第三节液体浮沉条件

凡事都要脚踏实地地去工作，不驰于空想，不骛于虚声，惟以求真的态度做踏实的功夫。以此态度求学，则真理可明，以此态度做事，则功业可就。

——李大钊*物体浮沉的条件及其应用*知识回顾：一.阿基米德原理的内容：二.浮力的计算方法：①称重法F浮=G物

—F拉

②阿基米德原理的计算公式：F浮

=ρ液gV排三.浮力产生的原因：液体对物体上下表面产生压力差。*浸入：也就是“浸在”包括完全浸没和部分浸入完全浸没：物体完全没入了液体中，整个物体在液面以下

漂浮：物体液面处，部分体积浸没悬浮：物体液面以下，完全浸没，可以在液面以下任何位置上浮：物体正在向上加速运动可能完全浸没，也可能部分浸没，最终状态是漂浮下沉：物体正在向下加速运动可能完全浸入，也可能部分浸入，最终状态是沉在水底*浸入的类型及特点浸没部分浸入*用手将一乒乓球和一实心铁块浸没于水中，静止后，各是什么状态？乒乓球和实心铁块浸没于水中，从释放到静止这段过程各是什么运动状态？乒乓球往上运动的过程称作上浮，最后物体静止在水面上，称作漂浮。铁块往下运动最终静止在水底的这一过程称作下沉。悬浮物体浮沉的三种情况*上浮的物体受几个力的作用？下沉的物体呢？乒乓球和重物都受到重力和浮力，那么为什么一个会上浮？一个会下沉？GF浮GF浮G<F浮G>F浮*F浮GF浮GF浮GF浮>G上浮F浮=GF浮<G下沉悬浮（静止）完全浸入液体内的物体的受力分析上浮到液面呈漂浮状态，F浮逐渐减少到F浮=G下沉至容器底部,F浮不变,但F浮+N支持=G悬浮体*水面G物F浮F浮G物下沉上浮两个过程：F浮＜G物

物体下沉

F浮＞G物

物体上浮*三个状态：

F浮=G物

物体漂浮

F浮=G物

物体悬浮

F浮＜G物

物体下沉到水底G物F浮水面F浮G物G物F浮漂浮悬浮下沉到水底*把铜块和木块浸没在水中，铜块沉入水底，木块漂浮在水面上。通过查阅密度表，你发现铜的密度，水的密度和木的密度有什么关系？那么，我们能否用比较物体的密度和液体的密度来判断物体在某种液体里是上浮，下沉还是悬浮？*下沉:F浮<Gρ液gV排<ρ物gV物V排=V物ρ液<ρ物悬浮：F浮=Gρ液gV排=ρ物gV物V排=V物ρ液=ρ物漂浮:F浮=Gρ液gV排=ρ物gV物V排<V物ρ液>ρ物上浮:F浮>Gρ液gV排>ρ物gV物V排=V物ρ液>ρ物G上浮F浮G下沉F浮F浮G悬浮物体的浮沉条件*浮沉条件(1)漂浮F浮=GV排<V物∴ρ液>ρ物(2)悬浮F浮=GV排=V物∴ρ液=ρ物(3)上浮F浮>GV排=V物∴ρ液>ρ物(4)下沉F浮<GV排=V物∴ρ液<ρ物简单的说,浸在液体中的物体的浮和沉,取决于所受的浮力和重力的合力的情况。还可以通过改变液体和物体密度来改变物体的浮沉状态。悬浮与漂浮有何不同？悬浮物体全部浸入;漂浮物体部分浸入。*状态上浮下沉悬浮漂浮物体受力分析浮沉条件浮力和重力比较液体密度和物体密度比较特点说明F浮＞G物F浮＜G物F浮

=G物F浮

=G物F浮G物G物F浮F浮G物分析运动状态变化的过程分析平衡状态F浮G物ρ液＞ρ物ρ液＜ρ物ρ液=ρ物ρ液＞ρ物ρ物是物体的密度（平均密度），而不是构成该物体的物质的密度**长风破浪航空母舰1、轮船小小竹筏二、浮力的应用*轮船工作原理：物体漂浮在水面的原理工作的。利用把密度比水大的钢材制成空心的使它的平均密度减小，同时排开更多的水，增大可利用的浮力。轮船的大部分体积是由空气占据着，在河里和海里都漂浮在上面；因而所受浮力相同，都等于轮船自身的重力（即F浮=G轮船）。根据阿基米德原理则它在海水里比在河水里浸入的体积小。*

轮船总是漂浮在水面上，一艘轮船从河里驶向大海，它受到的重力大小

（变大、变小、不变）；它受到的浮力大小

（变大、变小、不变）；它排开水的体积

（变大、变小、不变）；轮船是下沉些还是上浮些？河水海水不变不变变小*漂浮物体具有的特点物体漂浮在液体中，所受的F浮=G物同一物体漂浮在不同液体中，所受F浮相同。同一物体在不同液体里漂浮，在密度大的液体里V排小。漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，ρ物就是ρ液的几分之几。将漂浮物体全部浸入液体里，需加竖直向下的外力等于液体对物体增大的压力。*2、潜水艇二、浮力的应用*2、潜水艇（改变自重，体积不变）潜水艇的上浮、下沉和悬浮，靠改变自身的重力来实现（但它的体积不发生改变）；而潜水艇自身重力的改变取决于水舱内充水或放水的多少。*1.当注射器将气体压入玻璃球时，球内的水量减少球和球内的水受到的重力变小2.当注射器将球内的气体吸出时球内的水量增多，球和球内的水）受到的重力变大,

G＜F浮，球将上浮.

