轩辕春秋文化论坛 » 水泊轩辕 » 一千克水能否浮起一块二千克的木头?


2016-2-28 08:15 KYOKO
一千克水能否浮起一块二千克的木头?

头条上看来的,不是脑筋急转弯,木头密度<水

根据阿基米德定律,物体的浮力=其排开水的重力,现在有二千克木头,就需要排开二千克水,而现在只有一千克水,所以不行

2016-2-28 08:58 14693089
楼主解释的很有道理,当年初中刷物理题的时候也没刷过这种题,自己做估计有些蒙圈。

2016-2-28 10:06 tiger1970
想明白了......一张木头桌子四只脚放在常用的水盆里,直接就扎到水底站着,不管水盆有多少水。

2016-2-28 10:19 南极
肯定可以啊。

2016-2-28 10:38 南极
比方一块正方体木头,放水里浮着,其实和木头直接接触的就是周围的一层水,把其他的水去掉,木头一样浮着的。
那么做一个正方体的容器,边长比木头大一点点,放水进去,木头放进去就浮着了。需要的水的体积就是木头拿掉那薄薄一层水的体积。

2016-2-28 10:40 墨叶
[quote]原帖由 [i]tiger1970[/i] 于 2016-2-28 10:06 发表
想明白了......一张木头桌子四只脚放在常用的水盆里,直接就扎到水底站着,不管水盆有多少水。 [/quote]

楼主的问题是存在性问题,只要存在一种可能就行,举反例是不行。

一般的水可能不行,水王一定没问题。

[color=Silver][[i] 本帖最后由 墨叶 于 2016-2-28 10:41 编辑 [/i]][/color]

2016-2-28 12:01 hnsh
浮不起来的  顶楼解释的很清楚啦   物体本身质量等于排开水的质量 才能浮起来  现在把水全排开 也没木头质量大

2016-2-28 12:04 hnsh
南极的解释很有问题  一层的水  一层是多少啊 是多厚阿   物力学上有一层 这个单位么?

2016-2-28 12:04 卫天龙
你们在说什么……

水的浮力不是和沉浸水的体积有关么,你都说了木头的密度比水小,你这木头的体积是水的两倍以上……

那不叫浮着了,那是靠水沾地上……墙上也行

2016-2-28 12:22 南极
一层算一毫米好了,半毫米也行,随意了。

排开的2千克的水并不需要存在啊,都排开了,占的空间现在是木头了,那2千克水就可以不需要了。

2016-2-28 12:23 hnsh
哎呀 又想拉想  应该是可以的    就像南极说的   咱说理想状态下  一个容器里装快木头  倒进去1滴水 就可以把木头淹没 事实上 是把木头淹没 还是木头上浮呢

2016-2-28 12:28 小贩
浮起:飘浮物主体得脱离水底吧?

2016-2-28 12:37 钱尘往事
[quote]原帖由 [i]KYOKO[/i] 于 2016/2/28 08:15 发表
头条上看来的,不是脑筋急转弯,木头密度<水

根据阿基米德定律,物体的浮力=其排开水的重力,现在有二千克木头,就需要排开二千克水,而现在只有一千克水,所以不行 [/quote]

根据阿基米德定律,[color=Red]物体所受到的浮力=其排开水的重力[/color],这是为了计算物体所受到的浮力,而不是说必须要有这么多水

只要看这个物体浸在水里的体积就知道它受到的浮力了啊,所以这个问题和木头以及容器的形状有关,只要合适,一千克水是没问题的。

再形象的说一点:(1)一个容器(形状合适)能装三千克水,往里面倒满水,把二千克木头(形状合适)放进去,显然有两千克水会溢出容器,其重力等于木头所受到的浮力,容器里剩下一千克水和二千克木头;
                (2)一个容器(形状合适)能装三千克水,往里面倒一千克水,把二千克木头(形状合适)放进去,这和(1)中最后的情况有什么区别?难道这种情况下木头就浮不起来了?

