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沉与浮
4
第10章　流体的力现象
2
知道物体的沉浮与密度的关系。
1
知道物体的沉浮取决于浮力与重力的大小关系。
3
会利用浮沉条件解决实际问题。
观察与思考
浮在水面的军舰和沉底的军舰都受到浮力的作用，那为什么有时浮在水面，被攻击后又沉底呢？物体的浮与沉由哪些因素决定？
一、物体的沉浮条件
拓展1：小组合作，按要求完成下面的实验。观察现象并思考原因。
1.把盖紧盖子的空玻璃瓶浸没在水中再松手；
2.把装满水盖紧盖子的玻璃瓶浸没在水中再松手；
3.设法使小瓶既不上浮也不下沉，即静止在水中。
交流讨论：
1.松手后，瓶子会有哪些不同的运动状态？
上浮、下沉、静止三种运动状态
2.松手后，瓶子受到了哪些力的作用？
受到浮力和重力的作用
G物
F浮
3.根据瓶子的受力情况，分析瓶子的运动状态
G物
F浮
下沉
F浮＜ G物
物体下沉
F浮
G物
上浮
F浮＞G物
物体上浮
F浮= G物
物体悬浮
F浮
G物
1.对于浸没在液体中的物体，如果只受到重力和浮力：
当F浮___G 时，物体上浮，最终会漂浮；
当F浮___G 时，物体下沉，最终沉底；
当F浮___G 时，物体处于悬浮或者漂浮状态。
>
<
=
上浮
F浮
G
F浮
G
漂浮
下沉
F浮
G
沉底
F浮
G
F支
悬浮
F浮
G
2.鸡蛋的沉浮
观看演示实验，思考下面的问题：
加盐使鸡蛋浮起来这个过程中什么因素变了？导致哪个力变了？
鸡蛋的______不变，浸没时_____不变，但_____增大，根据__________，______变大，当F浮___ G时，鸡蛋上浮。
重力
V排
ρ液
F浮=ρ液gV排
浮力
>
3.浸没在液体中物体的浮沉与物体的密度和液体密度的关系：
(1)当ρ液___ρ物，物体上浮，最终漂浮在液面上；
(2)当ρ液___ ρ物，物体下沉，最终沉底；
(3)当ρ液___ρ物，物体悬浮。
>
<
=
学以致用
1.关于浮力，下列说法中正确的是(　　)
A.上浮的物体一定比下沉的物体受到的浮力大
B.沉在容器底部的物体一定不受浮力
C.在水中上浮的物体受到的浮力比它本身的重力大
D.没入水中的物体在水中的位置越深受到的浮力越大
C
2.把重为5 N，体积为0.6 dm3的物体没入水中，若不计水的阻力，当物体静止时，下列说法正确的是(　　)
A.物体悬浮，浮力为6 N
B.物体漂浮，浮力为5 N
C.物体下沉，浮力为6 N
D.物体上浮，浮力为6 N
B
解析　当物体浸没在水中时，V排=V=0.6 dm3=6×10-4 m3，
受到的浮力为：
F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×6×10-4 m3=6 N
F浮>G物，所以物体上浮，当物体静止时，处于漂浮状态，
此时F浮'=G物=5 N，故选B。
3.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
C
总结提升
物体的浮沉条件
浸没时 受力 动态 过程 静止时 受力 静止时 浮沉 密度 关系 体积
关系
F浮>G物 上浮 F浮=G物 漂浮 ρ液>ρ物 V排F浮=G物 悬浮 F浮=G物 悬浮 ρ液=ρ物 V排=V物
F浮拓展2：制作橡皮泥小船。
1. 把块状橡皮泥放水里，观察到橡皮泥会______；
2. 把橡皮泥捏成瓢形后可以____________。
沉底
漂浮在水面
两次橡皮泥所受浮力F浮1和F浮2的大小关系是： F浮1_____F浮2。
＜
两次排开水的体积V排1和V排2的大小关系是：V排1_____V排2。
＜
二、控制沉与浮
1.浮船打捞
借浮力起重，利用浮力大于重力而上浮，是浮船打捞的基本原理。
2.轮船是用密度______水的材料制成的，所以必须把它做成______的，这样虽然受到的重力不变，但排开水的体积______很多，受到的浮力______，所以能浮在水面。轮船的大小通常用排水量来表示。排水量就是轮船装满货物时排开水的______。由于轮船漂浮在水面上，所以F浮___G船，即m排___m船。
大于
空心
增大
变大
质量
=
=
“口罩孔明灯”为什么能够浮起来
3.活动　制作一个热气球
取一个大的轻纸袋，用细铁丝编一个简单的小筐，再用几条胶带把小筐挂在纸袋下面，筐里面放一团用酒精浸湿的棉花。把热气球拿到室外，点燃酒精棉，热气球就能慢慢升起来。
和同学进行讨论、交流，解释热气球为什么会升起来。
(1)热气球主要通过加热球内的空气以减小热气球整体所受的______来实现上升。孔明灯______(选填“属于”或“不属于”)热气球。
