最近被某人搞败了，记一道被反复炒冷饭的初中物理题 -- 答案2更新

hearts · 发表于 2018-4-5 06:38

本帖最后由 hearts 于 2018-4-7 07:27 编辑

最近被某牛股神搞败了（注意:非篱笆论坛），非要坚称自己是对的。

此题大家估计都看过无数遍了：

1kg的水是否能浮起2kg的铁。(题目很清楚，意思是问，可能不可能浮起来，任何方式能浮起来都算能）。

此题没有悬念，就是能浮起来。因为V排可以是虚拟排水，并不是实际非要排水2kg。

我相信初中生来说，这种类似的练习题肯定做过的。

但就是有某牛股神说，

1. 浮力因为重力产生（这个一定程度上是对的，失重状态下无浮力），所以浮力最大不可能超过液体重量。
2. V排是虚拟排水他懂，但是呢，这个V排只有在海洋这种液体重量>>>>上面浮的东西的时候才近似成立，对于1kg水这么小的质量来说，任何大于1kg的物体都不可能浮起来。

那么我给大家的思考题就来了，以下都假设静态环境（水非流动状态）。

1. 请举例：什么情况下，水对容器底部的压力 > 水自身的重力。
2. 请用高中的受力分析，分析一下，为何水对容器底部的压力 > 水自身的重力。

以上想通了，那么浮力最大不可能超过液体重量的可笑结论就可以直接推翻了。

3. 请思考，浮力的本质是什么，即为何液体可以靠深度传递压强，进而产生远远大于自身重力的压力/浮力。

此题初中生就可以思考了，并不是完全只让家长思考的。

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以下为答案
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1. 请举例：什么情况下，水对容器底部的压力 > 水自身的重力。

如图，

以上3个图中，容器最低处底部面积相等，水对容器底部的压力都相等，都为密度*g*水高*底部面积。

第1个图中的水对容器底部的压力 > 水自身的重力。
第2个图中压力=重力
第3个图中压力<重力

2. 第1个图中，在水重力更小的情况下，为何压力相等？受力能平衡吗？大家自己先试一下吧。答案隔天再说。
提示：第3个图中，压力<重力，如何受力平衡？第1图其实是一样的，只不过反过来了。

楼下已经有朋友答对了。

水对瓶子收窄处一定有一个向上挤的压力（把那边开个口，水一定会冒出来），所以瓶子对水一定有一个向下的压力（如图）。

为了受力平衡，瓶子底部对水向上的支撑力一定=压力+水的重力>水的重力。

图中瓶子对水的向下的压力有多少呢？就正好等于“缺失”的那部分水的重力，如图，就等于橙色部分水的重力。（这个数据是实验得出的，物理是实验科学）。

再来点更“本质”一点的解释。经实验，不流动的不压缩的液体，遵循帕斯卡定理：液体传递压强（而不是压力）。即使很少的液体，只要够高，就可以在底部造成足够大的压强，从而制造很大的向下或者向上的压力。

另一个帕斯卡定理的例子是液压机：从一边给一个很小的压力，但因面积比差很大，另一边会得到一个很大的压力。

以上都是初中题，具体就不说了。

3. 那么接下来是一个思考题，液体为何会传递压强，本质是什么。理解这一点，你才会知道，浮力的极限在哪里，即大概重物到多重，液体传递压强可能会失效（反正不可能给定液体质量，无穷重的重物都能被浮起来就是了）。

yoyoyiyi · 发表于 2018-4-5 08:40

做个实验不就好了

a730506 · 发表于 2018-4-5 09:01

佩服，都很有钻研精神。。。

陪伴成长 · 发表于 2018-4-5 09:05

本帖最后由陪伴成长于 2018-4-5 09:23 编辑

答案难道不是：有可能浮，也有可能沉？

浮力的关键是排水（液体）的量。所以重点是盛水容器形状和铁的形状，也就是铁能排水（液体）的量。

此外，题目也没说是什么水，所以可讨论的就多了。

仅供讨论。

nustzjc · 发表于 2018-4-5 09:46

无更多限制条件，应该是可以的啊，比如在一个3l正方形容器里，放一个排水2-3l的正方形铁容器

FyE2QV5vZA · 发表于 2018-4-5 11:20

此题没有悬念，不可能浮起来，不管把铁块做成什么形状(如空心铁皮罐)，由于排水量最多不超过1kg，水无法撑起铁块，铁块会掉在容器底部，你的物理概念一团糟，回炉再造吧

大公鸡喔喔叫 · 发表于 2018-4-5 11:33

很多物理概念混淆，不赞同楼主

hearts · 发表于 2018-4-5 12:17

本帖最后由 hearts 于 2018-4-5 12:19 编辑

本问题连答案都有疑问，想不清楚的，请千万别给你小孩补习物理。

FyE2QV5vZA · 发表于 2018-4-5 12:47

楼主连浮力等于物体上下两面所受到的液体压力差都不懂，这个压力差恰好等于物体排开液体的重力，楼主还以为一个物体在液体里越深的地方所受浮力越大，把压力和压强搞混了

xfufu · 发表于 2018-4-5 12:49

阿基米德同志在清明节被惊醒

hearts · 发表于 2018-4-5 13:01

FyE2QV5vZA 发表于 2018-4-5 12:47
楼主连浮力等于物体上下两面所受到的液体压力差都不懂，这个压力差恰好等于物体排开液体的重力，楼主还以为 ...

