第三節(jié) 物體的浮沉條件及應用

第十章第３節(jié)物體的浮沉條件及應用

1．浸沒在水中的木塊為什么向上浮起？

2．浸沒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？提出問題懸浮上浮下沉1．浮力與重力的關系懸浮上浮下沉F浮GF浮GF浮G上浮：

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

判斷一個物體的運動狀態(tài)，應該分析它的受力情況，浸在液體中的物體受到兩個力的作用，一個重力G，一個浮力F浮。

上浮的物體在逐漸露出水面時，它排開液體的體積會逐漸變小，受到的浮力也逐漸減?。划敻×p小到與重力相等時，物體就會漂浮在液面，靜止不動。所以當物體漂浮時，F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）；

漂浮：V排＜V物（部分浸入）（3）下沉的物體最終會沉底，保持靜止，這時物體受三個力的作用，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系F?。?/p>

G上?。簉液＞

r物

F浮=

G懸?。簉液

=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：實心物體浸沒在液體中，受重力和浮力。一、物體的浮沉條件漂?。?/p>

r液＞r物

根據浮沉條件進行比較

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描述這個問題。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的關系，∴不能根據F浮=G

比較浮力的大小。又∵不知VA排與VB排的關系，

∴不能根據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?。害袮<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，它在水中會下沉。根據阿基米德原理，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、浮力的應用

上述實驗告訴我們采用“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。輪船就是根據這個道理制成的（1）工作原理：采用“空心”的方法來增大排開水的體積，從而增大浮力，使其漂浮在水面上。（2）排水量（m排）：輪船滿載時排開水的質量：F浮=m排g

而F浮=G

∴m船+m貨=m排（3）載重線輪船二、浮力的應用指船舶滿載時的最大吃水線（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，因此在船舶上標注不同深度的載重線。輪船的大小通常用排水量來表示例

一艘輪船從海里駛入河里，它受到的重力大小

，它受到的浮力

；它排開水的體積

。（填變大，變小或不變）【解析】

輪船浮在海面上，F浮

=G；它駛入河里也浮在河面上：F′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：靠改變自身重力實現上浮和下潛。模擬潛水艇：用注射器向密封的瓶內打氣，將瓶內的水排出，瓶向上浮起潛艇二、浮力的應用潛水艇工作原理：靠空氣浮力升空內部充有小于空氣密度的氣體（熱空氣或氫氣、氦氣等）二、浮力的應用氣球和飛艇課堂小結物體的浮沉條件浮力的應用浮力問題解析輪船潛水艇氣球和飛艇

2．質量相等的實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，則鐵球受的浮力

鋁球受的浮力（選填“＞”、“＜”、“=”）

1．用同一支密度計測定不同液體的密度，下列敘述正確的是（）

A密度計漂浮的越高，所受的浮力越大

B密度計漂浮在不同液體中，所受的浮力都相等

C密度計漂浮的越高，所受的浮力越小

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