2023年初中物理：浮力计算的推导

阿基在洗澡的时候就发现，物体所受的浮力就等于物体排出的液体所受的重力。

即浮力=G排=m物g=ρ液V物g

本着透过现象看本质的精神，就来杠一杠为什么浮力=G排

1.浮力产生的原因

“浮力产生的原因是压力差”——初中物理教材

字面理解：压力差就是物体向上的压力和向下的压力的差值

一般分为三种情况：物体漂浮，物体悬浮，物体沉底

若物体为规则图形且底面与底面完全接触，则沉底的物体是不受浮力的。

因为物体下方没有液体，所以物体没有液体对其产生向上的力，没有浮力。

若物体处于平衡状态时，且处于漂浮或悬浮，则浮力=重力

因为物体处于平衡状态，受平衡力，则重力=浮力

2.压力差的计算

我们知道压强=压力/受力面积——p=F/s

变形可得压力=压强×受力面积——F=p×s

以规则物体举例，如图所示，定义底面s1，顶面s2，物体高度h1，顶部到水面高度h2，物体底面到水面高度h3。

∵水平面液体压强p=ρgh

∴s1表面所受压强p1=ρgh2

s2表面所受压强p2=ρgh3

∴压强差=p2-p1=ρgh3-ρgh2=ρg(h3-h2)=ρgh1

∵浮力=压力差=压强差×受力面积

体积=底面积×高——V=s×h

∴浮力=压力差=ρgh1×s=ρgV物

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