第十章

第3節

物體的浮沉條件及應用知識技能1.物體的浮沉條件；2.知道浮力的應用，輪船、氣球、氣艇、潛水艇的浮沉原理.像“泰坦尼克”號這樣的鋼鐵巨輪為什么能浮在海面上？潛水艇時而浮于水面，時而潛入水底，有時又能停留在水中，其中的奧秘在哪里？讓雞蛋像潛水艇一樣浮沉

我們可以從雞蛋的受力情況去分析物體的浮沉條件.一、物體的沉浮條件GF浮F浮=G漂浮GF浮懸浮F浮=G1．浮力與重力的關系懸浮上浮下沉F浮GF浮GF浮G上浮：

F浮＞G物一、物體的浮沉條件F浮G漂浮漂浮：F浮=G物懸浮：F浮=G物下沉：F浮＜G物條件:物體浸沒在液體中且只受浮力和重力作用2．物體密度與液體密度間的關系F浮＞

G上浮：r液＞

r物

F浮=

G懸浮：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物一、物體的浮沉條件漂浮：F浮=

Gr液＞r物

根據浮沉條件進行比較條件:物體浸沒在液體中且只受浮力和重力作用3．浮沉條件的討論（1）上浮和下沉是不平衡態；懸浮和漂浮是平衡（靜止）態（2）上浮、下沉和懸浮：V排=V；

漂浮：V排＜V（3）空心物體運用浮沉條件時可以用物體的平均密度ρ物與液體密度ρ液比較浮沉條件(1)漂浮F浮=G物V排<V物∴ρ液>ρ物(2)懸浮F浮=G物V排=V物∴ρ液=ρ物(3)上浮F浮>G物V排=V物∴ρ液>ρ物(4)下沉F浮<G物V排=V物∴ρ液<ρ物簡單的說,浸在液體中的物體的浮和沉,取決于所受的浮力和重力。還可以通過改變液體和物體密度來改變物體的浮沉狀態。懸浮與漂浮有何不同？懸浮物體全部浸入;漂浮物體部分浸入。【總結】計算浮力的四種方法1243F浮=F向上-F向下揭示了浮力產生的本質F浮=G－F揭示實驗中浮力測量方法F浮=G排=m排g=ρ液gV排F浮=G物揭示了物體漂浮、懸浮條件揭示浮力的影響因素1、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/m3×9.8N/kg×5×10-4m3

=4.9N<15N

∵F浮<G

∴物體下沉B2.質量相等的甲、乙、丙三個實心球，放入某種液體中靜止時的情況如圖所示,它們所受的浮力F甲、F乙、F丙之間的關系應為：F甲＿＿F乙＿＿F丙；它們的密度ρ甲、ρ乙、ρ丙之間的關系是：ρ甲＿＿ρ乙＿＿ρ丙。（均選填“＞”“＜”或“＝”）<>=<3.如圖10（甲）所示，彈簧測力計示數為5N。如圖10（乙）所示，小球一半浸在水中，測力計示數為2N。則小球受到的浮力為____N，小球的體積為____cm3。剪斷懸吊小球的細線，小球在水中穩定時受到的浮力為____N。（g取10N/kg）答案：

360054.如圖所示，先將半個西瓜皮輕輕放在水缸中，發現它漂在水面上，此時它受到的浮力大小為F浮1．然后把它按入水面下．發現它沉入水底，此時它受到的浮力大小為F浮2．則F浮1與F浮2的大小關系是（）A．F浮1＞F浮2B．F浮1=F浮2C．F浮1＜F浮2D．無法比較A1.8；2．

5、體積均為200㎝3的木塊和合金塊，放入水中靜止時的情況如圖所示，已知木塊重為1.8N，合金塊重為6N，則木塊受到的浮力為

N，合金塊受到的浮力為

N。木塊合金塊第15題圖6、在一支平底試管內裝入適量鐵砂，先后放入裝有甲、乙兩種不同液體的燒杯里，如圖所示。下列說法正確的是（）A．試管在甲液體中受到的浮力較大B．試管在乙液體中受到的浮力較大C．裝甲液體的燒杯底部所受液體壓強較大D．裝乙液體的燒杯底部所受液體壓強較大D7.如圖11所示，體積為V=200cm3的木塊在繩子拉力F=0.8N的作用下完全浸沒在水中（g=10N/kg，ρ水1.0×103kg/m3,繩子重力不計）。求：（1）木塊此時受到浮力。（2）木塊的重力。（3）剪斷繩子，木塊靜止時排開水的體積。解：（1）F浮=ρ水gV排=10003×10×200×106=2（N）（2）G=F浮-F=2N-0.8N=1.2N（3）F浮=ρ水V排g=S物V排=1.2×10-4（N）

