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湖面漂浮式警示船只塑料浮标
压力差和阿基米德定律在解释浮力产生的原因和小时,都必须要有物体浸在液体里。
液体没有任何外来物体浸入时,它还会不会有浮力?如果有,我们又应该怎样去解释产生浮力的原因和小呢?
其实,浮力是液体的种属性,由液体自身的点形成的,它不会因外来物体的浸入而增或减小、存在或消亡。物体在液中的沉浮是物体在浮力作用下反应出的种自然现象。而我们该如何透过这些现象,去探寻浮力的本质呢?
你用透明的杯子盛杯可乐,杯壁上会有很多气泡吧?放上两天,还有气泡么?因为压力减小而溢出的二碳在敞口杯中是不可能被二次溶解的,它们上哪儿了?水的粘滞性和粗糙的容器壁的吸附力是能让小气泡暂时升不起来,但这并不证明它们没受浮力作用。只要足够长,浮力终是会战胜其它力的应,终把气泡推上来的。
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例如:取个圆柱形容器,再加工出个直径比容器的内径稍小点的圆柱形木块,让两个圆柱体等高,以利于观察。在容器中倒入很少量的水(关键是要使水的质量要远小于圆柱体木块质量),再将圆柱体木块放入容器中,你会发现水在圆柱体的四周上升起来,将木块浮起(果就是木块比容器口高出些来)。
个底面积为12.56平方米,高2米的木质圆锥体,锥尖向下浸没于水下20米。因为压力等于压强乘以面积,所以它上表面受到向下的压力于下表面受到向上的压力,根据压力差推论,它会沉没水底。但阿基米德定律认为,它的物重小于它排出的水重,木锥会浮出水面。何况圆锥体是木头做的,而木头会浮出水面,这是自然现象的常识。
1.为什么压力差的推论与自然现象相反呢?
2.圆锥体锥尖向下或向上,根据压力差计算的结果,它们受到的浮力是不相同的。但它们排出的水都样重,根据阿基米德定律,它们受到的浮力应相等。为什么压力差和阿基米德定律得出的结论不样?
3.物体受到的浮力小与物体在水中的形状、形态有关吗?
4.压力差能不能解释各种形状(包括不规则)物体在水中受到的浮力小及其产生的原因。