第三節(jié) 物體的浮沉條件及應(yīng)用

第十章第３節(jié)物體的浮沉條件及應(yīng)用

1．浸沒(méi)在水中的木塊為什么向上浮起？

2．浸沒(méi)在水中的鐵塊為什么沉到容器底部？

3．物體在液體中都受到浮力，為什么有的上浮、有的下沉、有的懸浮？提出問(wèn)題懸浮上浮下沉1．浮力與重力的關(guān)系懸浮上浮下沉F浮GF浮GF浮G上?。?/p>

F?。綠一、物體的浮沉條件F浮G漂浮漂?。篎浮=G懸?。篎浮=G下沉：F?。糋

判斷一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，應(yīng)該分析它的受力情況，浸在液體中的物體受到兩個(gè)力的作用，一個(gè)重力G，一個(gè)浮力F浮。

上浮的物體在逐漸露出水面時(shí)，它排開(kāi)液體的體積會(huì)逐漸變小，受到的浮力也逐漸減?。划?dāng)浮力減小到與重力相等時(shí)，物體就會(huì)漂浮在液面，靜止不動(dòng)。所以當(dāng)物體漂浮時(shí)，F(xiàn)浮=G。2．浮沉條件的討論（1）上浮和下沉是不平衡狀態(tài)；懸浮和漂浮是平衡（靜止）狀態(tài)（2）上浮、下沉和懸?。篤排=V物（全部浸沒(méi)）；

漂?。篤排＜V物（部分浸入）（3）下沉的物體最終會(huì)沉底，保持靜止，這時(shí)物體受三個(gè)力的作用，三力平衡（G=F浮+F支）一、物體的浮沉條件3．物體密度與液體密度間的關(guān)系F浮＞

G上?。簉液＞

r物

F浮=

G懸浮：r液

=r物

F?。?/p>

G下沉：r液＜r物浮力：F?。絩液gV排；重力：G＝r物g

V物；

V排=V物研究條件：實(shí)心物體浸沒(méi)在液體中，受重力和浮力。一、物體的浮沉條件漂?。?/p>

r液＞r物

根據(jù)浮沉條件進(jìn)行比較

為什么密度比水小的木塊浮在水面上？而密度比水大的鐵塊沉入水底呢？我們還可以從密度的角度來(lái)描述這個(gè)問(wèn)題。注意：如果物體是空心的，那么r物

是物體的平均密度例重為15

N的物體，浸沒(méi)于裝滿水的容器中后，溢出了5×10-4m3的水。則此物體是（）

A．浮在水面上B．沉到水底

C．懸浮在水中D．以上幾種情況都有可能【解析】

根據(jù)阿基米德原理

F浮

=ρ水

gV排

=1.0

×103kg/m3×10N/kg×5×10-4m3

=5N<15N

∵F浮<G

∴物體下沉BAB例如圖所示，A、B兩物體靜止在水中（）。

A．兩物體受到的浮力一定相等

B．兩物體受到的浮力不等，A物體受到的浮力大

C．兩物體的密度不等，B物體的密度大

D．兩物體的重力不等，B物體的重力大【解析】A物體漂浮，B物體懸浮。

∵不知GA與GB的關(guān)系，∴不能根據(jù)F浮=G

比較浮力的大小。又∵不知VA排與VB排的關(guān)系，

∴不能根據(jù)F浮

=ρ水

gV排比較浮力的大小。AB例4

如圖所示，A、B兩物體靜止在水中（）

A．兩物體受到的浮力一定相等

B．兩物體受到的浮力不等，A物體受到的浮力大

C．兩物體的密度不等，B物體的密度大

D．兩物體的重力不等，B物體的重力大【解析】A漂浮：ρA<ρ水

；B懸?。害袯＝ρ水

∴

ρB＝ρ水>ρA

，

ρB>ρA。C想想做做將新鮮雞蛋放入盛水容器中，向水中加鹽，并攪拌，不斷增加鹽水的濃度。觀察雞蛋在容器中的位置變化。橡皮泥的密度比水大，它在水中會(huì)下沉。根據(jù)阿基米德原理，怎樣把橡皮泥做成一條小船，使它能漂浮在水面，并能承載重物？想想做做二、浮力的應(yīng)用

上述實(shí)驗(yàn)告訴我們采用“空心”的方法，不僅可以增大漂浮物可利用的浮力，還可以使原本下沉的物體變得可以上浮或漂浮。輪船就是根據(jù)這個(gè)道理制成的（1）工作原理：采用“空心”的方法來(lái)增大排開(kāi)水的體積，從而增大浮力，使其漂浮在水面上。（2）排水量（m排）：輪船滿載時(shí)排開(kāi)水的質(zhì)量：F浮=m排g

而F浮=G

∴m船+m貨=m排（3）載重線輪船二、浮力的應(yīng)用指船舶滿載時(shí)的最大吃水線（即船舶入水部分的限度）由于淡水和海水的密度不同，夏季和冬季水的密度也不同，因此在船舶上標(biāo)注不同深度的載重線。輪船的大小通常用排水量來(lái)表示例

一艘輪船從海里駛?cè)牒永?，它受到的重力大?/p>

，它受到的浮力

；它排開(kāi)水的體積

。（填變大，變小或不變）【解析】

輪船浮在海面上，F(xiàn)浮

=G；它駛?cè)牒永镆哺≡诤用嫔希篎′浮=G?！逩不變，∴F浮不變：

F浮

=F′浮

ρ海水

g

V排=ρ河水

g

V′排，∵ρ海水>ρ河水，∴V排

<V′排不變不變變大工作原理：靠改變自身重力實(shí)現(xiàn)上浮和下潛。模擬潛水艇：用注射器向密封的瓶?jī)?nèi)打氣，將瓶?jī)?nèi)的水排出，瓶向上浮起潛艇二、浮力的應(yīng)用潛水艇工作原理：靠空氣浮力升空內(nèi)部充有小于空氣密度的氣體（熱空氣或氫氣、氦氣等）二、浮力的應(yīng)用氣球和飛艇課堂小結(jié)物體的浮沉條件浮力的應(yīng)用浮力問(wèn)題解析輪船潛水艇氣球和飛艇

2．質(zhì)量相等的實(shí)心鋁球和鐵球放在水中，鐵球受的浮力

鋁球受的浮力；若把它們都放在水銀中靜止時(shí)，則鐵球受的浮力

鋁球受的浮力（選填“＞”、“＜”、“=”）

1．用同一支密度計(jì)測(cè)定不同液體的密度，下列敘述正確的是（）

A密度計(jì)漂浮的越高，所受的浮力越大

B密度計(jì)漂浮在不同液體中，所受的浮力都相等

C密度計(jì)漂浮的越高，所受的浮力越小

D密度計(jì)漂浮的越高，液體密度越小B＜＝作業(yè)3.一冰塊漂浮在水面上，當(dāng)冰完全熔化后，容器中的水面將如何變化？當(dāng)冰化成水后，質(zhì)量不變，所以，m水=m冰