物体浮沉条件中易错易混问题解析

1、物体浮沉条件中易错易混问题解析浮力是初中物理力现象中的一个重要知识点，提及浮力， 大家常将注意力集中到浮力的理解和计算上，而往往忽视对 物体浮沉条件的理解。笔者在教学实践中，经常发现学生对 此有不少模糊和错误认识，现列举并解析如下：一、弄丢前提谈浮沉。每当提问物体的浮沉条件时，很多学 生便会脱口而出：当浮力大于物重时，物体上浮；当浮力小 于物重时，物体下沉；当浮力等于物重时，物体悬浮。其实 这种回答是不准确的，比如，浮力等于物重时，物体还可以 漂浮在液体表面，然而，这一结论并不是物体浮沉条件的内 容。对此，有的学生还觉得浮力等于物重时，既可以悬浮、 又可以漂浮，互相矛盾而百思不得其解（同一物体

2、在同种液 体里不可能既悬浮又漂浮）。之所将物体浮沉和漂浮混为一 谈，根本原因在于谈及物体的浮沉条件时，丢掉了一个很重 要的前提：浸没在液体里的的物体。也就是说，要判断物体 在液体里上浮、悬浮还是下沉时，首先必须使物体完全浸没 在液体中，再比较物体受到的重力和浮力大小，才能得到正 确的结论。物体漂浮在液面之所以不是浮沉条件的内容，是 因为物体浸没在液体中时不可能漂浮。二、弄混上浮、漂浮与悬浮。很多同学没有真正理解上浮、 漂浮与悬浮的意义，常将这几种不同情况混为一谈。上浮是 物体向上运动的过程，漂浮是指物体静止在液面的一种状页1第态，是物体上浮的最终结果。与此类似，悬浮也是指物体静 止在液体内部任

3、一深度处的一种状态。上浮和悬浮是物体浮 沉条件中的两种现象，而漂浮是物体浮在液面的条件。还有的同学不懂漂浮时浮力等于物重的实质，常常无法正确 理解轮船、密度计漂浮在不同液体表面时浮力不变这一现象。 总认为同一物体漂浮在不同液体中，由于液体密度不同而受 到的浮力是不同的。其实，由于物体漂浮在液面时，浮力总 是等于物重的，因为物重不变，所以浮力也是不变的，由G 物二F浮二p液g V排可知，液体密度改变时，为保证浮力不变， 排开液体的体积肯定会发生变化。三、弄错物体浮沉的决定因素。有的同学认为物体的浮沉由 物重决定，比如潜水艇；也有的同学认为物体的浮沉由浮力 决定，比如飞艇、水中的鱼；更多的同学认为

4、物体的浮沉是 由物体或液体的密度决定的，凡此种种，不一而足。总之， 对物体浮沉条件的决定因素的认识是模糊的、错误的。而产 生这些错误认识的原因说到底还是没有弄清运动和力的关 系。大家知道，物体不受力或受平衡力时，才能保持静止状 态或匀速直线运动状态，物体受力不平衡时，运动状态就会 发生改变。浸没在液体里的物体只受重力和浮力这两个力的 作用，悬浮时运动状态不变，是因为重力等于浮力，即受力 是平衡的；上浮或下沉时运动状态发生了改变，是因为其受 力是不平衡的。因此，浸没在液体里的物体的浮沉就不只是 页2第由某个力决定的，而是由物体受到的重力和浮力共同决定的, 即由合力决定的。潜水艇浸没在水中，排开液

5、体体积不变，所受浮力不能改变， 因此只能通过改变自身重力以达到其受合力平衡与不平衡， 从而实现上浮、下沉或悬浮；而水中的鱼浸没在水中，自身 重力不能改变，只能通过体内鱼鳏体积的变化（从水中吸气 或吐气）改变浮力大小，使自身受到的合力变化以达到升降 自如的目的，空气中的飞艇与水中的鱼升降原理相似。至于通过比较物体密度和液体密度大小关系判断物体的浮 沉，其实质仍然是比较物重和浮力大小，这是因为浸没在液 体里的物体，V物二V排，所以比较p液gV排和p物gV物的 大小时，只需比较P液和P物就够了，但这并不意味着物体 浮沉是由物体和液体密度决定的。例仁 关于浮力的几种说法，正确说法是（）A、浸在液体中的

6、物体受到浮力的大小一定等于物体的重力B、同一物体浸没在不同的液体中受到的浮力，一般是不同 的C、浸在液体中的物体所受浮力的方向，不一定和重力的方 向相反D、不同的物体浸没在同种液体中受到的浮力，一般是相同 的解析：比较浮力的大小通常有两种方法：一是根据阿基米德 页3第原理；二是根据二力平衡条件。本题中A选项的情形，只有 物体在液体里漂浮或悬浮时，由二力平衡条件（或称物体漂 浮在液面的条件）才可得到浮力等于重力的结论，如果物体 下沉在容器底部或用绳子吊着物体浸在液体中时，浮力都不 等于重力；由阿基米德原理很容易得到选项B是正确的、选 项C是错误的（注意B、C两种情况的V排是相同的）；浸在 液体里

7、的物体所受浮力的方向总是竖直向上的，与重力方向 总是竖直向下的肯定是相反的，所以选项C是错误的。例2.如右图，在一段细木棍的一端缠绕几圈铁丝，使它能 直立浮在水中，并有一段露出水面.如果用剪刀将露出水面 的部分剪去，则剩下的部分将（）A、下沉到水底B、上浮C、下沉，但悬浮在水中D、不下沉也不上浮，断面仍与水 面相齐解析：细木棍漂浮在水中，由二力平衡条件可知木棍所受浮 力等于重力，用剪刀将露出水面的部分剪去后，木棍的重力 变小，浮力不变，受力不再平衡，且浮力大于重力，此时木 棍将由静止变为向上运动，随着露出部分增加排开液体体积 的减小，所受浮力也将减小，直到浮力减小至等于新的重力 时，又重新直立

8、浮在水中。正确选项为B。例3潜水艇在海水里匀速竖直上浮过程中（未露出海面）， 下面说法确的是（）页4第A、浮力变大，重力小于浮力B、浮力不变，重力小于浮力C、浮力不变，重力等于浮力D、浮力和重力同时变小，但浮力和重力始终相等解析：潜水艇尽管在海水里是运动的，但由于是匀速直线运 动，所以受力就应该是平衡的，浸没在海水里的潜水艇只受 重力和浮力的作用，而且这两个力大小都不变，因此，这两 个力大小便是相等的。正确选项C。例4.三个直径相同的木球、铜球、铁球放入水中，静止后 的位置如右图所示，则受到浮力最小的是球，可以肯定球是空心的。解析：三个球的直径相同，则体积V相等，铜球和铁球都浸 没在水中，V排二V,即V排也相同，木球漂浮在水面V排V, 由阿基米德原理可得出木球受到的浮力最小。无论木球是否 空心，由于其密度总小于水的密度，所以总是漂浮在水面的, 因此无法判断其是否空、实心。铁球的密度大于水的密度， 当铁球是实心时肯定沉在水底，当铁球是空心时，如