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四、浮力
万吨巨轮，在水中为什么不下沉？热气球为什么能腾空而起？这些现象都与浮力有关，那什么是浮力？它的大小与哪些因素有关呢？ 如果把物体M放在液体中，则液体分子对物体M碰撞的合力就是浮力。 要验证这种力是由液体分子对M的碰撞而产生，是非常容易的，只要使M离开液面，浮力马上就消失了。 浮力的大小由阿基米德(Archimedes)原理决定。实验表明：浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于被物体排开的液体的重量，即： F =PVG 式中P为所浸入的液体的密度， V为物体排开液体的体积，也就是物体浸在液体中的体积，G为重力加速度。 物体在液体中位置只有以下三种情况：浮在液面、浸在液中和沉在液底。因为液体具有可以流动的特性，比液体密度轻的物体有一部分会浮于液体表面，浸入液体中的部分所排开液体的重量恰好等于物体的重量。物体放在液体中，和液体接触的地方会受到液体分子的频繁碰撞，这种碰撞力在水平方向上互相抵消，在垂直方向上碰撞力的大小等于物体的重量，也恰好等于物体排开液体的重量。只有这样才能保证把物体去掉后，再补充进恰好和其排开同样多的液体，就可以保证液面和原先恰好是平的，总的效果当然是完全一样的了。 如果物体的密度与液体一样，没有空腔结构，物体就会浸在液中，没有浮出液面的部分。同样地，和液体接触的地方会受到液体分子的频繁碰撞，这种碰撞力在水平方向上互相抵消，在垂直方向上碰撞力的大小也等于物体的重量。 如果物体的密度大于液体，物体会沉在液底。此时，和液体接触的地方会受到液体分子的频繁碰撞，这种碰撞力在水平方向上互相抵消，在垂直方向上碰撞力的大小恰好等于物体排开液体的重量，液体底部的固体对物体的支承力，则等于物体的重量减去物体排开液体的重量。 气体与液体一样，对浸在其中的物体也具有浮力的作用。氢气球和热气球上升也是利用气体的浮力。实验证明，阿基米德原理对气体同样适用，即：浸在气体里的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于被物体排开的气体受到的重力的大小。 五、分子力 分子之间的力，是一个非常复杂的碰撞过程，涉及到许多物质层次的运动和碰撞。分子间既存在斥力同时也存在引力。一般而言，当分子间的距离发生变化时，分子斥力的变化总比分子引力的变化来得快。在两个分子的距离为几个埃时，分子之间的斥力和引力达到平衡，从该距离开始，当分子间的距离减小时，分子间的斥力和引力都将增大，但直接碰撞的分子增加得更快，斥力的增大比引力的增大快，表现为斥力；当分子间的距离增大时，斥力和引力都将减小，但直接碰撞的分子减少得更快，斥力减小得比引力快，表现为引力。这就是分子力的特点。 |
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