你再仔细读读我哪里你说的我以为，难道不是你以为我以为。语文能力要提高了啊

FyE2QV5vZA · 发表于 2018-4-5 13:47

先向楼主道歉，是我弄错了。经过实验发现小于物体重量的水完全可以浮起物体，继而分析原因，才发现我把“浮力等于物体排开液体的重力”理解错了，“排开液体的重力”是指和物体浸入液体部分的体积等量的液体的重力，大概就是楼主说的虚拟排水的意思，由于可以把铁块做成大而空心的，导致排开液体的体积可以非常大，并不受液体总量1kg的限制

一条大河波浪宽 · 发表于 2018-4-5 14:21

绝对可以浮上来，理论上一吨，十吨，万吨都可以浮起来，初中物理最基本的问题，就是这么简单

zhujianwu · 发表于 2018-4-5 14:40

股神的理解基本正确.

ohjesus · 发表于 2018-4-5 14:40

可以吧，密度重力加速度体积

zhujianwu · 发表于 2018-4-5 14:54

首先，浮力是怎么来的，浮力因为重力产生。容器里的液体和固体由于受到地球引力都要往下降，固体抢占了液体的位置，液体就会往上推固体。这个就是浮力。那么浮力是哪儿来的？是液体受到的重力的一部分转化来的。所以浮力不可能大于液体的整个重量。第二，你想想，1kg的水有没有可能产生2kg的排开体积。当然，可能会有一些其他因素，比如水的表面张力，或者水受到了其他外力，比如千斤顶。

yoyoyiyi · 发表于 2018-4-5 16:22

做个空的铁球，足够大的话，它能飘在天上

mike11 · 发表于 2018-4-5 19:59

xfufu 发表于 2018-4-5 12:49
阿基米德同志在清明节被惊醒

阿基米德同志过了个郁闷的清明节

hearts · 发表于 2018-4-5 20:15

zhujianwu 发表于 2018-4-5 14:54
首先，浮力是怎么来的，浮力因为重力产生。容器里的液体和固体由于受到地球引力都要往下降，固体抢占了液 ...

你的理解从头到尾都是错的额。搜索帕斯卡桶裂实验，然后思考一下我提出的3个问题。

y1g3 · 发表于 2018-4-5 22:07

本帖最后由 y1g3 于 2018-4-5 22:09 编辑

浮起来有疑问吗？

y1g3 · 发表于 2018-4-5 22:12

那么换成空心铁箱呢？

y1g3 · 发表于 2018-4-5 22:22

阿基米德在浴缸里浮起来，并不是说浴缸里一定要剩下大于他体重的水。他所排开的水的重量大于他体重就行了。

夏花秋叶 · 发表于 2018-4-5 23:36

物理盲实在看不懂大家在争啥？
物体要能浮在液体中，只要物体密度小于液体密度不就可以了嘛！换句话说，你泡澡时想浮在浴缸里，那么先把你自个儿吹气球一样增大体积！哈哈……
顺便问一句：有谁算过2kg的铁要做到密度小于水，体积至少要多大？1kg水够不够包容那么大体积的空心铁块？够就浮得了，不够就沉下去呗。
老实说，我没算过。

hearts · 发表于 2018-4-6 07:23

答案1更新。

陪伴成长 · 发表于 2018-4-6 07:58

看了“答案”，觉得牛顿也快要压不住了。。。

FyE2QV5vZA · 发表于 2018-4-6 08:10

图1容器左边部分对液体有一个向下的压力，图3容器左边部分对液体有一个向上的压力

htjiang2008 · 发表于 2019-2-27 16:25

刚开始可能会想当然的认为浮不起来，但在楼主给出答案和解析后仍然坚持浮不起来的人，肯定让楼主郁闷不已

，而且你反复解释都无法说服一些人，所以说物理才是最挑战智商的学科。

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acaeluojian · 发表于 2019-4-14 10:58

水的浮力等于排开水的重力，不是剩下水的重力。这个概念弄清楚了就容易理解。你把三公斤的水放到一个三升的容器中，放入两公斤重的木头，木头肯定能浮起来。把木头拿出来，容器里的水就只剩一公斤了。你把木头放回去还是会浮起来，把木头换成同体积，重量的空心铁。一样会浮起来。

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primer · 发表于 2019-4-14 18:29

“水的浮力等于排开水的重力，不是剩下水的重力。”这才是核心！对概念理解的深度决定了水平差异啊！

edao · 发表于 2019-4-16 03:23

acaeluojian 发表于 2019-4-14 10:58
水的浮力等于排开水的重力，不是剩下水的重力。这个概念弄清楚了就容易理解。你把三公斤的水放到一个三升的 ...

同体积同质量的木头和铁？那这是铁还是木头，密度等于铁的木头或者是密度等于木头的铁确定找得到吗？

acaeluojian · 发表于 2019-4-16 13:04

edao 发表于 2019-04-16 03:23
同体积同质量的木头和铁？那这是铁还是木头，密度等于铁的木头或者是密度等于木头的铁确定找得到吗？

铁的密度大，可以做成空心的。

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Jerry2007 · 发表于 2019-4-18 13:49

大家都好厉害呀，我决定自鸡物理，向各位大神学习。

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forward · 发表于 2019-5-17 06:10

有意思的讨论！
如果看到上面的示意图还要争论的话，确实要好好补一下初中物理了。

2018的拉嘎布妈 · 发表于 2019-5-17 14:40

看不懂的飘过....虽然看不懂，但是mark一下，马上物理这只老虎来了，再难也得上

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翔子 · 发表于 2019-5-17 14:53

这个好问题

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浑浑噩噩 · 发表于 2019-5-17 15:31

太搞笑了，谁发明的铁船

，
如果容器足够结实容器和铁的密封度足够好，理论上可以浮起无限重的我铁块，你能把水分子压没了

奔跑的乐妈 · 发表于 2019-5-17 23:33

感觉在搞脑子。

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[初中理化] 最近被某人搞败了，记一道被反复炒冷饭的初中物理题 -- 答案2更新

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