Question

如图所示，在研究浮力是如何产生的问题时，设想有一个底面积为S，高为h的长方体物块浸没在水中，由于水对长方体上表面的压力F₁和下表面的压力F₂不同，从而产生了对物块的浮力。图中长方体物块上下底面积S＝50cm²，h₁＝5cm， h₂＝20cm。（已知ρ_水=1.0×10³ kg/m³）则：
电流值偏大
（1）求长方体物块底部受到水的压强；
（2）长方体物块受到水的浮力为多大；
（3）请利用浮力产生的原因推导出：F_浮＝ρ_液gV_排

Answer 1

（1）2×10³ Pa（2）7.5N（3）因为浮力的产生原因是：F_浮＝ F₂-F₁；F₂＝p₂S＝ρ_液gh₂S；F₁＝p₁S＝ρ_液gh₁S；所以  F_浮＝ F₂-F₁＝ρ_液gh₂S-ρ_液gh₁S ＝ρ_液g（h₂-h₁）S＝ρ_液ghS ＝ρ_液gv_排

试题分析：（1）p =ρ_水g h₂ = 1.0×10³ kg/m³×10N/kg×0.2m = 2×10³ Pa
（2）F_浮＝ρ_水gv_排 =  1.0×10³ kg/m³×10N/kg×50×10^-4m²×0.15m = 7.5N
（3）因为浮力的产生原因是：F_浮＝ F₂-F₁
F₂＝p₂S＝ρ_液gh₂S；F₁＝p₁S＝ρ_液gh₁S
所以  F_浮=F₂-F₁=ρ_液gh₂S-ρ_液gh₁S=ρ_液g（h₂-h₁）S＝ρ_液ghS＝ρ_液gv_排