淺談與浮力有關的五個推論
2008-01-01 00:00:00趙光明
物理教學探討 2008年2期
如圖：有三中同型號的燒杯中，盛有等高度的同種液體，其中乙、丙兩燒杯中分別漂浮和懸浮一物體。
問題一：三只燒標中的物質誰重誰輕？
由于F浮=G物=G排液，液體內漂浮或懸浮的物體重務剛好與物體排開液體的重力相抵消，所以三只燒杯中的物體重力相等。
推論一 相同容器中的同種液體，無論液體中是否有漂浮或懸漂浮物，只要液體高度相等，總重力就相同。
問題二：三只燒杯中的液體對燒杯底的壓強誰大誰小？
由推論一可知，三只燒杯底的壓力相同，由公式P=FS可知壓強也相同，也就是說，無論液體中是否有漂浮或懸浮物，都適用公式P液=P液gh。
推論二：相同容器中的同種液體，無論液體中是否有漂浮或懸浮物，只要液體高茺相同，液體對容器底的壓強就相同。
問題三：假設燒杯乙中的液體是水，漂浮物為冰，若冰塊完全熔化，燒杯中的水怎樣變化？
由于F浮=G冰=G排水，而冰熔化為水后重力不變，則冰熔化出來的水剛好填滿冰開水的體積，所以燒杯中的水位不變。
推論三：水面上漂浮的冰塊容化成水后，水位不變。
問題四：若有甲燒杯中漂浮一個密度比液體大的無蓋空盒，當使該空盒下沉后水位怎樣變化？
當盒漂浮時，G盒=F浮=ρ液gV排，
得V排=F浮ρ液g，
當空盒下沉后，G盒>F′浮=ρ液gV′排，
得V′排=F′浮ρ液g，
因為F′浮 則V′排 推論四：當液體中漂浮的密度比液體大的無蓋空盒下沉后，水位上降。 問題五：若乙燒杯中的漂浮物密度均勻，其浸入液體中的體積比為ba，則漂浮物的密度與液體的密度關系怎樣？G漂=ρ液gV漂， F浮=ρ液gV排=ρ液g·baV漂， G漂=F浮， 則ρ液gV漂=ρ液g·baV漂， 得ρ漂=baρ液。 推論五：漂浮在某液體中密度均勻的物體，若其浸入液體中的體積比為b/a，則該漂浮物的密度就是該液體密度的b/a。 注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。
