与浮力有关的4个公式谁能具体解释一下

回答者： bu_le_sky - 初学弟子 一级 9-7 10:09
阿基米德原理告诉我们，浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。其数学表达式为

F浮=ρ液gV排。从公式可看出，若物体在液体中确实受到浮力，则其大小将取决于被物体排开的那部分液体的密度ρ液和被物体排开的液体中对产生浮力有贡献的那部分液体的体积V排，而与其它因素无关，对V排，初学者易产生以下几个方面的误解。在教学过程中应引起充分的注意。

(1)在一般情况下，V排是指被物体排开的液体的体积，它有别于但又依赖于物体的体积V物。例如，把截面积为S，长为L的圆柱体沿竖直方向缓慢浸入水中，如图1所示。当圆柱浸入水中的深度为L1时，圆柱体排开液体的体积等于其在液面以下部分的体积，即V排=SL1，显然，V排小于物体的体积V物=SL。当圆柱体浸入水中的深度L1逐渐增加时，V排也逐渐增大，但总小于圆柱体的体积S·L。只有当圆柱体全部浸入水中且其下表面不与容器底接触时，才有V排=V 物。所以，物体排开液体的体积与物体体积之间的关系（在一般情况下）为V排≤V物。那种对V排一定等（小）于V物的说法，实乃是对V排的误解之一。

(2)在图所示的容器中盛有2分米3的水，当把一个体积为10分米3，形状和容器相似且直径略小于容器内径的圆柱体放入此容器中时，水面恰将圆柱体淹没，求圆柱体所受的浮力多大？

分析和解：容器中原有水的体积为2分米3，将体积是10分米3的圆柱体浸入水中，因水具有流动性，故其将从图甲所处的分布形式因被物体挤压而过渡到图乙的分布形式将圆柱体淹没。使原来仅占有2分米3的空间的水因圆柱体的介入改变为占有12分米3的空间。此时圆柱体排开液体的体积V排=10分米3，大于容器中原有液体的体积。圆柱体所受浮力为F浮=ρ水gV排=1×103千克/米3×9.8牛/千克×10×10-3米3=98牛，大于容器中原有水的重力G= ρ水gV=1×103千克/米3×9.8牛/千克×2×10-3米3=19.6牛。

从上述分析过程可看出：物体排开液体的体积可以大于容器中原有液体的体积，物体在液体中所受的浮力同样可以大于原容器中的液重。所以，物体排开液体的体积最多只能等于容器中原有液体体积的说