体积越大受到的浮力越大吗

一、关于浮力大小的影响因素
通过阿基米德测体积原理的启示,我进行了一个小实验来探究浮力的大小。我将盛满水的小桶放入小盆中,然后将空饮料罐按入水中,观察饮料罐浸入水中的体积与其排开水的多少,并感受浮力的变化。
实验过程中发现,当饮料罐浸入水中的体积增加时,排开水的体积也会增加,同时需要的力气也会增大。这个实验结果告诉我们:物体排开的液体体积越大,所受的浮力也就越大。由于浮力与液体的密度有关,我们可以推测浮力的大小与排开液体的质量有关。进一步推导,浮力的大小与排开液体的重力也有关。
二、阿基米德原理详解
在探究浮力大小的实验中,我们采用了称重法来测量浮力的大小。公式表示为:F浮=G-F。其中,F浮代表浮力,G代表物体的重力,F代表物体在液体中的重力。
我们还测量了物体排开液体的重力,公式为:G排=G桶+水-G桶。实验证明,F浮等于G排。这就是著名的阿基米德原理:浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它排开液体所受的重力。用公式表示即为:F浮=G排。进一步推导,因为G=mg,m=V,所以F浮=液gV排。
三、计算浮力大小的方法:公式法应用
示例一:一个体积为2.010-3m的铝块完全浸没在水中时,会受到多大的浮力呢?(假设g取10 N/kg)
解答:由于铝块完全浸没在水中,所以其排开液体的体积V排等于铝块的体积。根据阿基米德原理,我们可以计算出铝块所受的浮力为:F浮=液gV排=110kg/m10 N/kg2.010-3m=20N。
示例二:(2017江西20题)一个边长为5cm的实心正方体木块放入装满水的溢水杯中,当木块静止时,从杯中溢出了0.1kg的水(假设g取10 N/kg)。求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块的密度;
(3)木块下表面受到水的压强。
解答:(1)根据阿基米德原理,木块受到的浮力等于它排开的水的重力,即F浮=G排=m排g=0.1kg10N/kg=1N。
(2)由于木块漂浮在水面上,所以木块的重力等于它受到的浮力,即G木=F浮=1N。进而可以求出木块的质量m木=G/g=1N/10N/kg=0.1kg。木块的体积V木=0.05m。所以木块的密度木=m木/V木=0.810kg/m。
(3)由于木块漂浮,所以下表面受到的向上的力等于它受到的浮力,即F向上=F浮=1N。因此木块下表面受到的压强p=F向上/S=1N/(0.05m)=400Pa。
