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容器内原来装有水银,有一只小铁球漂浮于水银面上,如图所示,现在再向容器内倒入油,使小球完全浸没于这容器内原来装有水银,有一只小铁球漂浮于水银面上,如图a所示,现在再向容器内倒入
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更新时间:2024-04-19 22:17:41
问题描述:

容器内原来装有水银,有一只小铁球漂浮于水银面上,如图所示,现在再向容器内倒入油,使小球完全浸没于这

容器内原来装有水银,有一只小铁球漂浮于水银面上,如图a所示,现在再向容器内倒入油,使小球完全浸没于这两种液体中,如图b所示,则铁球的位置会上升或下沉或不变?

(答案是上升,但是我认为浮力是物体上下表面所受的压力差,图中小铁球的下表面完全陷在水银中,所以我认为小铁球应该没有受到油对其的浮力,反而受到了油对其向下的一个压力,因此我认为应下沉,元芳,你怎么看?)

董玉成回答:
  浮力的本质是液体在物体表面的压力差,只要是物体下表面除了液体不与其他物体接触,浮力就等于排开液体重力;   铁球受到的浮力有一部分是油提供,据此分析判断.   首先铁球受到的浮力等于重力(漂浮),这个浮力全部由它排开水银获得,当加入油后,铁球受到的浮力不变,还是等于它受到的重力(悬浮),但这个浮力由它排开水银和排开油获得,大小等于它排开水银的重力和排开油的重力之和,可见,加入油后,水银提供的浮力变小了,也就是它排开水银的体积变小了,铁球就会上浮一点.   故选C.   按照你的想法,浮力等于物体受到液体向上和向下的压力差.原来,水银对球有向上的压力,(没有向下的压力),这个压力就是浮力.倒油后,油对球有向下的压力,水银对球有向上的压力(这个压力和原来水银的压力不同了,是原来的压力加上油的压力),两个压力差就是浮力,所以.   我们可以假设小球在容器中也就是浸入水银中的体积没有发生变化,即在容器中加入油之后小球仍保持原来的位置不动.设加入的油的深度为h,小球浸入水银中的深度为h1,小球距离油的高度为h2如图所示,则此时小球底部所受到的压强为,小球顶部所收油的压强为,则此时小球底部压强与顶部部压强之差为,而小球在原容器中底部所受到的压强为如图3所示.   根据液体浮力产生的原因为:物体上下表面的压强差,也就是说上下表面的压强越大,物体所受到的浮力也就越大.有上面的结果可知,即当在容器中加入油之后如果物体在容器中的位置不变,则小球受到的浮力会变大.由于在图4中时小球的重力等于小球受到的浮力,故在图3中小球受到的浮力大于其重力,于是小球会上升使小球在水银中的体积减小.故选(C)   以上有三种类型的解释,你能看懂哪一种都可以,不懂可继续追问.
董玉成回答:
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