熱,、體積膨脹,、密度變小了的熱空氣.F浮=ρ空氣gV,G球=ρ氣gV+G殼，當(dāng)F浮≥G球時(shí),，氣球或飛艇可升上天空,。若要使充氦氣或氫氣的氣球或飛艇降回地面，可以放出球內(nèi)的一部分氣體,，使氣球積縮小,，浮力減小，使浮力小于G球.對(duì)于熱氣球,，只要停止加熱，熱空氣冷卻,，氣球體積就會(huì)縮小,，減小浮力，使浮力小于G球而降回地面,。（同理,，熱空氣的向上，冷空氣的向下,，形成了對(duì)流：風(fēng)）

浮力圖冊(cè)

5．密度計(jì)

密度計(jì)是利用物體浮在液面的條件來(lái)工作的,，用密度計(jì)測(cè)量液體的密度時(shí)，它受到的浮力總等于它的重力,，由于密度計(jì)制作好后它的重力就確定了,，所以它在不同液體中漂浮時(shí)所受到的浮力都相同,，根據(jù)可知：待測(cè)液體的密度越大，密度計(jì)浸入液體中的體積則越小,，露出部分的體積就越大,；反之待測(cè)液體密度越小，密度計(jì)浸入液體中的體積則越大,，露出部分的體積就越小,，所以密度計(jì)上的刻度值是“上小下大”。

6. 煮湯圓

湯圓剛放入水中時(shí),，湯圓受到的浮力小于重力,；湯圓煮熟時(shí)，它的體積增大,，浮力也隨之增大,。湯圓剛放入水中時(shí)：①∵F浮ρ液體,，∴（湯圓）下沉；湯圓煮熟時(shí)：①∵煮熟后湯圓體積增大,，浮力也增大,，∴F浮力>G，上??；②∵ρ物<ρ液，∴上浮,。>

疑問(wèn)解答

附著在水底的氣泡為什么不上??？

很多時(shí)候我們會(huì)看到一些氣泡附著在水下的物體上不上浮，如果知道有關(guān)“粘滯性”的知識(shí)的話就不會(huì)感到奇怪了,。超流體中不會(huì)出現(xiàn)有氣泡不上浮的現(xiàn)象,，但日常所見(jiàn)的水不是超流體，水是有粘滯性的,，雖然水的粘滯性很小,，一般情況下小于浮力。熬碗糨糊,，就會(huì)看到更多的氣泡不上浮現(xiàn)象的,。小氣泡不會(huì)上浮，是由于水分子與容器壁間具有一種相互吸附的力,，這個(gè)力十分微小,，浮力總是比它要大的,！

加熱的水中會(huì)產(chǎn)生氣泡，是因?yàn)殡S著水溫的升高,，水對(duì)空氣的溶解能力下降,，飽和后多余的空氣被析解出來(lái)并聚集形成氣泡。在此過(guò)程中由于容器壁是粗糙的,，氣泡很容易首先被吸附在容器壁上,，如果沒(méi)有浮力作用這些氣泡將會(huì)永遠(yuǎn)被吸附在同一位置上，直到氣泡中的空氣被再次溶解,，顯然通常情況下是不會(huì)有這么頑強(qiáng)的氣泡的,。你用透明的杯子盛一杯可樂(lè)，杯壁上會(huì)有很多氣泡吧,？放上兩天,，還有氣泡么？因?yàn)閴毫p小而溢出的二氧化碳在敞口杯中是不可能被二次溶解的,，它們上哪兒了,？水的粘滯性和粗糙的容器壁的吸附力是能讓小氣泡暫時(shí)升不起來(lái)，但這并不證明它們沒(méi)受浮力作用,。只要時(shí)間足夠長(zhǎng),，浮力最終是會(huì)戰(zhàn)勝其它力的效應(yīng)，最終把氣泡推上來(lái)的,。

