十送红军第四套:水银上面放一铁球,铁球漂浮,然后倒酒精,淹没铁球,酒精和水银不相容,问铁球受不受酒精浮力,为什么?

来源:百度文库 编辑:高考问答 时间:2024/04/28 19:47:59
还有铁球在水银中的体积怎么变化,是变大了还是变小了,为什么
球一半应该是浸在水银里的,浮力是下表面和上表面的压力差,我认为铁球下表面应该是没有酒精的压力的,如何受浮力

◎◎◎◎靠!◎◎◎◎
~都在搞什么啊!~很明显受浮力嘛!!都不知道你们高中物理怎么学的!~~
想想倒入酒精后水银怎么样了???
球球收到的酒精的压力差是由上下表面压强差产生的
这里面上表面的压强直接由酒精提供 下表面的压强由酒精传递给水银 再由水银传递到铁球上的!!!
“这叫简接作用!!”
这时从整体上讲 球球受到的浮力一部分由酒精承担 原来所需全部由水银承担的浮力将会减少
(很显然嘛!水银背的负担被酒精接过去了一部分自己这部分一定减少了!)
然后 考虑到浮力减少了
而水银的密度只增不减 结果只能是铁球在水银中的体积减少了!!
甚至可能会从水银中浮出来呢!!
(这是一种极限情况 如果考虑酒精倒入很多 这里的很多是以高度计的 不是体积!!这时水银的密度会增加很大 从而提供相同浮力所需的铁球体积便会减少 直至到一定程度将铁球全部托起!)

铁球不受酒精的浮力。
根据浮力的定义知物体所受的浮力等于物体排开液体的重量。即浮力是由于上下压力差产生的。
从两个方面分析铁球都不会受酒精的浮力,
1。虽铁球排开酒精的体积,但铁球浸在水银中近七分之四,酒精对球没有向上的压强,所以不受酒精的浮力,这点相当于球固定在以水银为底的容器上。
2。从物体受力分析的角度考虑,铁球要受到三个力作用,即水银对球的浮力,铁球的重力和酒精对球向下的压力而处于平衡。
铁球不受酒精浮力。
铁球在水银中的体积会变小。因酒精对球的上面压强小于对水银的压强(同一深度的压强向各方向都相等)。

根据阿基米德原理,其受的浮力就是其排开的液体的质量。那么可以肯定,铁球一直是受浮力的,而且其浮力就是它的重量。
这样就很好理解了,
(1)总浮力=铁球重力,
(2)总浮力=排开的液体的重力
故:铁球重力=排开的液体的重力
现在分析受力过程:
首先.铁球漂浮在水银上,部分浸入水银
输入酒精后,铁球排开酒精,所以浸入水银部分减少,显示铁球上升
继续倒入酒精,铁球一直上升。因为酒精比重比铁球小,所以铁球不会漂浮酒精之上,而是会被酒精银淹没。此后铁球处于静止状态。
最终结果是铁球部分浸入水银,即铁球在水银中的体积变小了,而且会被酒精淹没。
力有传递的性质,所以是受到酒精的间接作用的。

在没加酒精前,铁球排开水银的体积=V1
加酒精后,排开水银的体积=V2
排开酒精的体积=V3
则,铁球的重力=V1*水银密度*g=V2*水银密度*g+V3*酒精密度*g>V2*水银密度*g
即V1>V2
在加酒精的过程中,铁球上浮.
可以设想把铁球改变成正方体,不加酒精时,浮力=下底面受的向上的压力.当加入酒精时,如果正方体不上浮,则其下底面受的向上的压力必增大,使其所受浮力>自身重力.
所以,铁球受酒精的浮力作用

一问一问回答你:

1.铁球是否受到酒精浮力?
铁球在水银中的密度差 a下=13.6-7.8=5.8
铁球在酒精中的密度差 a上=7.8-0.8=7
所以a下<a上,所以铁球只有小部分体积是在酒精中的。(从流体力学知识知道,铁球在酒精中的表面形成的压力体是实压力体,仅仅产生向下的压力,没有向上的压力,无法形成压力差,所以不受酒精浮力。)仅从高考的角度,由于只有上半小部分体积受到垂直于表面向内的压力,压力在水平方向的分量相互抵消,所以酒精对铁球的压力效果只有垂直向下的压力了,因而不受到浮力。所以,整体上铁球是受到由水银和酒精共同作用产生的浮力的,但单就酒精来讲是不受浮力的。

2.铁球在水银中的体积怎么变化,是变大了还是变小了?
铁球最开始受到向下的重力、大气的压力,向上的浮力而平衡。
加入酒精后受到向下的重力、大气的压力、酒精对铁球压力(第一问已分析得很清楚),向上的浮力而平衡。
可以看出,向下的力多了一个酒精向下的压力,因而向上的浮力的数量得增加,再根据阿基米德原理知道铁球在水银中的体积变大了。

受浮力.铁球在水银中的体积要减少,原来铁球在水银中的浮力等于铁球的重力,加酒精后铁球的浮力不变,仍等于水银中的浮力和酒精中的浮力之和,所以在水银中的浮力要变小,要上浮一些,因为在酒精中的浮力增加了.