物理中的浮力计算题（从常识出发看待中学物理）

浮力及其来源

有了之前压强的基础，接下来我们谈谈浮力。

首先什么是浮力，根据常识我们就可以知道，物体在流体（主要是水）中所受到的向上托的力，我们就把它叫做浮力。我们生活中很容易感知到浮力的存在，比如洗水果时有些水果会飘在水上，我们游泳时会觉得自己在水里要比上岸后轻一些，这种向上的和重力的方向相反的力。

然后就是为什么会有浮力，关于这个问题，我们还是设想一个实验去解释一下。我们把实验过程分三个阶段。

一、现在有一块边长为a的正方体木块，我们把它摆正底面朝下，慢慢放入水中，当正方体侵入水面以下高度h时，根据前面压强的知识我们知道水中物体会受到压强的作用，还知道液体的压强是朝向任何方向的。也就是说也有向上的压强，因为距离水面的高度为h，所以我们很容易求出此处的压强p=密度ρ*g*h，也知道木块下表面积S=a*a，再根据压力F=pS，就可以算出水对于木块下表面的作用力。这个就是此时木块所受的浮力。所以说，浮力就是源于液体压强对于水中物体的压力。

二、现在我们继续前面的实验，使木块继续向下，直到整体都侵入到水中时。我们知道此时，侵入水面的高度正好等于边长a，所以此处的压强也可以得知p=ρ*g*h=ρ*g*a。当然此时的浮力也可以求出来。F=ρ*g*a*S。

三、现在我们再把实验继续，将木块向下压入水中，比如到达高度H，那么根据前面讲的，我们很容易得出水对它下表面的压力为F=ρ*g*H*S。但是我们还注意到木块的上表面也侵入到水中了，上表面的侵入深度可以得知是H-a。我们知道水中的压强是朝向任何方向的，也就是说水也会对木块的上表面有压强，自然也有作用力。我们也很容易根据前面的公式得到水对上表面的作用力为F=ρ*g*（H-a）*S。

现在我们对木块做一个竖直方向的受力分析。木块本身所受重力G，下表面作用力F=ρ*g*H*S，方向向上。上表面作用力F=ρ*g*（H-a）*S，方向向下。我们这里可以对上下表面的作用力做一种抵减。你会发现木块所受浮力依然是F=ρ*g*a*S。那么我们可以得知，当物体完全侵入水中后，它所受的浮力将不会再变化。我们也可以知道，物体在水中所受到的来自上下表面的压力差，就是浮力的真正来源。知道了浮力的原因。

接下来让我们分析下，测量和计算浮力的几种方法。

三个阶段和受力分析