失重狀態(tài)下還有浮力么,？

浮力

失重狀態(tài)有兩種情況，一是完全失重,，二是不完全失重,。在地球表面附近，當(dāng)物體有向下的加速度時(shí),，物體即處于失重狀態(tài),，如果加速度小于自由落體加速度，則處于不完全失重狀態(tài),，如果加速度等于自由落體加速度,，則物體處于完全失重狀態(tài)。

當(dāng)液體和浸入在液體內(nèi)部的物體處于完全失重狀態(tài)的情況下,，物體不受到浮力的作用；而處于不完全失重的狀態(tài)下,，浮力仍存在,，但比通常情況下的浮力要減小一些。這是由于當(dāng)液體不受重力時(shí),，其無(wú)法流動(dòng),，且在無(wú)重力時(shí)流體內(nèi)壓強(qiáng)不再存在,，而浮力產(chǎn)生原因?yàn)槲矬w受到的上下表面壓力差（前提是壓強(qiáng)差），所以完全失重時(shí)物體將不再受到浮力,。

同一物質(zhì)間是否存在浮力作用,？

沒(méi)有其它物體的時(shí)候，只要有密度差,，熱水和冷水間也是有浮力作用的,，否則熱循環(huán)就是不可能的。熱對(duì)流的產(chǎn)生就是由于熱水密度比較小所以被冷水的浮力推上來(lái)了,，雖然冷水和熱水并不是兩種物體,。當(dāng)然，熱量除了對(duì)流之外還有擴(kuò)散,、輻射等多種傳播方式,，某些加熱器位于上部的“熱得快”能加熱到底部的水是很正常的，水導(dǎo)熱本來(lái)就是很快的,。即使流體中沒(méi)有其它物體,，只要有密度差、有引力,，就有浮力現(xiàn)象,。接觸當(dāng)然是必要的，浮力不可能隔空傳遞,。

位于容器底部的物體是否仍然受浮力作用,？

有人說(shuō)一個(gè)位于容器底面上的物體，并和容器底面密切接觸,，那它就只能受到向下作用于物體表面的液體壓力下,，所以這個(gè)物體不受浮力作 用。

上面這段話并不是完全正確的,，它成立需要兩個(gè)條件：

物體的側(cè)表面必須是豎直或向內(nèi)傾斜的,，不能向外傾斜；

物體的下表面必須在技術(shù)上保證與容器底緊密接觸,，不能有液體滲入其間,。

沉在水底的物體實(shí)際上是受到三個(gè)力的作用：受的水的浮力，容 器對(duì)它的支持力,，以及自身重力

這時(shí)受力情況：F浮+F支=G物

當(dāng)然如果物體是在水底與容器接觸的地方?jīng)]有空氣（真空）時(shí),，那么物體就沒(méi)有受到水的浮力作用。

解釋不同液體間的分層現(xiàn)象,？

不同液體間的分層現(xiàn)象仍是浮力作用的結(jié)果,，其根本原因是不同液體的密度不同（見(jiàn)前面的物體的浮沉條件），而不分層的混合液如果并沒(méi)有相互溶解的話，可能就是它們的密度極其接近,，這和水中氣泡暫時(shí)不上浮的現(xiàn)象是類(lèi)似的,。靜置一段時(shí)間，或者用離心機(jī)加速度強(qiáng)化重力效應(yīng),，它們是能夠被沉淀或分離出層次來(lái)的,。

液體分層時(shí)，計(jì)算浮力的V排在哪里,？

有的學(xué)生對(duì)于油漂浮在水面上的現(xiàn)象,，認(rèn)為油根本沒(méi)有排開(kāi)水，怎么會(huì)受到浮力呢,？比如肉湯碗中水面上的一層油,，它的V排是多少呢？