重力
属于
(2)气球内部充有______(选填“大小”“小于”或“等于”)空气密度的气体，当F浮___G物，气球在空气中上浮。节日放飞的气球、携带气象仪器的高空探测气球，充的是______。
(3)热气球和飞艇工作原理：靠____________升空。
小于
>
氦气
空气浮力
4.自制密度计
按照教材第79页发展空间的步骤，自制一个密度计。你有什么发现？你知道它的原理吗？
答案　密度计的刻度特点：上小下大，上疏下密。是根据物体漂浮时受力平衡及阿基米德原理制成的。
学以致用
1.(2024·武威凉州区期末)一艘轮船空载时的排水量是3 000 t，装满货物时的排水量为8 000 t，那么这艘轮船最多可以装载____________ t的货物。如果它从长江驶进大海，它所受到的浮力___________。
5 000
不变
2.以下有关热气球的说法正确的是(　　)
A.为使静止的热气球下降，必须继续给热气球中的空气加热
B.为使静止的热气球下降，只需把热气球上的物体抛掉一部分
C.正在匀速下降的热气球，假如有一物体从热气球上掉下，热气球将立即上升
D.正在匀速下降的热气球，假如有一物体从热气球上掉下，热气球将先下降后上升
D
3.(2024·六安金安区期末)如图所示，静止在地面上的热气球被加热后开始升空，是因为它此时的平均密度____________(选填“大于”“小于”或“等于”)空气的密度。
小于
1.将120 g的物体浸没在盛满水的溢水杯中时，从杯中溢出了100 mL的水。自由释放后，该物体将(　　)
A.上浮 B.悬浮
C.沉至杯底 D.无法确定
C
2.三个体积相同而材料不同的小球A、B、C在水中静止时的情况如图所示，若它们的重力和浮力分别为GA、GB、GC和FA、FB、FC，则下列判断正确的是(　　)
A.GA>GB=GC B.GAC.FA>FB>FC D.FAD
3.(2024·福州仓山区模拟)柱状容器内加入浓盐水，把一枚土豆轻轻放入其中，静止时土豆漂浮在水面上，如图甲所示，向容器中缓慢注入清水，土豆逐渐下沉；注入适量清水时，土豆悬浮在盐水中，如图乙所示；继续注入清水，土豆沉到容器底部，如图丙所示。
下列说法正确的是(　　)
A.漂浮在水面上时，土豆受到的浮力大于重力
B.悬浮在盐水中时，土豆的密度与此时盐水的
密度相等
C.沉到底部后，土豆受到的浮力可能大于漂浮时受到的浮力
D.沉到底部后，继续注入清水，土豆受到的浮力不再变化
B
解析　根据物体的浮沉条件可知，土豆漂浮在水
面上时，土豆受到的浮力与其重力大小相等，故
A错误；土豆悬浮在盐水中时，土豆的密度与此
时盐水的密度相等，故B正确；土豆漂浮时受到
的浮力等于其重力(即F浮=G土豆)，继续注入清水，
土豆沉到底部后，受到的浮力小于其重力(即F浮'4.(2024·株洲醴陵市一模)如图，将一把种子倒入一定浓度的盐水中，漂浮于水面的是次种，沉入容器底的就是良种，这种方法称之为盐水选种。考虑种子个体差异，在图示情境中(　　)
A.良种所受浮力小于重力
B.次种所受浮力大于重力
C.良种体积大于次种体积
D.良种密度小于次种密度
A
解析　良种下沉，所受浮力小于重力，次种漂浮，所受浮力等于重力，故A正确，B错误；良种体积可能小于、大于或等于次种的体积，即不能比较良种体积与次种体积的关系，故C错误；良种沉底，良种密度大于水的密度，次种漂浮，次种密度小于水的密度，
所以良种密度大于次种密度，故D错误。
5.(2023·泰安东平县模拟)“夏宝西瓜”味道甜美，是运城人夏天喜欢的水果。爱动脑筋的小明同学学完浮力后想知道西瓜在水中的浮沉，于是取一个体积约为3.1×103 cm3，重力为30 N的西瓜进行验证。(g取10 N/kg，ρ水=1.0×103 kg/m3)
(1)请通过计算说明西瓜浸没在水中后的浮沉；
解：西瓜的体积：V=3.1×103 cm3=3.1×10-3 m3，
西瓜浸没在水中时受到的浮力：
F浮=ρ水V排g=1.0×103 kg/m3×3.1×10-3 m3×10 N/kg=31 N，
西瓜的重力为30 N，则F浮>G瓜，
所以，西瓜浸没在水中后会上浮，最后漂浮在水面上；
(2)求出西瓜静止时所受的浮力。
解：西瓜静止时漂浮在水面上，则西瓜受到的浮力：F浮'=G瓜=30 N。
归纳总结
物体的浮沉条件
上浮
F浮>G物
ρ液>ρ物
F浮ρ液<ρ物
F浮=G物
ρ液=ρ物
F浮=G物
ρ液>ρ物
下沉
漂浮
悬浮
ρ液＜ρ物
F浮＜G物
沉底

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