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1、浮力是什么如何产生的本讲稿第一页，共十九页浮力是什么？浮力是什么？本讲稿第二页，共十九页浮力的实质是什么？浮力的实质是什么？本讲稿第三页，共十九页 浮力的实质是：物体在液体（或气体）中，所受液体（或气体）浮力的实质是：物体在液体（或气体）中，所受液体（或气体）的的压力的合力压力的合力.或者或者说浮力是物体在液体（或气体）中，所受液体说浮力是物体在液体（或气体）中，所受液体（或气体）（或气体）向上的压力与向下的压力差向上的压力与向下的压力差.本讲稿第四页，共十九页浮力产生的原因浮力产生的原因 本讲稿第五页，共十九页浮力产生的原因是什么？浮力产生的原因是什么？本讲稿第六页，共十九页 产生浮力的根本
2、原因是重力的作用，重力使液体（或气体）产生浮力的根本原因是重力的作用，重力使液体（或气体）中的压强随深度的增加而加大中的压强随深度的增加而加大.正因为如此，物体在液体（或气正因为如此，物体在液体（或气体）中所受液体（或气体）向上的压力才会大于向下的压力；或体）中所受液体（或气体）向上的压力才会大于向下的压力；或者说，所受液体（或气体）压力的合力方向才会竖直向上者说，所受液体（或气体）压力的合力方向才会竖直向上.本讲稿第七页，共十九页刊载于美国物理教师刊载于美国物理教师(The Physics Teacher 1988.3)上的一个问题上的一个问题本讲稿第八页，共十九页 If you relea
3、se a ball inside a freely falling elevator，it stays in front of you instead of“falling to the floor”because you,the ball,and the elevator are a11 accelerating downward at the same acceleration，g If you similarly release a heliumfilled balloon，the balloon will a)also stay in front of you b)press agai
4、nst the ceiling c)press against the floor The answer is a.本讲稿第九页，共十九页 这个题目的大意是：如如果果你你在在自自由由下下落落的的升升降降机机中中释释放放一一个个普普通通的的球球，它它将将停停留留在在你你面面前前而而不不落落到到底底板板上上，因因为为你你、球球和和升升降降机机都都以以相相同同的的重重力力加加速速度度“g”加加速速下下落落 仿此，如果你释放一个充满氦气的气球，这气球将仿此，如果你释放一个充满氦气的气球，这气球将 a)依然停留在你面前依然停留在你面前 b)顶在顶板上顶在顶板上 c)压在底板上压在底板上 答案是a.本讲稿
5、第十页，共十九页 为什么答案是a？理由是，浮力产生的根本原因是重力的作用，在自由下落的升降机中，处于“失重”状态，没有浮力可言.本讲稿第十一页，共十九页浮力测算浮力测算阿基米德原理阿基米德原理 本讲稿第十二页，共十九页 想像从静止的液体中划出一个液块，如图所示 由静止可知此液块所受周围液体压力的合力方向向上，且大小与此液块的重量相等置换法置换法本讲稿第十三页，共十九页 想像从液体中取走这个液块，而不影响周围液体的分布.则周围液体的压力，以及其合力当不会发生变化.本讲稿第十四页，共十九页 想像将一个与原来所划液块形状、大小完全一样的物块放回液体中的空缺处.如此，物块周围液体没有发生变化，其压力及
6、其合力也不会有变化.也就是说物块所受浮力方向向上，大小等于那个所划液块的重量，也就是物体所排开的液体的重量，即这就是阿基米德原理这就是阿基米德原理本讲稿第十五页，共十九页 如图所示，一个规则的立方体物块，竖直放在液体中，其高度为h,上下底面（横截面）与液面平行，大小为S.则此物块所受浮力由压强差公式图图 1可得V为物块排开液体的体积.此即阿基米德原理此即阿基米德原理.公式法公式法本讲稿第十六页，共十九页 对于不规则物块，根据压强差公式，用积分的方法，亦可以得到同样的结论.本讲稿第十七页，共十九页即 如图所示，将一个放在液体中的体积为V的不规则物块，分成足够多的n个像图1中所示的、规则的、竖直放
7、置的立方体物块元.每一个物块元的体积为Vi；上下底面呈水平，且大小相等为Si，高度差为hi；根据压强差公式物块元所受液体的向上向下压力差 fi=pi Si=ghiSi=gVi则物体所受浮力此即阿基米德原理此即阿基米德原理本讲稿第十八页，共十九页 如果要验证明浮力产生的原因，那就需要:1.证明物体受到液体的向上的压力大于向下的压力.2.“证明向上的压力大于向下的压力”只要“证明液体压强随深度的增加而增大”即可.这是前面讲过的知识，且做过相应的实验.这里还需要重复吗？3.“证明液体压强随深度的增加而增大”是重力作用的结果，也就是要证明浮力产生的根本原因是重力的作用，那就要做类似失重的实验了.本讲稿第十九页，共十九页