早在殷商之前，我國古代人民對浮力就有深入的觀察，到殷商時已由制獨木船發展到用木板組成大的船體，這是我國最早的木船。蘆湖獨木舟我國古代對浮力的應用二、浮力的應用

周朝以后不僅在小河上能架設浮橋，在黃河、長江這樣的大河流上也多次架設過浮橋。

浮橋我國古代對浮力的應用

我國漢代曾發明過一種做軍事信號用的燈籠，燈籠能騰空而起，飛向天空。

我國古代對浮力的應用

三國時期有“曹沖稱象”。

除了以舟稱物之外，以舟起重也是中國人的發明。據史籍記載，真定縣僧人懷丙曾“打撈鐵牛”。他創造了浮力起重法。我國古代對浮力的應用金屬錫的密度是7.3g/cm3，怎樣才能讓密度比水大的錫漂浮在水中呢？思考把錫壓成薄片，包成盒狀，使之成為能承載重物的小船，漂浮在水面上。想想做做（1）工作原理：在質量不變的情況下，將鋼鐵做制成空心的輪船，可以排開更多的水，來獲得更大的浮力漂浮在水面上。（2）排水量（m排水）：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排水輪船（3）載重線（吃水線）吃水線

每艘輪船的船身側面都設計有一條最大吃水線，輪船在載物時水面不能超過這條吃線，從而確保了輪船的安全出航。1.如圖8所示，中國遼寧號航空母艦是中國人民解放軍海軍的第一艘航空母艦，艦長304m、艦寬70.5m，滿載時排水量達67500t。（1）它滿載時所受的浮力為

牛(取g=10N/kg)。（2）2012年9月25日，該艦正式加入中國海軍序列。2012年11月23日，中國航母艦載機殲-15著艦成功。

當艦載機著艦后，浮力將

（選填“不變”、“變小”、“變大”）。圖8答案：

13．6.75×108變大2、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）不變不變變大海水河水工作原理：靠改變自身重力上浮和下潛。模擬潛水艇：用注射器向密封的瓶內打起，將瓶內的水排出，瓶向上浮起潛艇潛水艇工作原理：氣球、熱氣球和飛艇①氣球采用充密度比空氣小的氣體（氫氣、氦氣、熱空氣）的辦法，使它受到的浮力大于重力而升空。升空時ρ平均<ρ空氣。氣球不能無限制地升入高空，當F浮=G球時，應該懸浮，實際上在沒有達到懸浮時，其內部氣壓大于外部氣壓而破裂。②熱氣球利用空氣受熱膨脹，熱空氣的密度小于空氣的密度，實現在空氣中上升（浮力大于自身重力）③飛艇利用改變自身的體積，實現沉浮（升降）。如減小體積,則有F浮<G球下降。密度計0.81.01.82.00.81.01.82.00.81.01.82.0硫酸水酒精1、密度計是一種什么儀器？它的刻度有什么特點？測量液體密度的儀器,刻度是上小下大且不均勻。2、密度計的工作原理是什么？物體漂浮在液面上的條件F浮＝G3、密度計浸入不同液體中

所受浮力大小相同嗎？相同1.在一根表面涂蠟的細木棍的一端繞著適量的鐵絲，把它放到甲乙丙三種密度不同的液體中，木棍浸入液體里的情況如圖所示，則木棍在三種液體里受到的浮力F的大小及三種液體密度ρ之間的關系，正確的是（）A．F甲＞F乙＞F丙

ρ甲＞ρ乙＞ρ丙B．F甲＜F乙＜F丙

ρ甲＜ρ乙＜ρ丙C．F甲=F乙=F丙

ρ甲＞ρ乙＞ρ丙D．F甲=F乙=F丙

ρ甲＜ρ乙＜ρ丙C2．潛水艇在水中是靠改變自身重力實現上浮和下沉的．下列分析正確的是()A．潛水艇上浮未露出水面的過程中，它的水艙需要吸入水B．潛水艇上浮未露出水面的過程中，它受到的浮力變小C．潛水艇在水面下繼續下沉時，它受到的浮力會變大D．潛水艇在水面下繼續下沉時，它受到的浮力會不變D5×104

變大3.一艘輪船的排水量是50000噸，當它滿載在長江內河航行時，排開水的體積是

m3，一艘潛水艇從長江內河潛行（潛行：指）到海洋時，潛水艇受到的浮力

（選填“變大”、“不變”或“變小”）（ρ水=1.0×103kg/m3，ρ海水=1.03×103kg/m3）4.某同學制作了如圖所示的潛艇模型，下列說法錯誤的是()A．潛艇模型是通過改變潛艇的重力實現沉浮的B．向內推注射器活塞，水會被壓入試管中，可實現潛艇下沉C．推拉注射器活塞，試管內水量適當時，可實現潛艇懸浮D．潛艇模型的試管上繞些鐵絲，可保持試管穩定B5、如圖所示，小明利用量筒巧妙地測出了小茶杯的密度．A．將小茶杯放入量筒內，使其

水面，穩定后讀出水面對應刻度值為Va；B．再將小茶杯放入量筒內，使其

水中，穩定后讀出水面對應刻度值為Vb；C．向量筒內倒入適量的水，讀出水面對應刻度值為Vc；上述操作的合理順序為

；小茶杯密度的表達式：ρ=

．.如圖所示，小明利用量筒巧妙地測出了小茶杯的密度．A．將小茶杯放入量筒內，使其漂浮水面，穩定后讀出水面對應刻度值為Va；B．再將小茶杯放入量筒內，使其沉入水中，穩定后讀出水面對應刻度值為Vb；C．向量筒內倒入適量的水，讀出水面對應刻度值為Vc；