2016-2-28 12:40 杏花疏影
[quote]原帖由 [i]钱尘往事[/i] 于 2016-2-28 12:37 发表
根据阿基米德定律,物体所受到的浮力=其排开水的重力,这是为了计算物体所受到的浮力,而不是说必须要有这么多水

只要看这个物体浸在水里的体积就知道它受到的浮力了啊,所以这个问题和木头以及容器的形状有关,只要合适,一千克水是没问题的。

再形象的说一点:(1)一个容器(形状合适)能装三千克水,往里面倒满水,把二千克木头(形状合适)放进去,显然有两千克水会溢出容器,其重力等于木头所受到的浮力,容器里剩下一千克水和二千克木头;
                (2)一个容器(形状合适)能装三千克水,往里面倒一千克水,把二千克木头(形状合适)放进去,这和(1)中最后的情况有什么区别?难道这种情况下木头就浮不起来了?[/quote]
不可能,物体所受到的浮力=其排开水的重力,总共水就是这些,全排开都比不了木头,怎么可能把木头浮起来?

2016-2-28 12:44 小贩
顶起....和浮起....

2016-2-28 12:50 墨叶
[quote]原帖由 [i]卫天龙[/i] 于 2016-2-28 12:04 发表
你们在说什么……

水的浮力不是和沉浸水的体积有关么,你都说了木头的密度比水小,你这木头的体积是水的两倍以上……

那不叫浮着了,那是靠水沾地上……墙上也行 [/quote]

容器直径10厘米,高100厘米。
圆柱体直径9厘米,高50厘米。圆柱体密度比水小。
将圆柱体放入容器内,与侧壁不接触。
以每秒1立方厘米的速度向容器灌水,多少时间后圆柱体会浮着(或者说漂浮)。
其浮着(漂浮)的标准又是什么?

2016-2-28 12:54 墨叶
换一种情况,一个容器内水高10厘米,那么有没有可能浮起高50厘米的物体?

2016-2-28 12:54 卫天龙
嗯这么说吧……人家阿基米德的盆是足够大的,水是足够多的,这个题设,需要靠容器限制住水的边缘,看起来是鸡尾酒……

如果不限制……

2016-2-28 12:56 杏花疏影
[quote]原帖由 [i]墨叶[/i] 于 2016-2-28 12:54 发表
换一种情况,一个容器内水高10厘米,那么有没有可能浮起高50厘米的物体? [/quote]
那是有可能的。

2016-2-28 12:58 墨叶
[quote]原帖由 [i]卫天龙[/i] 于 2016-2-28 12:54 发表
嗯这么说吧……人家阿基米德的盆是足够大的,水是足够多的,这个题设,需要靠容器限制住水的边缘,看起来是鸡尾酒……

如果不限制…… [/quote]

没有重力和容器,水都不能提供浮力。
所以,离开容器谈浮力是不对的。

2016-2-28 13:00 邓仲华
主要是V排的理解。这里的排开不是真的需要排开那么多水
[url]http://wenku.baidu.com/link?url=YmNMCfEAH0nhrzVMxZ9JKs-sz9csoiYqfXABOGE6LraNg4qmzjRb9pG8SM-kA9jsLTl_jl2ukGrBn8COmze9N1Ag9uw1dY2nuLFRp9AAsC_[/url]

2016-2-28 13:10 ptcn
这个问题N年前在其他地方讨论过。

这个问题本身并不复杂,但是类似的关系在其他问题上的确是误导了不少人。如化学势的问题。

2016-2-28 13:11 钱尘往事
[quote]原帖由 [i]杏花疏影[/i] 于 2016/2/28 12:40 发表

不可能,物体所受到的浮力=其排开水的重力,总共水就是这些,全排开都比不了木头,怎么可能把木头浮起来? [/quote]
你理解错误了。

物体在液体中受到浮力的本质原因是[color=Red]物体浸在液体中的部分收到液体各个方向的压力,这些压力的合力形成了浮力[/color]。

阿基米德定律是告诉我们怎么量化计算物体所受到的浮力,也就是说[color=Blue]物体浸在液体中的部分收到液体各个方向的压力的合力[/color]等于“[color=Red]与物体浸在液体中的那部分体积相同的该液体的重力[/color]”。也就是说,浮力的大小和物体在液体中的浸泡情况相关,和容器里有多少液体并没有直接关系。

回到我举的第一个例子(1)一个容器(形状合适)能装三千克水,往里面倒满水,把二千克木头(形状合适)放进去,显然有两千克水会溢出容器,其重力等于木头所受到的浮力,容器里剩下一千克水和二千克木头。
这种情况下,你把浮着的木头拿出来(思想实验,假设木头不沾水不吸水),容器里还剩一千克水,难道你再把这块木头放进去木头就浮不起来了?