其實(shí)上面的問(wèn)題中,，由于容器的形狀限制,，油排開(kāi)的水根本不能通過(guò)溢出碗等方式顯現(xiàn)出來(lái)，但并不是油沒(méi)有排開(kāi)水,，只是我們沒(méi)有看到,。有下面兩個(gè)方法將這個(gè)V排顯示出來(lái)：1.將水倒在光滑的水泥地面上，水漬會(huì)有一定的面積,，此時(shí),，在水漬中央輕輕倒上一些油，你會(huì)發(fā)現(xiàn)在油的擠壓下,，水漬的分布面積擴(kuò)大了,，這表明油確實(shí)排開(kāi)了水。2.取一個(gè)兩端開(kāi)口的U形管（連通器）,，放入一些水,，在其中一個(gè)管口倒入油，你會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)管中的水面會(huì)下降一些,，而另一個(gè)管中的水面相應(yīng)地上升,，這兩個(gè)管中水面的高度差，再乘以管的截面積,，就是油排開(kāi)的水的體積,。

液體能否浮起比其自身重力更大的物體？

浮力圖冊(cè)

有人根據(jù)阿基米德原理的表述認(rèn)為液體不能浮起比其自身重力更大的物體,，其實(shí)這是一個(gè)錯(cuò)誤的推論,，原因是原理中表述的是“浮力等于物體排開(kāi)的液體受到的重力”，注意這里的關(guān)鍵是“排開(kāi)”,，通過(guò)巧妙設(shè)計(jì),，我們完全可以做到讓“物體排開(kāi)的液體的體積”大于“液體原來(lái)的總體積”（加引號(hào)是為了引起注意),。

例如：取一個(gè)圓柱形容器，再加工出一個(gè)直徑比容器的內(nèi)徑稍小一點(diǎn)的圓柱形木塊,，讓兩個(gè)圓柱體等高，以利于觀察,。在容器中倒入很少量的水（關(guān)鍵是要使水的質(zhì)量要遠(yuǎn)小于圓柱體木塊質(zhì)量）,，再將圓柱體木塊放入容器中，你會(huì)發(fā)現(xiàn)水在圓柱體的四周上升起來(lái),，將木塊浮起（效果就是木塊比容器口高出一些來(lái)）,。

浮力之惑

浮力之惑：浮力作為一種力，當(dāng)今缺少一種能直接測(cè)量浮力大小的工具,。

質(zhì)疑篇

一,、壓力差的局限性

一個(gè)底面積為12.56平方米,高2米的木質(zhì)圓錐體，錐尖向下浸沒(méi)于水下20米處,。因?yàn)閴毫Φ扔趬簭?qiáng)乘以面積,所以它上表面受到向下的壓力大于下表面受到向上的壓力,，根據(jù)壓力差推論，它會(huì)沉沒(méi)水底,。但阿基米德定律認(rèn)為,，它的物重小于它排出的水重，木錐會(huì)浮出水面,。何況圓錐體是木頭做的,，而木頭會(huì)浮出水面，這是自然現(xiàn)象的常識(shí),。

1,、為什么壓力差的推論與自然現(xiàn)象相反呢？

解答：1,、不相反,。水作用在圓錐側(cè)面上的壓力的方向是斜著的，真正起著浮力作用的是其中豎直向上的分量,，而且隨著深度加深此分量逐漸加大,，通過(guò)積分式可知此時(shí)的壓力差依然等于ρgV

2、圓錐體錐尖向下或向上,，根據(jù)壓力差計(jì)算的結(jié)果,，它們受到的浮力是不相同的。但它們排出的水都一樣重,，根據(jù)阿基米德定律,，它們受到的浮力應(yīng)相等。為什么壓力差和阿基米德定律得出的結(jié)論不一樣,？

浮力圖冊(cè)

