Question

【题目】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

【答案】0N；F2﹣F1
【解析】解：
（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 ．

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．