[color=Silver][[i] 本帖最后由 钱尘往事 于 2016-2-28 13:15 编辑 [/i]][/color]

2016-2-28 13:15 卫天龙
回复 #21 邓仲华 的帖子

谢凳子叔叔:!!

2016-2-28 13:19 小贩
我好象发现了千斤顶...

2016-2-28 13:21 小贩
顶起和浮起在物理上是有区别的。我觉得这个名实问题很有意思。

2016-2-28 13:22 小贩
就我的理解,浮力和排水量这是一体两面。但要弄“千斤顶”原理去“顶起”,看在什么领域回答了,脑筋急转弯不也是一种答案来这。

2016-2-28 13:24 小贩
要知道,液压原理和浮力原理,这在物理里分明是不同的两章啊。

2016-2-28 13:27 卫天龙
回复 #16 墨叶 的帖子

你这直径干嘛非得选9厘米:hz1030:

然后“π”我最好还得拿“兀”表示……

[color=Silver][[i] 本帖最后由 卫天龙 于 2016-2-28 16:13 编辑 [/i]][/color]

2016-2-28 13:28 卫天龙
回复 #25 小贩 的帖子

瓶子会坏的:hz1011:

2016-2-28 13:31 小贩
瓶子远比你想象得坚强。。。

2016-2-28 13:40 大将文钦
一个150斤的水王能否抱起3个各100斤的妾?:!!

2016-2-28 13:42 小贩
水王躺下,三个妾钻怀里,很轻松就能抱起嘛。

别说三个妾300斤,三个妾,900斤都不在话下。

[color=Silver][[i] 本帖最后由 小贩 于 2016-2-28 13:44 编辑 [/i]][/color]

2016-2-28 14:10 五袋石果
[quote]原帖由 [i]钱尘往事[/i] 于 2016-2-28 13:11 发表

你理解错误了。

物体在液体中受到浮力的本质原因是物体浸在液体中的部分收到液体各个方向的压力,这些压力的合力形成了浮力。

阿基米德定律是告诉我们怎么量化计算物体所受到的浮力,也就是说物体浸在液 ... [/quote]

肯定不能浮起来。你假设的这两种情况,其结果是一样的,都不能浮起来。(何为“浮起来”不用定义吧。)

2016-2-28 14:35 墨叶
[quote]原帖由 [i]邓仲华[/i] 于 2016-2-28 13:00 发表
主要是V排的理解。这里的排开不是真的需要排开那么多水
[url]http://wenku.baidu.com/link?url=YmNMCfEAH0nhrzVMxZ9JKs-sz9csoiYqfXABOGE6LraNg4qmzjRb9pG8SM-kA9jsLTl_jl2ukGrBn8COmze9N1Ag9uw1dY2nuLFRp9AAsC_[/url] [/quote]

“给我一滴水,我能浮起整艘轮船”。
这个结论显然是错误的。

要浮起整个轮船需要一滴水之外还需要一个合适的容器。没有容器就认为一滴水能浮起整个轮船并不合适。

最后是有说明。

[color=Silver][[i] 本帖最后由 墨叶 于 2016-2-28 14:40 编辑 [/i]][/color]

2016-2-28 15:48 邓仲华
[quote]原帖由 [i]墨叶[/i] 于 2016-2-28 14:35 发表


“给我一滴水,我能浮起整艘轮船”。
这个结论显然是错误的。

要浮起整个轮船需要一滴水之外还需要一个合适的容器。没有容器就认为一滴水能浮起整个轮船并不合适。

最后是有说明。 [/quote]
是啊,同样的给我一个支点,我能撬起整个地球。这也是有前提的,就是能找到理想的支点和杠杆。而且还需要足够的时间

[color=Silver][[i] 本帖最后由 邓仲华 于 2016-2-28 15:50 编辑 [/i]][/color]

2016-2-28 16:17 小贩
我最怕段子和科普拧不清的文章了。对“小青年”杀伤力特大。

因为他们对概念本身就没有清晰的认识。
比如,水王抱妞。躺下也是“抱”。

2016-2-28 16:42 KYOKO
可以“抱”,但不能“抱起”

