Question

产生浮力的原因：如图浸入液体中的物体的上下表面在液体中的深度不同，所受的压力不同（上下表面积均为S），下表面受到向上压力F_向上，上表面受到向下压力F_向下，因为F_向上______F_向下，它们之差就产生了浮力，F_浮=F_向上-F_向下，所以浮力方向是______的．

Answer 1

【答案】分析：解答此题的关键是利用压力、压强的公式求浸在液体中的正方体受到的液体对它产生的压力，分析所受压力的合力，从而得到浮力产生的原因．
解答：解：假设边长为L的正方体，浸没在液体中，正方体的上表面与液体表面平行，且深度为h₁，下表面深度为h₂．这时正方体的六个表面都受到液体的压力作用如右图：
这时，正方体的前后两侧面（左右两侧面），处在液体的同一深度处．则h_向前=h_向后，（h_向左=h_向右），
由p=ρ_液gh可得：p_向前=p_向后，（p_向左=p_向右）．即前后两侧面（左右两侧面）在液体中受到的液体的压强也相等．
∵前后两侧面（左右两侧面）表面积均为S′，
∴由F=pS′可得：F_向前=F_向后，（F_向左=F_向右）．即前后两侧面（左右两侧面）在液体中受到的压力相等，是平衡力，合力为零，作用效果相互抵消．
而上、下表面有所不同，上表面所处的深度为h₁，下表面深度为h₂．
则上表面受到的压强为p_向上=ρ_液gh₁，受到的压力为F_向上=P_向上S=ρ_液gh₁；
下表面受到的压强为p_向下=ρ_液gh₂，受到的压力为F_向下=p_向下S=ρ_液gh₂．
∵h₁＜h₂．
∴F_向上＞F_向下，
则液体会对物体产生一个向上的和向下的压力不相等，压力差就产生了浮力，即：F_浮=F_向上-F_向下，
所以浮力方向是与向上的压力F_向上的方向一致，是竖直向上的．
故答案为：＞；竖直向上的．
点评：此题综合考查学生对浮力产生的原因，实际主要考查液体产生的压力、压强的计算．