第三节 物体的浮沉条件及应用

第十章第３节物体的浮沉条件及应用

1．浸没在水中的木块为什么向上浮起？

2．浸没在水中的铁块为什么沉到容器底部？

3．物体在液体中都受到浮力，为什么有的上浮、有的下沉、有的悬浮？提出问题悬浮上浮下沉1．浮力与重力的关系悬浮上浮下沉F浮GF浮GF浮G上浮：

F浮＞G一、物体的浮沉条件F浮G漂浮漂浮：F浮=G悬浮：F浮=G下沉：F浮＜G

判断一个物体的运动状态，应该分析它的受力情况，浸在液体中的物体受到两个力的作用，一个重力G，一个浮力F浮。

上浮的物体在逐渐露出水面时，它排开液体的体积会逐渐变小，受到的浮力也逐渐减小；当浮力减小到与重力相等时，物体就会漂浮在液面，静止不动。所以当物体漂浮时，F浮=G。2．浮沉条件的讨论（1）上浮和下沉是不平衡状态；悬浮和漂浮是平衡（静止）状态（2）上浮、下沉和悬浮：V排=V物（全部浸没）；

漂浮：V排＜V物（部分浸入）（3）下沉的物体最终会沉底，保持静止，这时物体受三个力的作用，三力平衡（G=F浮+F支）一、物体的浮沉条件3．物体密度与液体密度间的关系F浮＞

G上浮：r液＞

r物

F浮=

G悬浮：r液

=r物

F浮＜

G下沉：r液＜r物浮力：F浮＝r液gV排；重力：G＝r物g

V物；

V排=V物研究条件：实心物体浸没在液体中，受重力和浮力。一、物体的浮沉条件漂浮：

r液＞r物

根据浮沉条件进行比较

为什么密度比水小的木块浮在水面上？而密度比水大的铁块沉入水底呢？我们还可以从密度的角度来描述这个问题。注意：如果物体是空心的，那么r物

是物体的平均密度例重为15

N的物体，浸没于装满水的容器中后，溢出了5×10-4m3的水。则此物体是（）

A．浮在水面上B．沉到水底

C．悬浮在水中D．以上几种情况都有可能【解析】

根据阿基米德原理

F浮

=ρ水

gV排

=1.0

×103kg/m3×10N/kg×5×10-4m3

=5N<15N

∵F浮<G

∴物体下沉BAB例如图所示，A、B两物体静止在水中（）。

A．两物体受到的浮力一定相等

B．两物体受到的浮力不等，A物体受到的浮力大

C．两物体的密度不等，B物体的密度大

D．两物体的重力不等，B物体的重力大【解析】A物体漂浮，B物体悬浮。

∵不知GA与GB的关系，∴不能根据F浮=G

比较浮力的大小。又∵不知VA排与VB排的关系，

∴不能根据F浮

=ρ水

gV排比较浮力的大小。AB例4

如图所示，A、B两物体静止在水中（）

A．两物体受到的浮力一定相等

B．两物体受到的浮力不等，A物体受到的浮力大

C．两物体的密度不等，B物体的密度大

D．两物体的重力不等，B物体的重力大【解析】A漂浮：ρA<ρ水

；B悬浮：ρB＝ρ水

∴

ρB＝ρ水>ρA

，

ρB>ρA。C想想做做将新鲜鸡蛋放入盛水容器中，向水中加盐，并搅拌，不断增加盐水的浓度。观察鸡蛋在容器中的位置变化。橡皮泥的密度比水大，它在水中会下沉。根据阿基米德原理，怎样把橡皮泥做成一条小船，使它能漂浮在水面，并能承载重物？想想做做二、浮力的应用

上述实验告诉我们采用“空心”的方法，不仅可以增大漂浮物可利用的浮力，还可以使原本下沉的物体变得可以上浮或漂浮。轮船就是根据这个道理制成的（1）工作原理：采用“空心”的方法来增大排开水的体积，从而增大浮力，使其漂浮在水面上。（2）排水量（m排）：轮船满载时排开水的质量：F浮=m排g

而F浮=G

∴m船+m货=m排（3）载重线轮船二、浮力的应用指船舶满载时的最大吃水线（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，因此在船舶上标注不同深度的载重线。轮船的大小通常用排水量来表示例

一艘轮船从海里驶入河里，它受到的重力大小

，它受到的浮力

；它排开水的体积

。（填变大，变小或不变）【解析】

轮船浮在海面上，F浮

=G；它驶入河里也浮在河面上：F′浮=G。∵G不变，∴F浮不变：

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′排不变不变变大工作原理：靠改变自身重力实现上浮和下潜。模拟潜水艇：用注射器向密封的瓶内打气，将瓶内的水排出，瓶向上浮起潜艇二、浮力的应用潜水艇工作原理：靠空气浮力升空内部充有小于空气密度的气体（热空气或氢气、氦气等）二、浮力的应用气球和飞艇课堂小结物体的浮沉条件浮力的应用浮力问题解析轮船潜水艇气球和飞艇

2．质量相等的实心铝球和铁球放在水中，铁球受的浮力

铝球受的浮力；若把它们都放在水银中静止时，则铁球受的浮力

铝球受的浮力（选填“＞”、“＜”、“=”）

1．用同一支密度计测定不同液体的密度，下列叙述正确的是（）

A密度计漂浮的越高，所受的浮力越大

B密度计漂浮在不同液体中，所受的浮力都相等

C密度计漂浮的越高，所受的浮力越小

D密度计漂浮的越高，液体密度越小B＜＝作业3.一冰块漂浮在水面上，当冰完全熔化后，容器中的水面将如何变化？当冰化成水后，质量不变，所以，m水=m冰