2016-2-28 17:58 小贩
一样是抱起啊。全身压上。900斤。

2016-2-28 21:45 钱尘往事
[quote]原帖由 [i]五袋石果[/i] 于 2016/2/28 14:10 发表


肯定不能浮起来。你假设的这两种情况,其结果是一样的,都不能浮起来。(何为“浮起来”不用定义吧。) [/quote]
“肯定不能浮起来”?你的意思是这块木头会整个沉在水中么?——我举的例子的前提是“[color=Red]容器形状合适,木头形状合适[/color]”,所以我认为你所说的“不能浮起来”就是整个沉在水中。

假设你说的“肯定不能浮起来”正确,以此为基础进行以下计算:
设水的密度为Xs,木头的密度为Xm,按照水王的题设条件,有Xm<Xs,另设木头体积为V,已知重力加速度为g。
木头不能浮起来,则木头所受浮力为Xs*V*g,而木头自身重力为Xm*V*g,两者比较,显然Xs*V*g>Xm*V*g,即[color=Red]浮力大于重力[/color]。

既然浮力大于重力,木头自然会往上浮,除非有另外的力作用于木头把它往下压,这个力是哪来的?如果没有这个力,木头怎么“[color=Blue]肯定不能浮起来[/color]”?

2016-2-28 21:55 ouyangnitian
回复 #23 钱尘往事 的帖子

你可以试一下,我相信,两千克水溢出之后,木头也就沉下去了,一千克水浮不起两千克木头的

水之积也不厚,其负大舟也无力。

2016-2-28 21:56 杏花疏影
[quote]原帖由 [i]KYOKO[/i] 于 2016-2-28 16:42 发表
可以“抱”,但不能“抱起” [/quote]
你试着“举”起。

2016-2-28 22:01 ouyangnitian
刚看了一下那个一滴水浮船的说法,想起了水蜘蛛。

水蜘蛛是浮起来的吗?

2016-2-28 22:05 ouyangnitian
回复 #40 钱尘往事 的帖子

则木头所受浮力为Xs*V*g
谁说的?

2016-2-28 22:16 钱尘往事
[quote]原帖由 [i]ouyangnitian[/i] 于 2016/2/28 22:05 发表
则木头所受浮力为Xs*V*g
谁说的? [/quote]
阿基米德定律:浸入静止流体(气体或液体)中的物体受到一个浮力,其大小等于该物体所排开的流体重量

若按照假设,木头不能浮起来,则木头是完全沉在水中,其排开水的体积等同于木头的体积V,体积为V的水所受重力即为Xs(水的密度)*V*g

[color=Silver][[i] 本帖最后由 钱尘往事 于 2016-2-28 22:19 编辑 [/i]][/color]

2016-2-28 22:19 杏花疏影
不管你什么容器,不管你浮力来源于什么,但只要浮起来,所排开的水的重力就是那木头的重力,你无论怎么排,也排不出这么多的水。

2016-2-28 22:30 风精之羽
[quote]原帖由 [i]钱尘往事[/i] 于 2016-2-28 13:11 发表

回到我举的第一个例子(1)一个容器(形状合适)能装三千克水,往里面倒满水,把二千克木头(形状合适)放进去,显然有两千克水会溢出容器,其重力等于木头所受到的浮力,容器里剩下一千克水和二千克木头。
这种情况下,你把浮着的木头拿出来(思想实验,假设木头不沾水不吸水),容器里还剩一千克水,难道你再把这块木头放进去木头就浮不起来了?. [/quote]

你确定2千克水溢出后,木头是浮着的?谁说木头在水里一定会浮起来?大江大河里,可以用巨大原木做木排,丢个小溪里试试?

2016-2-28 22:35 墨叶
这个要看浮起的标准是什么。

一个简单的例子,一个容器中装满水共3千克,放入一个2千克的物体能漂浮。
此时物体排开了2千克的水,这2千克的水将被排出容器。
此时容器内只有1千克水。

换一个环境,同样的容器同样的物体。
开始只放1千克水,然后将物体放入容器中。最后稳定状态和上面相同。

所以,1千克水能浮起2千克的物体也可以说得通。(关键是容器和物体的选择)。

2016-2-28 22:36 杏花疏影
[quote]原帖由 [i]墨叶[/i] 于 2016-2-28 22:35 发表
这个要看浮起的标准是什么。

一个简单的例子,一个容器中装满水共3千克,放入一个2千克的物体能漂浮。
此时物体排开了2千克的水,这2千克的水将被排出容器。
此时容器内只有1千克水。

换一个环境,同样 ... [/quote]
但这两千克水排出去之后,木头应该沉下去,不会浮起来了。。

2016-2-28 22:36 墨叶
[quote]原帖由 [i]ouyangnitian[/i] 于 2016-2-28 22:01 发表
刚看了一下那个一滴水浮船的说法,想起了水蜘蛛。