解答：原理同1一樣,，只是因?yàn)閳A錐體相反放置后，錐面上的壓力積分式不同，導(dǎo)致其值變小,，因此總的壓力差仍然相等,，等于ρgV

3、物體受到的浮力大小與物體在水中的形狀,、形態(tài)有關(guān)嗎,？

解答：無(wú)關(guān)，只與其在水中排開(kāi)的體積有關(guān),。但形狀不規(guī)則時(shí),，浮力需寫(xiě)成積分式。

4,、壓力差能不能解釋各種形狀（包括不規(guī)則）物體在水中受到的浮力大小及其產(chǎn)生的原因,。

解答：能，原理同3

5,、如果壓力差的適用只局限在個(gè)別,、少數(shù)形狀的物體。那么這個(gè)片面的推論能說(shuō)明產(chǎn)生浮力的真正原因嗎,？

解答：在前面的1,，2，3,，4中已經(jīng)說(shuō)明了壓力差并無(wú)局限性,，因此第5問(wèn)的提出的問(wèn)題不成立。

二,、壓力差的矛盾性

把一個(gè)底面光滑的木塊放進(jìn)裝有底閥的玻璃缸內(nèi),。用手把木塊按住，然后往水里放水,，淹沒(méi)木塊后,，又打開(kāi)閥門(mén)把水放盡,。這時(shí)候拿起木塊,，如果檢查它的底面與缸接觸部位沒(méi)有水,。就又重新放進(jìn)缸里,，再用手按住，放滿水,。松手后,，我們驚牙地發(fā)現(xiàn)：木塊會(huì)自動(dòng)浮起,。（也可以用一些輔助辦法讓木塊的底面無(wú)水,。比如在木塊與缸底接觸的四周糊上漿糊,，防止進(jìn)水。但不能增加木塊上浮的外來(lái)阻力,。因?yàn)闅怏w的浮力性質(zhì)與液體相同,，所以也可以在空氣里作類(lèi)似實(shí)驗(yàn)）根據(jù)壓力差推論：如果浸沒(méi)在缸里的木塊底面沒(méi)有水,，那么它就沒(méi)有受到水向上的壓力，只受到水向下的壓力,。

1,、為什么實(shí)驗(yàn)結(jié)果與壓力差結(jié)論自相矛盾？

2,、實(shí)驗(yàn)中的木塊在缸里排出了與它體積相等的水,，根據(jù)阿基米德定律，它受到了浮力大小等于它排出的水重,。為什么壓力差卻認(rèn)為木塊沒(méi)有受到浮力呢？它們之間孰對(duì)孰錯(cuò),？

3,、如果浸沒(méi)在水里的木塊底面沒(méi)有水，而它依然受到了浮力,。那么,，這個(gè)浮力是怎樣產(chǎn)生的呢？

解答：實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有保證木塊底部是光滑的,，也就是說(shuō),，無(wú)法確保木塊底部絕對(duì)不會(huì)進(jìn)水，因此這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是經(jīng)不起推敲的,。故1,，2，3問(wèn)均屬于無(wú)效提問(wèn),。

三,、阿基米德定律的矛盾

有甲、乙,、丙三只相同質(zhì)量,、體積的模型鐵船，用手給甲船施加壓力,，使之沉入水底,。把乙船斜放入水，讓其自然沉入水底,，而丙船則浮在水面上,。

1、從實(shí)驗(yàn)的結(jié)果來(lái)看：甲船排出的水最多,，乙船排出的水最少,。根據(jù)阿基米德定律我們知道：甲船受到的浮力最大，丙船次之,，而乙船受到的浮力最小,。雖然甲船和乙船排出的水重各異,，但由于甲船和乙船都沉入水底，它們相同部位在同一水平面上,，受到的壓強(qiáng)相同,。根據(jù)壓力差計(jì)算，它們受到的浮力大小應(yīng)相等,。

①壓力差和阿基米德定律應(yīng)該是什么關(guān)系,？

②它們之間為什么矛盾重重？這些矛盾該如何解釋?zhuān)?/p>

2,、根據(jù)書(shū)中浮力章節(jié)研究物體浮沉的實(shí)驗(yàn)得知：當(dāng)物體排出的水重大于它的物重時(shí),，物體浮起?？杉状懦龅乃匾泊笥谒拇?，為什么甲船卻沒(méi)有上浮呢？

3,、丙船排出的水重大于乙船,，受到的浮力也應(yīng)比乙船大。但乙船和甲船同沉水底,，根據(jù)壓力差它們受到的浮力相等,。而甲船排出的水重又大于丙，甲,、乙,、丙三船究竟誰(shuí)受到的浮力最大？

