Question

【題目】如圖所示，把一個(gè)底面積為S，高為l的長方體浸沒在密度為ρ的液體中，上、下表面分別距液面為h1和h2 ， 因?yàn)橐后w內(nèi)部存在壓強(qiáng)，所以長方體各表面都受到液體的壓力．

（1）分析圖中長方體的受力情況，其受到浮力的原因是 ， 浮力的方向是 ．
（2）大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：“浸在液體中的物體受到浮力的大小等于它排開液體所受的重力”．請(qǐng)從浮力產(chǎn)生原因的角度推導(dǎo)出這一結(jié)論．

Answer 1

【答案】
（1）上、下表面存在壓力差；豎直向上
（2）

解：由液體壓強(qiáng)公式p=ρgh及壓強(qiáng)公式p= 得：

長方體上表面受到液體的壓力：F1=p1S=ρ液gh1S；

長方體下表面受到液體的壓力：F2=p2S=ρ液gh2S，

上、下兩表面的壓力差為：F2﹣F1=ρ液gh2S﹣ρ液gh1S=ρ液g（h2﹣h1）S．

長方體浸沒在液體中，則長方體排開液體的體積：V排=V物=Sl=S（h2﹣h1），

所以，結(jié)合浮力的產(chǎn)生原因有：F浮=F2﹣F1=ρ液g（h2﹣h1）S=ρ液gV排=m排g=G排．

【解析】解：據(jù)圖可知，該長方體周圍四個(gè)面的壓強(qiáng)可以相互抵消，但上、下兩面的壓強(qiáng)不能相互抵消，下表面比較深，所受的液體壓強(qiáng)大于上表面所受的液體壓強(qiáng)，據(jù)公式F=pS可知，由于S相同，所以長方體下表面所受液體壓力大于上表面所受液體的壓力，故用下表面所受水的壓力減去上表面所受水的壓力就是浮力，其方向是豎直向上的；故浮力的產(chǎn)生原因是：上、下表面存在壓力差；浮力的方向總是豎直向上的．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了浮力產(chǎn)生的原因的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握浮力產(chǎn)生的原因：浸在液體中的物體受到液體對(duì)它向上的壓力大于液體對(duì)它向下的壓力．兩個(gè)壓力的合力就是浮力，浮力的方向是豎直向上的才能正確解答此題．