视频字幕
浮力是物体在液体中受到的向上的力。当物体浸入液体时,由于液体内部压强随深度增加,物体下表面受到的压力大于上表面受到的压力,这个压力差就形成了浮力。浮力的方向总是竖直向上的。
液体内部的压强遵循压强公式P等于ρgh,其中ρ是液体密度,g是重力加速度,h是深度。由于液体压强随深度增加,物体下表面的压强大于上表面的压强。这个压强差乘以物体的横截面积,就得到了浮力的大小。
阿基米德原理是浮力定律的核心内容:浮力等于物体排开液体的重量。当物体浸入液体时,会排开一定体积的液体,浮力的大小等于液体密度乘以重力加速度再乘以排开液体的体积。物体浸入得越深,排开的液体体积越大,浮力也就越大。
物体在液体中的浮沉状态取决于浮力与重力的大小关系。当浮力大于重力时,物体上浮;当浮力等于重力时,物体悬浮;当浮力小于重力时,物体下沉。这也可以用密度关系来判断:物体密度小于液体密度时上浮,等于时悬浮,大于时下沉。
通过一个具体例题来练习浮力计算。已知木块体积为0.002立方米,浮在水面上。根据阿基米德原理,浮力等于水的密度乘以重力加速度再乘以排开水的体积。代入数值计算得到浮力为20牛顿。由于木块处于平衡状态,重力也等于20牛顿。