解答：無(wú)有矛盾,，此乃出題人自縛手腳,，且聽(tīng)解答：設(shè)甲乙丙三艘船均是完全一樣的實(shí)心鐵船，那么甲船在沉入水底后,，船艙內(nèi)進(jìn)水,，最終的排水量V排=鐵的體積，乙船同理,。所以題設(shè)中“雖然甲船和乙船排出的水重各異”一句完全是錯(cuò)的,。

浮力

四、物體是怎樣浮上來(lái)的

沉沒(méi)在水底的物體,，當(dāng)它的重量小于排出的液重時(shí),，物體就會(huì)浮上來(lái)。物體浮上來(lái),，自然是因?yàn)槭艿搅烁×?，但浮力是怎樣作用于物體而使它上浮的呢？壓力差認(rèn)為 ：物體四側(cè)受到的壓力平衡而相互抵消,只有底面受到向上的壓力,，上浮的動(dòng)能理應(yīng)由此獲得,。但我們要注意,，這個(gè)向上的壓力是由水的壓強(qiáng)產(chǎn)生，而在同一水面,，水向各個(gè)方向產(chǎn)生的壓強(qiáng)相等,。向上的壓力如同支持力一樣只對(duì)物體起支撐作用。并不能對(duì)物體作功而促使物體上浮,。既然物體底面的壓力不能產(chǎn)生物體上浮的動(dòng)能,，那浮力是怎樣作用于物體而讓它上浮的呢？

解答：物體上浮時(shí),，下方壓力做正功,，使動(dòng)能增加，上方壓力做負(fù)功,，使動(dòng)能減少,，而且因?yàn)橄路降膲毫Υ笥谏戏降膲毫Γ哉Υ笥谪?fù)功,，所以物體總動(dòng)能增加。

浮力之惑 釋疑篇

一,、無(wú)論是浮在液體表面還是沉沒(méi)在液中,，一切浸在液里的物體都受到液體對(duì)它產(chǎn)生的向上的托力,我們把這個(gè)向上的托力就叫著浮力.

液體為什么會(huì)產(chǎn)生浮力呢?

二、我們知道水能浮起皮球,、樹(shù)木,、救生圈、橡皮艇等許多物體,，但當(dāng)水凝結(jié)成冰后,，卻對(duì)這些物體失去了浮力。為什么同一種物質(zhì),，當(dāng)它從液體變成固體時(shí)就沒(méi)有了浮力,？

1、這是因?yàn)楦×κ且后w的一種特殊性質(zhì),。

2,、浮力的產(chǎn)生是由液體自身的特性決定的。

①流動(dòng)性：液體總是由高處流向低處,，或壓強(qiáng)大的一方向壓強(qiáng)小的一方流動(dòng),。

如果沒(méi)有流動(dòng)性,物體就不會(huì)浮起或沉下,也不會(huì)有海洋暖流.

②壓強(qiáng)的特殊性：液體在同一水平面上，它向各個(gè)方向產(chǎn)生的壓強(qiáng)相等,。

由于這個(gè)性質(zhì),液體成了一個(gè)相互聯(lián)系的整體.當(dāng)它任何一點(diǎn)壓強(qiáng)的改變,都能引起相鄰液壓的改變.

3,、壓強(qiáng)是產(chǎn)生浮力的主要原因。

（討論：如果液體之間沒(méi)有壓強(qiáng),，還會(huì)不會(huì)產(chǎn)生浮力,。）

三,、物體是怎樣浮上來(lái)的

把一個(gè)吸滿水的塑膠瓶，瓶口向上,。然后擠壓瓶壁,，水就會(huì)從瓶口向上噴射而出。在這個(gè)過(guò)程中,，手指和瓶子都未向上移動(dòng)位置,，但為什么水卻往上運(yùn)動(dòng)了呢？這是因?yàn)槲覀償D壓瓶壁時(shí),，瓶中水的壓強(qiáng)小于周?chē)勘?、瓶底的壓?qiáng)，這些壓強(qiáng)下面大,、上面小,，而水會(huì)向壓強(qiáng)小的一方流動(dòng)。所以,，當(dāng)我們用手指擠壓時(shí),，在瓶壁、瓶底合力的作用下,，水就會(huì)向上運(yùn)動(dòng),。

