浮力产生的真正原因

浮力产生的真正原因

前面我们已经知道液体和气体对浸在其中的物体向上的托力叫浮力。那么浮力产生的原因是什么呢？

如图1所示：在玻璃圆筒的两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜，把它浸没在水中的某一位置，你可看到如图1所示的情景。

当玻璃圆筒水平放置时，两侧的橡皮膜凹陷的程度相同，说明水对在同一深度的橡皮膜的挤压程度相同；当玻璃圆筒竖直放置时，下边的橡皮膜凹陷的程度明显大于上面。由此可以说明，水越深橡皮膜被挤压得越显著。圆筒下面橡皮膜受到水给它的压力大于上面橡皮膜受到的水的压力，这两个力之间存在压力差。

这个压力差是怎样产生的呢？

如图2所示，容器中成有一定量的水，水由于受到重力作用，水往低处流，上面的水向下挤压下面的水，越到下面，它上面的水越厚，来自上面水的挤压作用越强，所以圆筒下表面受到的水的压力比上面水受到的水的压力大。由于水具有流动性，所以也会挤压它周边的容器或其他部分的液体，浸在液体或气体中的物体的侧面也会受到液体或气体给它的压力，所以两侧的橡皮膜也会凹陷。

如图3所示：一个正立方体的物体浸没在水中，它的六个面都浸没在水中，都要受到水给它的压力。前后左右由于所处水的深度相同，所受挤压程度相同，受到的压力相互平衡，合力为零；下表面受到的水的压力大于上表面受到的压力，它们的合力方向竖直向上。这个合力就是浮力。即，周围液体压力的合力就是浮力。如果上表面受到向下的压力为F向下，下表面受到向上的压力为F向上，那么物体所受的浮力为F浮=F向上—F向下

例：如图4所示，一个半球形物体浸没在水中，受到水向下的压力30N，半球受到水施加的浮力为80 N，则半球受到向上的压力为_________ N。

分析把公式F浮=F向上—F向下变形可得F向上=F浮+F向下=80 N+30N=110N，

即半球受到向上的压力为110N。

例2相同体积的蜡A和B，A粘在容器底，B粘在容器壁.然后将容器注满水，如图5所示.关于A、B所受浮力说法正确的是( )

A．A受到的浮力比B受到的浮力大B。A、B所受浮力相等

C．A、B都不受浮力D。A不受浮力，B受浮力

分析根据浮力产生原因，B上下表面都受水给它的压力，存在压力差。而A只受水对它向下的压力，不受水给它向上的压力所以A不受浮力，B受浮力。D选项正确。

说明只要存在压力差就会产生浮力。注意容器底面对A的支持力不同于水对A向上的压力。

例3如图所示：一个乒乓球放在一个无底的可乐瓶中，瓶中灌入水，球不会上浮。把可乐瓶慢慢放入盛水的大烧杯中时，乒乓球会上浮直至漂浮在水面上。这是为什么？

分析：在图a中，乒乓球上方受到水给它的压力，下面没有水，也就不会受到水给它的压力，乒乓球所受水的压力的合力是向下的，所以不受浮力。乒乓球不会浮起来。把可乐瓶浸入水中后（如图b），当球下面受到的水的压力大于上表面水的压力时，它即受到浮力，当浮力大于球的自身重力时球上浮。

例4：当脚踩进烂泥地里的时候，为什么特别难拔？

分析：脚进烂泥地里的时候，下面没有水，不会受到水给脚的向上的压力，所以不受浮力，又因为脚还会受上面的水和大气的压力。所以会更难拔。

例5 在太空的宇宙飞船上失重的太空舱（有空气）中，如果你把你手中的一个小球释放，它将会怎样？(停留在你面前而不落到底板上，因为你、球都不受重力作用)。如果你释放一个充满氦气的气球，这气球将

A.亦然停留在你面前

B.顶压在顶板上

C.顶压在底板上答案是a。

分析：在没有重力的情况下，上面的液体不会挤压下面的液体，上面的空气也不会挤压下面的气体，液体和气体的分布是均匀的，各处挤压程度都相同，物体周围所受液体或气体的压力相等，则周围液体或气体对它的压力的合力为零。就是说在没有重力的环境中是没有浮力的。在重力作用下的液体和气体在竖直方向分布不均匀，越往下挤压程度越甚，才可能产生浮力，重力是浮力产生的根源。