Question

如圖所示，設(shè)想一個(gè)立方體浸沒(méi)在水中，立方體左右兩個(gè)面受到壓力的合力為_(kāi)_______；上下兩個(gè)面由于深度的不同，導(dǎo)致水的壓強(qiáng)不同，立方體受到水的壓力因而不同．若下表面受到水向上的壓力為F₂，上表面受到水向下的壓力為F₁，則立方體受到的浮力為_(kāi)_______．

Answer 1

0N    F₂-F₁
分析：解答此題的關(guān)鍵是利用壓力、壓強(qiáng)的公式求浸在液體中的正方體受到的液體對(duì)它產(chǎn)生的壓力，分析所受壓力的合力，從而得到浮力產(chǎn)生的原因．
解答：
（1）假設(shè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方體，浸沒(méi)在液體中，正方體的上表面與液體表面平行，且深度為h．這時(shí)正方體的六個(gè)表面都受到液體的壓力作用如右圖：
這時(shí)，正方體的前后兩側(cè)面（左右兩側(cè)面），處在液體的同一深度處．則h_前=h_后，（h_左=h_右），
由p=ρ_液gh可得：p_前=p_后，（p_左=p_右）．即前后兩側(cè)面（左右兩側(cè)面）在液體中受到的液體的壓強(qiáng)也相等．
由F=pL²可得：F_前=F_后，（F_左=F_右）．即前后兩側(cè)面（左右兩側(cè)面）在液體中受到的壓力相等，是平衡力，合力為零．
（2）正方體上、下表面有所不同，上表面所處的深度為h，則上表面受到的壓強(qiáng)為p₁=ρgh，受到的壓力為F₁=p₁s=ρghL²；
下表面所處的深度為h+L，則下表面受到的液體壓強(qiáng)為p₂=ρg（h+L），受到的壓力為F₂=p₂L²=ρg（h+L）L²．
因此液體會(huì)對(duì)正方體產(chǎn)生一個(gè)向上的和向下的壓力不相等，壓力差F_差=F₂-F₁=ρgL³．實(shí)際上，這個(gè)壓力差就是液體對(duì)正方體的浮力．
故答案為：0N；F₂-F₁．
點(diǎn)評(píng)：此題綜合考查學(xué)生對(duì)浮力產(chǎn)生的原因，實(shí)際主要考查液體產(chǎn)生的壓力、壓強(qiáng)的計(jì)算．