水中的木塊向上運(yùn)動(dòng)的原理與之相似。只不過(guò)前者是液體裝在固體里,，后者是固體浸在液體里,。但它們都有一個(gè)共同點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)物體的壓強(qiáng)小于周?chē)膲簭?qiáng)，而且壓強(qiáng)從下到上逐漸減小,。物體運(yùn)動(dòng)是合力作用的結(jié)果,。

浸沒(méi)在水中的木塊之所以會(huì)浮上來(lái)，就是因?yàn)樽陨淼膲簭?qiáng)小于同部位水的壓強(qiáng),，這樣就出現(xiàn)了壓強(qiáng)差,。木塊便受到四周水的擠壓，在底面和四周水壓的共同作用下,，木塊就會(huì)向壓強(qiáng)小的一方流動(dòng)而浮出水面,。

①物體上浮是在底面、四周側(cè)面水壓共同作用下的結(jié)果,。

②浮力是由合力形成的,，并不單單是物體底面向上的壓力。

浮力圖冊(cè)

四,、浮力產(chǎn)生的原因

液體具有流動(dòng)性,，在重力的作用，便向容器壁、容器底流動(dòng)而產(chǎn)生壓力,。由于力的作用是相互的,，容器底和容器壁也對(duì)液體產(chǎn)生一個(gè)反作用力，作用力反作用力在液體之間相互作用,，就產(chǎn)生了壓強(qiáng),。它們大小相等、方向相反,，并與深度成正比,，同一水平面上，液體向各個(gè)方向產(chǎn)生的壓強(qiáng)相同,。在沒(méi)有任何外力的情況下,，液體保持靜止?fàn)顟B(tài)。因?yàn)橐后w具有壓強(qiáng),，它們之間才會(huì)相互支持,，相互聯(lián)系而形成一個(gè)有機(jī)的整體。液體中任何一點(diǎn)液壓的改變,，都會(huì)形成壓強(qiáng)差,，從而引起相鄰液壓的改變。液體就會(huì)打破平衡狀態(tài)產(chǎn)生流動(dòng),。

1,、液體和液體之間相互產(chǎn)生浮力，壓強(qiáng)是產(chǎn)生浮力的原因,。

2、浮力和它受到的壓力大小相等,、方向相反,，液體保持平衡狀態(tài)。

3,、浮力的性質(zhì),、大小并不會(huì)因外來(lái)物體浸入而改變。

五,、浮力定律

壓力差和阿基米德定律在解釋浮力產(chǎn)生的原因和大小時(shí),，都必須要有物體浸在液體里。

液體沒(méi)有任何外來(lái)物體浸入時(shí),，它還會(huì)不會(huì)有浮力,？如果有，我們又應(yīng)該怎樣去解釋產(chǎn)生浮力的原因和大小呢,？

其實(shí),，浮力是液體的一種屬性，由液體自身的特點(diǎn)形成的,，它不會(huì)因外來(lái)物體的浸入而增大或減小,、存在或消亡,。物體在液中的沉浮是物體在浮力作用下反應(yīng)出的一種自然現(xiàn)象。而我們?cè)撊绾瓮高^(guò)這些現(xiàn)象,，去探尋浮力的本質(zhì)呢,？

1、壓強(qiáng)與深度的關(guān)系

人潛入水里,，會(huì)感到發(fā)悶,，是因?yàn)槭艿搅怂膲簭?qiáng)。而水的壓強(qiáng)又與深度成正比,，所以人要潛入到更深的水里,，必須要穿潛水服，而我們到達(dá)深海則需要乘坐特制的潛水艇,。

