如图所示,设想一个立方体浸没在水中,立方体左右两个面受到压力的合力为________;上下两个面由于深度的不同,导致水的压强不同,立方体受到水的压力因而不同.若下表面

发布时间:2020-08-09 14:22:58

如图所示,设想一个立方体浸没在水中,立方体左右两个面受到压力的合力为________;上下两个面由于深度的不同,导致水的压强不同,立方体受到水的压力因而不同.若下表面受到水向上的压力为F2,上表面受到水向下的压力为F1,则立方体受到的浮力为________.

网友回答

0N    F2-F1
解析分析:解答此题的关键是利用压力、压强的公式求浸在液体中的正方体受到的液体对它产生的压力,分析所受压力的合力,从而得到浮力产生的原因.

解答:
(1)假设边长为L的正方体,浸没在液体中,正方体的上表面与液体表面平行,且深度为h.这时正方体的六个表面都受到液体的压力作用如右图:
这时,正方体的前后两侧面(左右两侧面),处在液体的同一深度处.则h前=h后,(h左=h右),
由p=ρ液gh可得:p前=p后,(p左=p右).即前后两侧面(左右两侧面)在液体中受到的液体的压强也相等.
由F=pL2可得:F前=F后,(F左=F右).即前后两侧面(左右两侧面)在液体中受到的压力相等,是平衡力,合力为零.
(2)正方体上、下表面有所不同,上表面所处的深度为h,则上表面受到的压强为p1=ρgh,受到的压力为F1=p1s=ρghL2;
下表面所处的深度为h+L,则下表面受到的液体压强为p2=ρg(h+L),受到的压力为F2=p2L2=ρg(h+L)L2.
因此液体会对正方体产生一个向上的和向下的压力不相等,压力差F差=F2-F1=ρgL3.实际上,这个压力差就是液体对正方体的浮力.
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