G＞F浮，球将下沉.*3、热气球气球

（1）气球内充有密度小于空气的气体——氢气、氦气等。

（2）原理：当ρ气

<ρ空气时，必有F浮>G物，物体在空气中上浮．*热气球的升降是一个比较复杂的过程，与热气球体积及热气球内部气体的密度变化有关。当热气球的巨大气袋充满空气（忽略体积变化）时，用喷嘴加热气袋中的空气，热气球内部气体的温度升高，密度减小。当热气球内部气体的密度比其外部气体的密度小到一定程度时，热气球便上升了。3、热气球通过改变自身的体积，从而改变浮力大小实现升降*气袋吊篮喷嘴*

喷嘴点火加热,袋内空气受热膨胀,排开气体的体积增大，浮力增大,浮力大于重力时,气球上升。*

喷嘴火焰熄灭，袋内空气变冷体积减小,排开气体的体积减小，浮力减小,浮力小于重力,气球下降。*4、密度计（1）密度计是一种什么仪器？它的刻度有什么特点？测量液体密度的仪器,刻度是上小下大,上稀下密。（2）密度计的工作原理是什么？利用物体漂浮在液面上时浮力等于重力的原理制成的。根据阿基米德原理，ρ液大时，V排小，即露出水面部分多，因此刻度值上小下大，刻度间隔不均匀，上疏下密。数值为待测液的ρ相对于ρ水的倍数物体漂浮在液面上的条件F浮＝G（3）密度计浸入液体中越深，说明液体的密度是越大还是越小？越小读数方法：静止时液面所对刻度乘以水的密度*5、盐水选种是沉底的种子好是浮出水面的种子好呢？为什么?盐水选种的道理：饱满种子的密度要大于盐水的密度而下沉。*6、孔明灯*大多数鱼类在水中游动时，能向上游动，也能向下沉，甚至能在水中不动，那么鱼类为什么能随意地上浮和下沉呢？7、鱼鳔的功能当鱼鳔充气时，鱼体的平均密度减小，鱼体上浮；鱼鳔排气时，鱼体的平均密度增大，鱼体下沉。鱼鳔起着调节鱼体平均密度的功能。*打捞沉船现代打捞沉船的方法是:将几个充满水的大型浮筒沉入水底,用钢缆把浮筒与沉船紧紧地拴在一起,然后用高压空气把浮筒中水排出,沉船就随着浮筒一起浮出水面.请解释这样打捞沉船的道理答：浮筒中水排出后重力大大减少，浮力却没有减少，即使拴上沉船也是G<F浮，因此能浮上水面*1、铁钉在水中下沉，是因为受到的浮力＿＿＿重力，在完全沉没下沉过程中，铁钉受到的浮力_____(均选填“变大”“变小”或“不变”)2、漂浮在水面上的皮球，用手将其慢慢压入水中的过程中，皮球受到的浮力将＿＿＿，施加的压力将＿＿＿＿。（均选填“变大”“变小”或“不变”）3、悬浮在液体中的物体受到的浮力与重力的关系是F浮_____G物，那么液体的密度和物体密度会有什么关系呢？ρ液_____ρ物（均选填“大于”“等于”或“小于”）小于不变变大变大等于等于*4.质量相等的甲、乙、丙三个实心球，放入某种液体中静止时的情况如图所示,它们所受的浮力F甲、F乙、F丙之间的关系应为：F甲＿＿F乙＿＿F丙；它们的密度ρ甲、ρ乙、ρ丙之间的关系是：ρ甲＿＿ρ乙＿＿ρ丙。（均选填“＞”“＜”或“＝”）<>=<*5.质量相同的铜、铁、铝三块金属，投入水银中后受到的浮力分别为F1、F2、F3，这三个力的大小关系是()A.F1＞F2＞F3B.F1＝F2＝F3

C.F1＜F2＜F3D.无法判断B*6、密度计是用来测量＿＿＿＿＿＿的仪器，同一支密度计分别放置在甲、乙两种液体里均静止不动，则密度计在两种液体中所受的浮力F甲＿＿F乙。两种液体的密度ρ甲＿＿ρ乙。（选填“＞”“＜”或“＝”）液体密度=<*7．用手将一个木球放入水中某一深度后，松开手，木球上浮，在木球未露出水面的时候，下列说法中正确的是（）

A．木球所受的重力、浮力都不变；

B．木球所受的重力不变，浮力变大；

C．木球所受的重力、浮力都变小；

D．木球所受的重力不变、浮力逐渐变小．A*9、将体积相同的A、B、C三个小球投入水中,出现如图所示的三种情况，下列关于对三个小球受到的浮力大小的说法正确的是（）A

A球浮在水面上，受到的浮力最大B

C球沉在底部，受到的浮力为零C

A球受到的浮力与B球受到的浮力相等D

B球受到的浮力与C球受到的浮力相等ABC*10．将同一物体放在液体中的三种情况如图所示，比较它受到的浮力大小，其中浮力最小的是（）A.图甲 B.图乙C.图丙 D.无法比较A*11．将细木棍下部缠上铁丝后放入水中能直立漂浮，如图所示．若将露出水面的部分木棍剪断，则剩余部分将（

）

A．保持不动B．要下沉一点C．要上浮一点D．不好判断C*课外探索，超越自我元宵节