2,、浮力與壓強(qiáng)（深度）的關(guān)系

我們常常說(shuō)的船只擱淺是怎么回事呢？為什么枯水季節(jié)有些河道不能通航,？淺水港為何不能?？咳f(wàn)噸輪船？其實(shí),，所有問(wèn)題都在告訴我們一個(gè)事實(shí),，物體受到浮力的大小與液體的深度有關(guān)。

當(dāng)船運(yùn)載貨物時(shí),，它的載重量越大,，吃水就越深；載重量越小,，吃水就越淺,。而載重量大需要的浮力也會(huì)大，載重量小,，需要的浮力也小,。因此看來(lái)，浮力的大小與船只在水中的深度成正比,，又正為水的壓強(qiáng)也與它的深度成正比,。所以，我們仔細(xì)研究會(huì)發(fā)現(xiàn),，船只產(chǎn)生的最大壓強(qiáng)與它同深度的水壓是一樣的,，載重量大的船吃水深就是因?yàn)樗鼔簭?qiáng)大的緣故。

既然浮力會(huì)隨著液體的深度增加,，為什么我們做實(shí)驗(yàn)時(shí),，彈簧稱(chēng)的讀數(shù)并不會(huì)隨物體在液中位置的深淺而變化呢？

其實(shí)，彈簧稱(chēng)稱(chēng)量的物體在液中不但要受到浮力,，還同時(shí)受到液體對(duì)它施加的壓力,。物體在液中的位置加深時(shí)，它受到的浮力增大,，而它受到的壓力也在同等的增大,；當(dāng)物體在液中的位置變淺，它受到的浮力減小,，但它受到的壓力也會(huì)同等的減小,。正是因?yàn)楦×蛪毫ν鹊脑黾踊驕p小，彈簧稱(chēng)的讀數(shù)才不會(huì)隨物體在液中位置的深淺而變化,。

3,、浮力與密度的關(guān)系

水和植物油都屬于液體，但它們的浮力是否相同呢,？讓我們先把植物油滲進(jìn)水中,，看看會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象。很快,，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)植物油全部浮在水面上,，并不與水相溶共存，這是什么原因產(chǎn)生的呢,？原來(lái),，植物油的密度比水小，產(chǎn)生的壓強(qiáng)各不相同,，質(zhì)量重的水便會(huì)下沉,，質(zhì)量輕的油便會(huì)上升。輪船從談水河駛?cè)牒＠?，船身?huì)浮起來(lái)一些,，就是因?yàn)楹Ｋ拿芏缺鹊螅母×σ蚕鄳?yīng)增大的緣故,。

總結(jié)以上規(guī)律,，得出如下結(jié)論：

浮力的大小與液體的壓強(qiáng)（深度）成正比,，與它的密度成正比,，與它受到的壓力相等，方向相反,。在沒(méi)有任何外力的作用下,，液體保持靜止?fàn)顟B(tài)。

浮力

六,、物體的浮沉

鐵和石塊在水中下沉,，乒乓球、木頭、救生圈浮在水面上,。同樣的物體也會(huì)因?yàn)橐后w密度的不同而或沉或浮,。

是什么原因決定物體在液體中的沉浮呢？是物體的質(zhì)量和重量么,？

我們知道,，無(wú)論質(zhì)量多大，多重的木頭,，它都會(huì)浮在水面上,，而無(wú)論質(zhì)量多小，多輕的石頭,，它都會(huì)沉入水底，這是為什么呢,？這是因?yàn)槟绢^的密度比水小,，而石頭的密度比水大的緣故。

在沒(méi)有任何外因時(shí),，物體的密度大于液體的密度,，物體沉下，當(dāng)物體的密度小于液體的密度,，物體浮在液體表面,。

為什么物體的沉浮與密度有關(guān)呢？

在同一水平面上,，液體向各個(gè)方向產(chǎn)生的壓強(qiáng)相同,。而木頭的密度小于水，它產(chǎn)生的壓強(qiáng)也小于同體積水的壓強(qiáng),；石頭的密度大于水,，它產(chǎn)生的壓強(qiáng)也就大于同體積水的壓強(qiáng)。當(dāng)木頭或石頭沉沒(méi)水中替換同體積水時(shí),，因?yàn)槟绢^的壓強(qiáng)小于周?chē)膲簭?qiáng)會(huì)浮出水面,，而石頭的壓強(qiáng)大于周?chē)膲簭?qiáng)會(huì)沉入水底。

