欢迎阅读今天,我们除了要复习一下之前的内容之外,还需要学习一点关于流体的简单知识,算是对于初中物理的致敬吧~1.静止流体内的压强在重力场中相互连通的静止流体内的压强与位置的关系十分简单
此关系可归结为两点:⑴等高点,压强相等⑵高度差为h的两点,压强差为gh,越深处压强越大
2.浮力,浮心由阿基米德原理可知,浮力和排开体积的流体的受重力大小相等,方向相反
浮力的作用点称为浮心,和物体同形状,同体积那部分流体的重心,但定不等同于物体的重心,只有在物体密度均匀时,它才与浸没在流体中的物体部分的重心重合
3.浮体平衡的稳定性浮在流体表面的浮体,所受浮力与重力大小相等,方向相反,处于平衡状态
浮体对铅垂方向(即垂直于水面)的扰动,显然平衡是稳定的
浮体对水平方向(即水平方向)的扰动,其平衡是随遇的
浮体对于过质心的水平对称轴的旋转扰动,平衡稳定性与浮心和物体的重心的相对位置有关
向右扰动后,如果重心G的位置比浮心B更右侧,则为不稳定平衡;如果重心G的位置右移等于浮心B,则为随遇平衡;如果重心G右移小于浮心B,则为稳定平衡
【例1】用手捏住悬挂着细木棒的细绳的一端,让木棒缓慢地逐渐浸入水中,讨论在此过程中木棒和绳的倾斜情况
【解析】木棒入水受重力浮力和绳张力,三力平衡由于重力浮力均竖直,则绳张力亦竖直
当重力比浮力大时,棒受一扰动倾斜,则重力矩和浮力矩(相对于绳交点O)相比,重力矩较大,所以会回复平衡(这和一般的浮体平衡不同)当浮力变大,浮力矩也变大,则会变成不稳平衡
设O离水面为d时,变为不稳平衡,开始倾斜,绕动一个小角如图
设棒横截面为s
重力矩0coscos22lldlsgldgsd∴2222200011122llddldl再深入水,只会更斜倾,将来斜倾角度为0cos1xxdl【例2】一个下窄上宽的杯中盛有密度为的均匀混合液体,经一段时间后,变为两层液体,密度分别为1和2例题精讲