水蜘蛛是浮起来的吗? [/quote]

水蜘蛛是依靠水的表面张力,不是浮力。也不符合阿基米德原理。
算不算浮起来就不知道了。

2016-2-28 22:37 邓仲华
物体所受浮力等于它排开水的重量。这句话毫无差错。排开水的实质是指物体浸没在水平面以下的体积。这种浸没是由于水位线的上升而造成的。当物体的形状与容器形状接近时,我们只需要排开很少的水,就能制造很大的水位线上升,这种上升会以令人惊讶的效率增大物体的浸没体积,从而实现很高的“排开水量”。
实际过程是:物体的浸入导致水位线上升,水位线上升形成物体的浸没体积,物体的浸没体积就是排开水的体积。某个容器里的水能够漂浮物体的能力取决于它花费水来提高水位线的能力。物体的形状与直径与容器越相近,该系统就越能花费更少量的水来制造更高的水位线;物体的形状与直径与容器相差越多,该系统就需要花费更多的水来提高等量的水位线。
可以想象,一个刚好能放入容器的圆柱体,当它完全浸入水中时,四周只包有一层薄薄的水膜,也许水膜的体积加在一起只有一颗米粒般大小,但这并不妨碍它令水位线上升了十几公分,从而将整个圆柱体没入水中。此时圆柱体所排开的水即是自身体积,而不是上升的那层水膜。不要说1kg,只要物体的平均密度比水小,而且容器的内壁与物体形状足够靠近,那么即使是1吨的物体也能被浮起来。
由此可见,浮力定律的陈述尽管已经被我们沿用至今,它的措辞仍然会令一部分人产生误解。“排开水”这个词容易让人联想到动态过程,从而误以为是“随着物体的逐渐浸入,总共被排开”的水的体积;但其实应该是“最终状态时,物体浸入液体的体积”。

2016-2-28 22:39 杏花疏影
[quote]原帖由 [i]邓仲华[/i] 于 2016-2-28 22:37 发表
物体所受浮力等于它排开水的重量。这句话毫无差错。排开水的实质是指物体浸没在水平面以下的体积。这种浸没是由于水位线的上升而造成的。当物体的形状与容器形状接近时,我们只需要排开很少的水,就能制造很大的 ... [/quote]
怎么排,多大体积,但还是排不开这么多的水。

如果非说这个容器与木头足够近,那么实际上是摩擦力,而不是浮力。

2016-2-28 22:50 墨叶
回复 #52 杏花疏影 的帖子

因为那些排开的水已经被“排开”了。
所以,用1千克的水浮起2千克的物体时,你可以理解为3千克的水浮起了2千克的物体,不过其中有2千克的水被物体替换了。

2016-2-28 22:50 ptcn
1、
可以考虑这样的实验,用一个比木块略大一点点的容器,装满水,慢慢放入木块,木块会把一部分水挤出容器,但最终木块会[color=Red]浮起[/color],水也不再溢出。

之后,慢慢取出木块,这时,容器中剩下很少的水了。

再之后,把木块再慢慢放回容器里,会如何?


2、
如果容器比木块大很多,以上的实验就没有啥悬念了。

但假如容器可以变形,可以调整其形状和容积(比如四方形容器的一个或者两个侧面可以密封滑动),那么逐步缩小容器的体积,使其逐步接近略大于木块一点点的状态,会是啥情况?

2016-2-28 23:14 邓仲华
百度百科“浮力”词条,疑难解答,
7、液体能否浮起比其自身重力更大的物体?
有人根据阿基米德原理的表述认为液体不能浮起比其自身重力更大的物体,其实这是一个错误的推论,原因是原理中表述的是“浮力等于物体排开的液体受到的重力”,注意这里的关键是“排开”,通过巧妙设计,我们完全可以做到让“物体排开的液体的体积”大于“液体原来的总体积”(加引号是为了引起注意)。
例如:取一个圆柱形容器,再加工出一个直径比容器的内径稍小一点的圆柱形木块,让两个圆柱体等高,以利于观察。在容器中倒入很少量的水(关键是要使水的质量要远小于圆柱体木块质量),再将圆柱体木块放入容器中,你会发现水在圆柱体的四周上升起来,将木块浮起(效果就是木块比容器口高出一些来)。