壓強(qiáng)是決定物體浮沉的重要條件,。

當(dāng)物重大于同體積液重時(shí),，在液中的任何深度它產(chǎn)生的壓強(qiáng)都大于該位置的液壓，物體沉下,。

當(dāng)物重小于同體積液重時(shí),，在液中的任何深度，它產(chǎn)生的壓強(qiáng)都小于該位置的液壓,，物體浮起,。

當(dāng)物重等于同體積液重時(shí),，在液中的任何深度，它產(chǎn)生的壓強(qiáng)都和該位置的液壓相同,。物體懸浮,。

我們把密度大于空氣的氣球升上天，把密度大于水的鋼鐵制造成輪船浮于水,，都是通過(guò)改變物體的壓強(qiáng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,。

七、浮力的利用

從漂浮在河流上的樹(shù)林得到啟示,，古人把木頭挖成空心的獨(dú)木舟,，承載人或貨物，這是對(duì)浮力的最早利用,。

但空心的鐵球并不一定浮起,，實(shí)心的木塊它也不會(huì)沉下。所以,，物體是否空心并不能決定物體的浮沉,。

空心只是利用浮力的一種方法。

浮力圖冊(cè)

人們運(yùn)用這個(gè)道理,，不但把密度輕于水的樹(shù)木制造成船只,，也把密度大于水的鋼鐵制造成軍艦、輪船,。

為什么空心的物體能夠利用浮力呢,？

這是因?yàn)榭招牡奈矬w在水中增大了體積，增加了高度,，并減小了物體的壓強(qiáng),。而壓強(qiáng)就是決定物體浮沉的重要條件。

軍事上用的潛水艇就是用進(jìn)排水的方法,，增加或減輕潛水艇的重量,，從而改變壓強(qiáng)，以此來(lái)控制潛水艇的沉浮,?？招牡难栏嗥ず途沓蓤F(tuán)的牙膏皮它們的重量雖然相同，但前者產(chǎn)生的壓強(qiáng)卻小于后者,，當(dāng)空心牙膏皮產(chǎn)生的壓強(qiáng)小于同高度水深的壓強(qiáng)時(shí),，它就會(huì)浮起。而卷成團(tuán)的牙膏皮產(chǎn)生的壓強(qiáng)大于同體積水產(chǎn)生的壓強(qiáng),，所以會(huì)在水中沉下,。

網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)言

在某些情況下,，浮力通?？勺鳌案＠苯忉?zhuān)瑑?nèi)容多為人民群眾喜聞樂(lè)見(jiàn),，多出現(xiàn)于各種論壇。

浮力的作用線通過(guò)被排開(kāi)流體體積的形心,，形心也稱(chēng)浮力中心（簡(jiǎn)稱(chēng)浮心）,。

浮體一般受到兩個(gè)作用力：一是重力，其作用點(diǎn)即為重心,；另一作用力是浮力,，其作用點(diǎn)是浮心。當(dāng)浮體平衡時(shí),，其重心和浮心在同一條垂線上,。當(dāng)浮體傾斜時(shí)，浮心移到被排開(kāi)流體的新形心上,，浮力作用線鉛垂向上,，它和原來(lái)的重心與浮心的聯(lián)線交于一點(diǎn)，稱(chēng)為定傾中心,。如果定傾中心在重心之下,，則浮體會(huì)傾翻，浮體是轉(zhuǎn)動(dòng)不穩(wěn)定的,；如果定傾中心在重心之上,，則浮體將轉(zhuǎn)回原來(lái)平衡位置，浮體是轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定的,。從重心到定傾中心的距離稱(chēng)為定傾中心高度,，它是浮體穩(wěn)定性的直接量度。