Question

如图所示，设想一个立方体浸没在水中，立方体左右两个面受到压力的合力为________；上下两个面由于深度的不同，导致水的压强不同，立方体受到水的压力因而不同．若下表面受到水向上的压力为F₂，上表面受到水向下的压力为F₁，则立方体受到的浮力为________．

Answer 1

0N    F₂-F₁
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：
（1）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h．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_前=h_后，（h_左=h_右），
由p=ρ_液gh可得：p_前=p_后，（p_左=p_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．
由F=pL²可得：F_前=F_后，（F_左=F_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．
（2）正方体上、下表面有所不同，上表面所处的深度为h，则上表面受到的压强为p₁=ρgh，受到的压力为F₁=p₁s=ρghL²；
下表面所处的深度为h+L，则下表面受到的液体压强为p₂=ρg（h+L），受到的压力为F₂=p₂L²=ρg（h+L）L²．
因此液体会对正方体产生一个向上的和向下的压力不相等，压力差F_差=F₂-F₁=ρgL³．实际上，这个压力差就是液体对正方体的浮力．
故答案为：0N；F₂-F₁．
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．