Question

如图所示，在研究浮力是如何产生的问题时，设想有一个底面积为S，高为h的长方体物块浸没在水中，由于水对长方体上表面的压力F₁和下表面的压力F₂不同，从而产生了对物块的浮力。图中长方体物块上下底面积S＝50cm²，h₁＝5cm， h₂＝20cm。（已知ρ_水=1.0×10³ kg/m³）则：

电流值偏大

（1）求长方体物块底部受到水的压强；

（2）长方体物块受到水的浮力为多大；

（3）请利用浮力产生的原因推导出：F_浮＝ρ_液gV_排

Answer

（1）2×103 Pa（2）7.5N（3）因为浮力的产生原因是：F浮＝ F2-F1；F2＝p2S＝ρ液gh2S；F1＝p1S＝ρ液gh1S；所以 F浮＝ F2-F1＝ρ液gh2S-ρ液gh1S ＝ρ液g（h2-h1）S＝ρ液ghS ＝ρ液gv排

【解析】

试题分析：（1）p =ρ水g h2 = 1.0×103 kg/m3×10N/kg×0.2m = 2×103 Pa

（2）F浮＝ρ水gv排 = 1.0×103 kg/m3×10N/kg×50×10-4m2×0.15m = 7.5N

（3）因为浮力的产生原因是：F浮＝ F2-F1

F2＝p2S＝ρ液gh2S；F1＝p1S＝ρ液gh1S

所以 F浮=F2-F1=ρ液gh2S-ρ液gh1S=ρ液g（h2-h1）S＝ρ液ghS ＝ρ液gv排

考点：液体压强计算公式的应用；阿基米德原理