誰主“沉浮”

黃才發(fā)

位于以色列、巴勒斯坦、約旦三國交界的死海是著名的療養(yǎng)勝地，其最出名的就是人能夠在海面輕松地仰臥不會下沉。為什么不會下沉呢？

相信大家都會回答：因為有浮力。什么是浮力？通俗來講，浸在液體（或氣體）中的物體受到液體（或氣體）對它向上托的力叫浮力。浮力的產(chǎn)生原因是液體（或氣體）對物體的上、下壓力差。浮力方向：豎直向上。

浮力定律也稱阿基米德原理，由阿基米德首先提出。傳說希倫王召見阿基米德，讓他鑒定純金王冠是否摻假。他冥思苦想多日，在跨進澡盆洗澡時，從看見水面上升受到啟發(fā)，發(fā)現(xiàn)了關(guān)于浮體問題的重大規(guī)律，并通過王冠排出的水量解答了國王的疑問。阿基米德原理是流體靜力學(xué)的一個重要原理：浸入靜止流體（氣體或液體）中的物體受到一個浮力，其大小等于該物體所排開的流體重量，方向豎直向上并通過所排開流體的形心，即F浮=G液排=m液排g=ρ液gV排（V排表示物體排開液體的體積）。

浮力在人們生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中運用非常廣泛。例如，萬噸巨輪在大海上航行，游泳時用的浮板、救生圈，深海里潛行的潛水艇，空中飛的氫氣或氦氣球等，都是浮力的應(yīng)用。

由上述原理，我們知道萬噸巨輪可以浮在海上的秘密。鋼鐵制造的輪船，船體做成空心，使它排開水的體積增大，受到的浮力增大，船受到的浮力等于自身的重力就浮在水面上了。它是利用物體漂浮在液面的條件F浮=G來工作的，只要船的重力不變，無論船在海里還是河里，它受到的浮力都不變。不過因為海水河水密度不同，造成輪船的吃水線不同。

再來說說死海不死的秘密。其實就是因為海水含鹽分很高，密度比普通水高很多，人的密度較接近水的密度，若物體的密度小于液體的密度，物體就會上浮，因此人在死海會很容易漂浮起來不會下沉。

浮力在生活生產(chǎn)中的應(yīng)用，通常是圍繞改變流體對物體浮力大小或物體自身重力大小展開。

例如，熱氣球、飛艇艇體的氣囊內(nèi)充密度比空氣小的氣體，如氫氣或氦氣、熱空氣，借以產(chǎn)生超過氣囊和附帶物體（如吊籃等）重量的浮力時，使飛艇、熱氣球升空，吊艙供人員乘坐和裝載貨物。若要使充滿氦氣或氫氣的氣球或飛艇降回地面，可以放出球內(nèi)部分氣體，使氣球縮小體積，減小浮力至浮力小于球重力則下降。對于熱氣球，停止加熱，熱空氣冷卻，氣球體積縮小，浮力減小至小于球重力而降回地面。

又如，鹽水選種是我國古代勞動人民發(fā)明的一種巧妙挑選種子的方法。把物體浸沒在液體中，當(dāng)液體密度大于物體密度，浮力大于重力，物體上浮至最終漂浮狀態(tài)。當(dāng)液體密度等于物體密度，物體懸浮。當(dāng)液體密度小于物體密度，物體下沉。選取合適密度的鹽水就能使果實飽滿的種子下沉從而挑選出質(zhì)量好的種子。

大家還記得去年12月9日“天宮課堂”第一課中，太空老師王亞平做的浮力消失實驗嗎？地面上由于地球引力作用，乒乓球浮在水面上。而在太空失重環(huán)境下，將乒乓球放在盛有水的杯子中，用吸管輕輕一壓，乒乓球可懸浮在水里任意位置。這是因為地面上，液體對乒乓球上下表面的壓強不同，存在壓力差，產(chǎn)生浮力與重力平衡。在太空站，由于完全失重，液體中各處壓強相等，懸浮于液體中的乒乓球上下表面不存在壓力差，物體不受浮力作用，乒乓球?qū)腋≡谒锏娜我馕恢谩?/p>

乒乓球、空礦泉水瓶、空牙膏皮、空小玻璃瓶、臉盆、生雞蛋、溫開水、剪刀、筷子、空茶葉罐、鑰匙、鹽。

把空小玻璃瓶裝半瓶水，開口朝下放入裝有水的礦泉水瓶中，蓋緊瓶蓋。擠壓瓶身，觀察到小玻璃瓶下沉，一松手，小玻璃瓶上浮。

空礦泉水瓶剪去底部，把乒乓球卡在瓶口，加水下去，乒乓球完全浸沒在水中也不浮起。把它放入裝有水的水槽中，乒乓球浮起來。

把一枚生雞蛋放入溫開水中，雞蛋下沉。往水中不斷加入鹽，直至雞蛋上浮至漂浮狀態(tài)。

牙膏皮平展開可以浮在水面上，牙膏皮卷成一團，沉于水底。把空茶葉罐放入水中，浮在水面，液面有所上升。往罐中放入幾十個鑰匙，茶葉罐依舊浮在水面，但液面明顯上升，表示排開水體積增大。