初三物理题

Question

有一个梯形物体浸没在水中，如图所示，水的密度为p（rou），深度为H，物体高h，体积为V，较小的下底面面积为S，与容器底紧密接触，其间无水。则该物体所受浮力为（ ）
A.pgV B.p(V-hS)g C.p(V-HS)g D.pgv-(P0+pgH)S
p为p（rou）
要过程
各位再想想，参考答案是D。
如对则请给出理由，如不对也请说明。谢谢。

Answer 1

答案：D
如果下底面不与容器底紧密接触，其间有水，物体的浮力为 pgV。此时下底面受到的压力为（P0+pgH)S，因下底面与容器紧密接触，其间无水，下底面没有受到水传递的向上压力（向上托力），故在题意要求的情况下，物体所受浮力为pgv-(P0+pgH)S，选择D

说明：
答案A，是不对的，因为下底面积无水，改变了状态，不是物体的所有表面都包裹在液体中，故公式不适用；
答案B实际上是把物体分成了两部分，一部分是下底面积竖直向上对应的体积(体积为hS)，把这部分物体的浮力计算为0，其余部分按正常的浮力公式计算，得到了pgV-pghS，根据浮力上下压力差观念，上底面积受到水位H、P0等变化因素的影响，而下底的压力是不变的，显然压力差不是恒定不变的。故错误。
答案C与答案B类似，只考虑了水位的高度H，未考虑P0的影响。
答案D考虑了所有的受力因素，但题意设计还是有缺陷，答案D，是建立在物体下底面无水，同时也是真空的状态，答案才对，在实际生活中，“紧密接触，其间无水”并不一定是真空状态，但可以立即为空气压力为一个较低的定值，不随P0、H变化，相信题意设计者的初衷是这样。
本题的设计对于初中太复杂，即便初中生明白了，也是知其然不知其所以然。对初中生来讲不宜。

Answer 2

由于下底面与容器紧密接触，因此由此引起的一部分梯形体积没有排开水（中间圆柱部分），这部分与浮力无关，排开水的体积的计算应去掉中间圆柱的体积，再根据阿基米德原理求解．
解答：解：梯形物体排开水的体积：
v排=V-sh，
梯形物体受到水的浮力：
F浮=ρgV排=ρg（V-sh）．
故选B．
由于浮力是由一个物体在水中上下表面不同的压力差产生的，所以如果与底部容器紧密接触的话，就涉及不到浮力了。
不明可追问。

Answer 3

如果梯形物体的下底有水浸入，则下底也在受到水的向是的压强，现在下底没有水浸入，则下底不受到水的压强。物体浸没在液体中受到的浮力的原因是物体上下表面受到的压力差。
设容器底不是紧密接触，其间有水时物体受到的浮力为F0=G排=ρ水vg
物体下底受到的压力为F2=P2S=ρ水ghs
物体实际受到的浮力F=F0-F2=ρ水vg-ρ水ghs=ρ水(v-hs)g
C.p(V-HS)g正确。

Answer 4

假设，底部与容器没有密切接触，则
F浮=ρVg
而现在的情况是：底部与容器密切接触。因此，梯形立方体底部将不会受到液体对它向上的压力。因此，需要从刚才的 F浮=ρVg中减去这个压力 （F压=ρHg·S ）。
则该物体最终受到的浮力为：
F浮=ρVg - ρHg·S
= ρ（V-HS）g
故而选C。

Answer 5

由于下底面与容器紧密接触，因此由此引起的一部分梯形体积没有排开水（中间圆柱部分），这部分与浮力无关，排开水的体积的计算应去掉中间圆柱的体积，再根据阿基米德原理求解．解答：解：梯形物体排开水的体积：
v排=V-sh，
梯形物体受到水的浮力：
F浮=ρgV排=ρg（V-sh）．
故选B．