Question

浸在液体里的物体要受到液体对它的浮力的作用，那么，浮力是如何产生的呢？
物理上研究问题往往从最简单的问题入手．设想有一个边长为L的正方体浸没在密度是ρ的液体中，如图所示．由于前后两侧面（左右两侧面）在液体中的深度相等，受到的液体的压强也相等，因此受到的压力相等，作用效果相互抵消．而上下两表面却不同：上表面受到的液体压强为p_上=______，受到的压力为F_上=______；
下表面受到的液体压强为p_下=______，受到的压力为F_下=______．因此液体会对正方体产生一个向上的和向下的压力的差F_差=______．实际上，这个压力差就是液体对正方体的浮力．

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，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h，则上表面受到的压强为p_上=ρgh，受到的压力为F_上=P_上s=ρghL²；
下表面所处的深度为h+L，则下表面受到的液体压强为p_下=ρg（h+L），受到的压力为F_下=P_下L²=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=F_下-F_上=ρgL³．实际上，这个压力差就是液体对正方体的浮力．
故答案为：ρgh，ρghL²，ρg（h+L），ρg（h+L）L²，ρgL³．
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．