球和水同时作自由落体运动,球会受到水的浮力吗?
杯子里装球和水后同时作自由落体运动,球会受到水的浮力吗?
答案:球不会受到浮力。
第一种解释:
球和水同时作自由落体运动,同时处于完全失重状态,所以,球不会受到水的浮力作用。
高中物理关于完全失重的定义:当物体竖直向下运动的加速度等于重力加速度时,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零,这种现象叫做完全失重。
另外:我们在电视上看到我国航天员在太空完全失重状态下的生活状况,就更加能够理解了!
值得注意的是:当物体处于完全失重状态时,并不是物体不受重力的作用!
航天员在太空完全失重状态
第二种解释:类型题:弹簧秤上挂着重为20牛的物体,
如果弹簧秤和挂着的物体一起做自由落体运动,弹簧秤上的读数是多少 ?
用牛顿第二定律求解:对于物体受到竖直向下的重力mg和弹簧秤竖直向上的拉力F的作用,竖直向下作加速度a=g的匀加速运动,如图,由牛顿第二定律得:mg-F=ma=mg所以F=0,根据牛顿第三定律:物体竖直向下拉弹簧秤的力也等于0,弹簧秤没有受到拉力作用,读数就等于0。
弹簧秤和挂着的物体一起做自由落体运动
隔离弹簧秤和挂着的物体受力分析
第三种解释:
浮力的产生原因:球受到水的浮力是:水对球的下表面和上表面的压力差。这个压力是由水的重力产生的(水中同一深度各个方向的压力大小相等),而水的重力全部都去产生运动的加速度了,所以水对球的上表面和下表面的压力都等于0,压力差就为0,则:水对球的浮力等于0。
浮力的产生原因
所以:球不会受到浮力作用。