12.从理论上分析:浸在液体中的物体受到的浮力就是液体对物体表面压力的合力。如图所示,一个底面积为S,高为h的长方体浸没在密度为$\rho_{液}$的液体中。
(1)分析该物体侧面所受液体压力的合力$F_{合1}$的大小;
(2)求出该物体上、下表面所受液体压力的合力$F_{合2}$的大小;
(3)结合以上结果,说明该理论分析与阿基米德原理的表述是一致的。

(1)分析该物体侧面所受液体压力的合力$F_{合1}$的大小;
(2)求出该物体上、下表面所受液体压力的合力$F_{合2}$的大小;
(3)结合以上结果,说明该理论分析与阿基米德原理的表述是一致的。
答案
12.(1)0 (2)$\rho_{液}gSh$ (3)见解析
[(1)如图,
以长方体物体的左、右侧面为例,两侧面所处液体的深度相等,液体的密度相等,由$p=\rho gh$可知,左、右两侧面受到液体的压强相等,即$p_左=p_右$,又因为两侧面面积相等,根据$p=\frac{F}{S}$可得,$F=pS$,则两侧面受到的液体的压力相等,即$F_左=F_右$,所以物体左、右两侧面所受液体压力的合力为0;同理,其前、后两个侧面受到的合力也为0。即$F_{合1}=0$。
(2)由$p=\rho gh$,$p=\frac{F}{S}$得$F_下=p_下S=\rho_{液}h_2gS=\rho_{液}(h_1+h)gS$,$F_上=\rho_{液}h_1gS$,
物体上、下底面所受液体压力的合力$F_{合2}=F_下-F_上=\rho_{液}(h_1+h)gS-\rho_{液}h_1gS=\rho_{液}gSh$。
(3)由(1)可知,长方形物体浸没在液体中时,它的侧面受到的各个方向液体的压力相互平衡;由(2)可知,$V_物=V_排$,$m_排=\rho_{液}V_排$,则$F_浮=\rho_{液}gV_物=\rho_{液}gV_排=m_排g=G_排$,即浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体的重力,这与阿基米德原理的表述是一致的。]
13.阅读短文,回答问题。
放入水中的乒乓球在地球上和在太空中的现象一样吗?如图所示为王亚平老师在空间站所开展的“浮力消失实验”,当王亚平老师将乒乓球压入水中后,乒乓球并没有像在地面上一样浮出水面,而是静止在原来的位置,这是因为此时乒乓球没有受到浮力的作用。
思考:地表附近的乒乓球受到浮力的原因是液体受到

放入水中的乒乓球在地球上和在太空中的现象一样吗?如图所示为王亚平老师在空间站所开展的“浮力消失实验”,当王亚平老师将乒乓球压入水中后,乒乓球并没有像在地面上一样浮出水面,而是静止在原来的位置,这是因为此时乒乓球没有受到浮力的作用。
思考:地表附近的乒乓球受到浮力的原因是液体受到
重力
的作用,从而在液体中不同深度处产生的压强
不同,使得浸在液体中的物体受到向上和向下的压力不同。但在空间站微重力环境下,重力可忽略,乒乓球各个表面受到水的压强大小几乎为0
,所以浮力也就消失了。因此我们看到乒乓球在水中会停在原来的位置。答案
13.重力 压强 0
[液体由于受到重力作用,对液体中不同深度的物体产生了不同的压力,向上的压力大于向下的压力,故液体中的物体受到压力差,就是物体受到的浮力;在太空中,重力可忽略,乒乓球各个表面所受水的压强大小几乎为0。]
[液体由于受到重力作用,对液体中不同深度的物体产生了不同的压力,向上的压力大于向下的压力,故液体中的物体受到压力差,就是物体受到的浮力;在太空中,重力可忽略,乒乓球各个表面所受水的压强大小几乎为0。]
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