2016-2-28 23:14 钱尘往事
[quote]原帖由 [i]杏花疏影[/i] 于 2016/2/28 22:19 发表
不管你什么容器,不管你浮力来源于什么,但只要浮起来,所排开的水的重力就是那木头的重力,你无论怎么排,也排不出这么多的水。 [/quote]
我对你的物理概念表示无语……当然我知道你不是在故意捣乱,只是对浮力的认识有错,那我只能再多说一点,理不理解在你。

再重复一遍阿基米德定律:浸入静止流体(气体或液体)中的物体受到一个浮力,其大小等于该物体所排开的流体重量。你没弄明白的一点就是“该物体所排开的流体”指的是什么。

假设一个容器,里面装满了水(这是为了简化,水可以换成其他液体或气体)。把物体浸入水中,水就会溢出。这部分溢出的水就是物体所排开的水。这“排开的水”是和物体浸在水中的体积是直接相关的。容器里原来装满的水分成了两部分,一部分仍然在容器中,一部分溢出到了外面。

那么问题来了,给物体浮力的水是哪部分?显然是仍然在容器中的水。而不会是溢出到了外面的水——这点你是否有疑问?
接下来,容器中剩下的水一定比溢出到外面的水多吗?没有这样的逻辑关系。

明白了吗?物体所受到的浮力是和物体浸在水中的情况是相关的,和容器内的水有多重并没有多大关系。

回到我举的那个例子:一个容器(形状合适)能装三千克水,往里面倒满水,把二千克木头(形状合适)放进去。
    设水的密度为Xs,木头的密度为Xm,按照水王的题设条件,有Xm<Xs,另设木头体积为V,已知重力加速度为g。

    如果木头完全沉在水中,则木头所受浮力为Xs*V*g,而木头自身重力为Xm*V*g,两者比较,显然Xs*V*g>Xm*V*g,即浮力大于重力,木头会上浮。所以木头不会完全沉在水中,而会浮在水面。

    既然木头浮在水面,则有浮力等于重力,则其排开水的质量等于其自身质量,即二千克。也就是说,木头在水中占据的空间相当于二千克水的体积,该容器原来装满水是三千克,现在木头占据了二千克水的体积,容器中的水就只剩下一千克了,另外两千克水溢出容器了。容器里还剩下一千克水和二千克木头。

这种情况下,你把浮着的木头拿出来(思想实验,假设木头不沾水不吸水),容器里还剩一千克水,难道你再把这块木头放进去木头就浮不起来了?

----------------------------------------------------------------

如果你还不能理解,我就直接给你上数字:
一个圆柱形容器,内壁的底面积为0.01m^2,高度为0.3m,3kg水可以灌满该容器。设木头为标准圆柱体,密度为水的一半,底面积0.009m^2,则其长度为(4/9)m。
将木头缓慢伸入水中,设浸在水中的长度为h(m),则其排开水的体积为0.009*h(m^3),则其所受到的浮力为10^3kg/(m^3)*[0.009*h(m^3)]*g=9h*g(kg)。
木头自身质量为2kg,所受重力为2*g(kg),当浮力等于重力时,9h*g(kg)=2*g(kg),则有h=(2/9)<0.3。这说明木头浸入水的深度不需要到底就能达到浮力和重力的平衡。
而这时候木头浸入水中的体积为0.009m^2*(2/9)(m)=0.002m^3,容器自身体积为0.01m^2*0.3m=0.003m^3,还剩下0.001m^3被水占据,这部分水质量为1kg。

现在你明白了吧,1kg水完全可以浮起2kg木头(前提是容器合适,木头的形状也合适)。

[color=Silver][[i] 本帖最后由 钱尘往事 于 2016-2-28 23:16 编辑 [/i]][/color]

2016-2-28 23:26 杏花疏影
[quote]原帖由 [i]钱尘往事[/i] 于 2016-2-28 23:14 发表
我对你的物理概念表示无语……当然我知道你不是在故意捣乱,只是对浮力的认识有错,那我只能再多说一点,理不理解在你。

