Question

【題目】如圖所示，在研究浮力是如何產(chǎn)生的問題時，設(shè)想有一個底面積為S，高為h的長方體物塊浸沒在水中，由于水對長方體上表面的壓力F1和下表面的壓力F2不同，從而產(chǎn)生了對物塊的浮力。圖中長方體物塊上下底面積S=50 cm2 ，h1=5 cm，h2=20 cm。（已知ρ水=1.0×103 kg/m3 ）

(1)求長方體物塊受到水的浮力；

(2)請利用浮力產(chǎn)生的原因推導(dǎo)出：F浮=ρ液gV排。

Answer 1

【答案】(1)7.5N；(2)見解析

【解析】

(1) 長方體物塊高

h=h2-h1=20 cm-5 cm=15 cm=0.15 m

上下底面積

S=50 cm2=50×10-4 m2

長方體物塊受到水的浮力

F浮=ρ水gV排=ρ水gSh=1.0×103kg/m3×10N/kg×50×104m2×0.15m=7.5N

長方體物塊受到水的浮力為7.5N。

(2)由p=可得

F2=p2S=ρ液gh2S，F1=p1S=ρ液gh1S

因為浮力的產(chǎn)生原因是F浮=F2F1，所以

F浮= F2F1=ρ液gh2S ρ液gh1S =ρ液g (h2h1)S=ρ液g hS=ρ液g V排

即F浮=ρ液gV排。

答： (1)長方體物塊受到水的浮力為7.5N；

(2)同上。