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論物體上浮至漂浮所受浮力與重力的關(guān)系

來源:本站 | 作者:admin | 時間:2007-08-14 13:36:56 ]

      之所以研究物體上浮至漂浮所受浮力與重力的關(guān)系,是因為我觀察到的現(xiàn)象并從中得出的結(jié)論與書本中所描述的有關(guān)知識不一樣。經(jīng)過我的認真觀察和分析,我認為書本上所講述的有關(guān)這方面的知識有一定的缺陷。既然認為有缺陷,我們就應(yīng)尋找正確的說法。 
      眾所周知:浸沒于液體中的物體由于密度小于液體的密度會上浮,直至漂浮于液面。問題就在于在這一過程中物體所受浮力與物重的大小關(guān)系如何變化。學過物理中《浮力》這一節(jié)的人都知道:在上浮過程中,浮力不變,但大于物重;露出液面時,浮力逐漸減少,直到漂浮時才與重力形成一對平衡力,即F浮=G物。上面所述可以參見棲霞市八年級06——07學年度下學期單元過關(guān)題《初三物理第七章·測試題A》中第22題的第二問的答案。其問號是:“小明把擰緊瓶蓋的小空瓶整體壓入水中某深度后放手,小空瓶上浮并最終靜止在水面的過程中,浮力大小如何變化?”這個問號的正確答案是:“露出水面之前,浮力大小不變,開始露出水面到靜止在水面上的過程中,浮力逐漸變小,最后浮力大小與重力相等。”由此可見在上浮至漂浮這一過程中物體所受浮力沒有小于重力的時候。查閱互聯(lián)網(wǎng)和一些相關(guān)資料,我發(fā)現(xiàn)關(guān)于這方面的知識都趨于一致??晌矣^點卻與它們背道而馳。  中學生科.技網(wǎng) http://m.lgmparts.com 
      現(xiàn)在我將一個蘋果整體壓入盛滿水的水桶底部后放手,觀察蘋果的運動情況。可以發(fā)現(xiàn):它快速上浮,而且露出水面后達到不再上升的程度時(我叫這一過程為“一級上升”),其大約一半的體積露在外面,但此時并不是漂浮。緊接著蘋果又往水中浸入了一小部分。接著又上升了一小部分(這一過程為“二級上升”)……往復數(shù)次之后,蘋果終于漂浮在水面上,可以發(fā)現(xiàn)此時此刻露在外面的部分明顯小于在一級上升達到最大程度(或“一級上升極限”)時露在外面的部分,甚至也小于二級上升……所以物體漂浮時所排開的液體的體積要大于一級上升極限時所排開的體積,即在漂浮時物體所受浮力F?。Т笥谝患壣仙龢O限時所受浮力F浮''。而在漂浮時,G=F浮',所以G>F浮,即在上浮至漂浮這一過程中浮力有小于重力的時候,在露出水面到靜止于水面這一過程中浮力并不始終都是在減少的。  中.學生科技網(wǎng) http://m.lgmparts.com 
      不僅蘋果實驗如此,我認為凡浸沒于液體中能上浮的物體都會產(chǎn)生這種現(xiàn)象,只是有的明顯,有的不明顯罷了??梢?,書本等相關(guān)資料關(guān)于這方面的知識沒有給出一個貼切實際的說法。 
      那又是什么原因造成這種現(xiàn)象呢?我認為在上浮過程中物體受到浮力的作用而向上運動,所以物體具有一定的慣性,在露出液面后受慣性、浮力和重力地影響而產(chǎn)生了這種數(shù)升數(shù)降直至靜止于液面的現(xiàn)象:在一級上升過程中,受慣性和浮力的作用,使得物體在上升到極限時所受到的浮力小于物重;在一級上升極限時,由于所受浮力小于重力,所以便產(chǎn)生下降現(xiàn)象;當下降到極限時,又因為所受浮力大于重力,所以又產(chǎn)生上升現(xiàn)象……由于物體與液體之間存在摩擦,導致上升的高度越來越小,從而靜止于液面。 
      所以我最終的結(jié)論是:在物體上浮至漂浮這一過程中,所受浮力有小于物重的時候;而且在露出液面到靜止于液面這一過程中,浮力并不始終都在減少。只要我們善于觀察細微現(xiàn)象,勤于思考,我們也會有所發(fā)現(xiàn)的。

 

作者:劉秋杉  山東省棲霞市唐家泊鎮(zhèn)中學  八年級二班  
 

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