从学生提的问题来谈浮力的反作用力

浮力的反作用力...









这就是今天早上学生放在我桌上的一纸。上面有他留下的一个问题，大多数学生在学习力学的时候，特别是浮力时都会被这个问题所困，它涉及到系统内部的力，也涉及到物体间的相互作用力。

以这个孩子的第一种情况为例，当金属球放入水中后，随同杯子和水一起用弹簧测力计来称，此时球受到一个竖直向上的浮力，那么弹簧测力计的示数是F1+G球（1式）呢？还是F1+G球-F浮（2式）呢？

我想得（2式）的同学一定是这样想的，因为小球在水中受到浮力，小球感觉会变轻。当然这种想法是错误的，错误的原因是这位同学只考虑了小球在水中受到水的浮力，这是片面的。不妨我们前从如下几个方法来思考：

一、小球是受到浮力，但如果把小球、水、烧杯看作一个整体，一起挂在弹簧测力计下来称，不就是它们的总重力吗？根本不需要考虑它们之间的力的作用。

二、小球是受到浮力，但别忘了物体间力的作用是相互的，小球也会给力一个反作用力，使得水受到小球给它一个竖直向下的力，好像水变重了，而一对相互作用力的大小是相等的，也就是说，小球因受到浮力而减小的与相互作用力使水变重的大小相等。

所以一起称时，弹簧测力计的示数是F1+G球（1式）。

其实对上述问题的解释已经结束了，但在写上述内容的过程中，一直在思考如下两个问题：一是内力与外力的问题；二是浮力的反作用力是什么？今天先谈谈第二个问题。

浮力的反作用力是什么呢？我想这也是我第一次思考的问题，那得知道什么是浮力，其实浮力的概念是很模糊的，如果按现行人教社的说法：浮力是液体对物体向上和向下的压力差。也就是说，是物体在液体中受到液体对它的托力，那么浮力的反作用力不就是物体对液体的向下的压力嘛，但这个压力是有方向的，是竖直向下，如果是柱状容器的话，这个压力会“压”在容器底上。例如：一个圆柱形容器，放在水平桌面上，容器内装有一部分水，这时容器底对水平桌面的压力为F1；这时用细线吊着一块小石头，使之浸没于容器里的水中（不能沉底）；这时容器底对水平桌面压力为F2；F2比F1大的部分就是小石头受到浮力的反作用力。

最后我们不妨来看一个类似的例子：蒋同学的重力为G1、书包重力为G2，那么小蒋抱着书包站在秤上称（静止），秤的示数会是多少呢？是否要考虑蒋同学用手向上托住书包呢？

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