再重复一遍阿基米德定律:浸入静止流体(气体或液体)中的物体受到一个浮力,其大小等于该物体所排开的流体重量。你没弄明白的一点就是“该物体所排开的流体”指的是什么。

假设一个容器,里面装满了水(这是为了简化,水可以换成其他液体或气体)。把物体浸入水中,水就会溢出。这部分溢出的水就是物体所排开的水。这“排开的水”是和物体浸在水中的体积是直接相关的。容器里原来装满的水分成了两部分,一部分仍然在容器中,一部分溢出到了外面。

那么问题来了,给物体浮力的水是哪部分?显然是仍然在容器中的水。而不会是溢出到了外面的水——这点你是否有疑问?
接下来,容器中剩下的水一定比溢出到外面的水多吗?没有这样的逻辑关系。

明白了吗?物体所受到的浮力是和物体浸在水中的情况是相关的,和容器内的水有多重并没有多大关系。

回到我举的那个例子:一个容器(形状合适)能装三千克水,往里面倒满水,把二千克木头(形状合适)放进去。
    设水的密度为Xs,木头的密度为Xm,按照水王的题设条件,有Xm<Xs,另设木头体积为V,已知重力加速度为g。

    如果木头完全沉在水中,则木头所受浮力为Xs*V*g,而木头自身重力为Xm*V*g,两者比较,显然Xs*V*g>Xm*V*g,即浮力大于重力,木头会上浮。所以木头不会完全沉在水中,而会浮在水面。

    既然木头浮在水面,则有浮力等于重力,则其排开水的质量等于其自身质量,即二千克。也就是说,木头在水中占据的空间相当于二千克水的体积,该容器原来装满水是三千克,现在木头占据了二千克水的体积,容器中的水就只剩下一千克了,另外两千克水溢出容器了。容器里还剩下一千克水和二千克木头。

这种情况下,你把浮着的木头拿出来(思想实验,假设木头不沾水不吸水),容器里还剩一千克水,难道你再把这块木头放进去木头就浮不起来了?

----------------------------------------------------------------

如果你还不能理解,我就直接给你上数字:
一个圆柱形容器,内壁的底面积为0.01m^2,高度为0.3m,3kg水可以灌满该容器。设木头为标准圆柱体,密度为水的一半,底面积0.009m^2,则其长度为(4/9)m。
将木头缓慢伸入水中,设浸在水中的长度为h(m),则其排开水的体积为0.009*h(m^3),则其所受到的浮力为10^3kg/(m^3)*[0.009*h(m^3)]*g=9h*g(kg)。
木头自身质量为2kg,所受重力为2*g(kg),当浮力等于重力时,9h*g(kg)=2*g(kg),则有h=(2/9)<0.3。这说明木头浸入水的深度不需要到底就能达到浮力和重力的平衡。
而这时候木头浸入水中的体积为0.009m^2*(2/9)(m)=0.002m^3,容器自身体积为0.01m^2*0.3m=0.003m^3,还剩下0.001m^3被水占据,这部分水质量为1kg。

现在你明白了吧,1kg水完全可以浮起2kg木头(前提是容器合适,木头的形状也合适)。
[/quote]
无论多少体积,最终还是由浮力决定的。

你两千克的木头放入水中,不管你剩余多少,只要浮起来,那么排出去的水,一定与这个木头的重量相当。因此,你排出两千克后,剩余的不足以支持,就终还是要沉的。

就拿你举的例子。在这两千克水排到容器之外的一刻,木头是浮着的,但这两千克水排出去之后,这木头肯定是沉底的。

2016-2-28 23:28 杏花疏影
[quote]原帖由 [i]邓仲华[/i] 于 2016-2-28 23:14 发表
百度百科“浮力”词条,疑难解答,
7、液体能否浮起比其自身重力更大的物体?
有人根据阿基米德原理的表述认为液体不能浮起比其自身重力更大的物体,其实这是一个错误的推论,原因是原理中表述的是“浮力等于 ... [/quote]
体积怎么会变呢?

水的质量=水的密度*体积,在水的质量与密度不变的时候,无论水改变成什么样的形状,它的体积不可能发生变化。

2016-2-28 23:30 武三郎
呵呵,当然能。。。初中物理题啊

2016-2-28 23:49 邓仲华
最后再上一个图,当然如果有人认为这图是PS的,实验人作了假,倒了更多的水,那我也没办法

页: [1] 2


Powered by Discuz! Archiver 5.0.0  © 2001-2006 Comsenz Inc.