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10.5 物体的浮与沉
1.物体的浮沉条件
(1)前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。
上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
F浮____G物 F浮____G物 F浮____G物 F浮____G物 F浮+N___G物
ρ液____ρ物 ρ液_____ρ物 ρ液_____ρ物 V排___V物 ρ液____ρ物 V排____V物 ρ液____ρ物 V排____V物
物体处于动态即物体受到__________(填“平衡”或“非平衡”力的作用 物体可以停留在液体中的任意深度处 是“上浮”过程的最终状态 是“下沉”过程的最终状态
处于静态即物体受到___________(填“平衡”或“非平衡”)力的作用
(2)说明：
A、密度均匀的物体切去一块后浮沉情况不变
B、冰化为水后水面高度不变；
C、改变物体的浮沉：a、自身重力发生改变； b、受到的浮力发生改变。
D、漂浮问题“五规律”
① 规律一：物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受的重力；
② 规律二：同一物体漂浮在不同液体里，所受浮力相同；
③ 规律三：同一物体漂浮在不同液体里，在密度大的液体里浸入的体积小；
④ 规律四：漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几；
⑤ 规律五：将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。
典型例题
类型一 利用浮力和重力的关系判断浮沉状态
例1 在一个装满水的容器中，放入一个质量为20g的物体，从容器中溢出15g的水，则该物体在水中的浮沉情况和水对容器底部的压强是（ ）
A．下沉，压强不变 B．上浮，压强不变 C．漂浮，压强减 D．悬浮，压强增大
例2 将体积是50cm3，质量为60g的物体浸没在水中，松手后它将（ ）
A．上浮 B．下沉 C．悬浮 D．不能确定
类型二 利用物体密度和液体密度的关系判断浮沉状态
例3 把一个苹果（ρ苹果＜ρ水）轻轻放入装满水的杯中，苹果静止时将处于_______（选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”）；若苹果受到的重力为1.5N，则从桶中溢出的水受到的重力为_______N.
类型三 利用排开液体体积和物体体积判断浮沉状态
例4 一个小球质量为100g，体积为50cm3，放入水中后，受到水的浮力为______，放入某种液体中后，排开液体体积为40cm3，则小球在该液体中受到的浮力为______。
类型四 利用漂浮或悬浮时浮力和重力的相等关系求浮力
例5 一物体重4N，放于水中时漂浮于水面，该物体在水中所受的浮力为_____N，当把该物体放于酒精中时，处于悬浮状态，该物体在酒精中所受的浮力为_______N，当物体放入另一种密度只有酒精密度一半的液体时，物体所受的浮力为________N。
类型五 利用漂浮状态比较浮力的大小或判断浮力的变化
例6 两只完全相同的塑料球，一个放在酒精中恰好悬浮，一个放在水中漂浮在水面上。在塑料球这两种液体中所受的浮力大小关系是（ ）
A．在酒精中受的浮力大 B．在水中受的浮力大
C．所受浮力一样大 D．无法确定
例7 水中漂浮着一个木块，木块浸入水中的体积为V，受到的浮力为F，现在将一部分盐水倒入水中，则（ ）
A.木块浸入液体中的体积变大，浮力F不变
B.木块浸入液体中的体积变小，浮力F不变
C.木块浸入液体中的体积变小，浮力F变小
D.木块浸入液体中的体积变小，浮力F变大
例8 一艘集装箱货轮载满货物后，从常州港出发驶向辽宁大连港，在长江口进入大海的过程中，货轮(海水密度大于江水密度) ( )
A．所受浮力增大 B．所受浮力减小 C．排开水的体积增大 D．排开水的体积减小
类型六 阿基米德原理和物体浮沉条件综合应用
例9 先在溢水杯中装满水(水面与溢水口齐平)，然后放人一块重2N的术块，溢出的水全部用小烧杯接住(如图所示)．则（ ）
A．溢水杯底部受到水的压强不变，小烧杯中水的重力大于2N
B．溢水杯底部受到水的压强不变，小烧杯中水的重力等于2N
C．溢水杯底部受到水的压强减小，小烧杯中水的重力等于2N
D．溢水杯底部受到水的压强增大，小烧杯中水的重力小于2N
例10 如图所示，四个相同的容器内水面一样高，a容器内只有水，b容器内有木块漂浮在水面上，c容器内漂浮着一块冰块，d容器中悬浮着一个空心球。则下列四种说法正确的一组是（ ）
① 每个容器的总质量都相等 ② b容器中再倒入酒精后，木块在液面下的体积减小
③ c容器中冰块熔化后水面高度升高 ④ d容器中再倒入酒精后，小球将下沉
A．①④ B．③④ C．①② D．②④
例11 图中容器内盛有水，一块冰包有小木块和铁钉，漂浮于水面．当冰全部熔解（熔化）后，水面的高度将
A．升高 B．不变 C．下降 D．以上情形都可能发生
例12 有一方木块,把它放入水中时,露出水面的部分是其总体积的2/5,把木块放入另一种液体时,露出液面的部分是它总体积的1/3.求:木块的密度及液体的密度
2.浮力的利用
(1) 轮船：
① 工作原理：要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的，使它能够排开更多的水。
② 排水量：轮船满载时排开水的质量。单位：t 由排水量m 可计算出：排开液体的体积；排开液体的重力；轮船受到的浮力；轮船和货物共重。
(2) 潜水艇：工作原理：潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。
(3) 气球和飞艇：工作原理：气球是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体如：氢气、氦气或热空气。为了能定向航行而不随风飘荡，人们把气球发展成为飞艇。
(4) 密度计：①原理：利用物体的漂浮条件来进行工作； ②构造：下面的铝粒能使密度计直立在液体中； ③刻度：刻度线从上到下，对应的液体密度越来越大。
典型例题
例13 “094型”潜艇是我国自行研制的新一代潜艇，当它从深海中上浮而未露出水面的过程中，它受到海水的（ ）
A.压强增大，浮力增大 B.压强和浮力不变
C.压强减小，浮力减小 D.压强减小，浮力不变
例14 中国第一艘航母 “瓦良格号”，舰长304米、舰宽70.5米，满载时排水量达67500吨．它满载时所受的浮力为________牛．满载时的重力为______牛（g取10牛/千克）
例15 物理小组制作的潜水艇模型如图所示。通过胶管从烧瓶中吸气或向烧瓶中吹气，就可使烧瓶下沉、上浮或悬浮。当烧瓶处于如图所示的悬浮状态时，若从胶管吸气，烧瓶会（ ）
A．上浮，它受到的浮力增大
B.下沉，它受到的浮力减小
C．下沉，它受到的浮力不变
D. 上浮，它受到的浮力不变
例16 如图所示，是将同一只密度计放入两种不同的液体a、b中的情形，则密度计在两种液体中受到的浮力Fa、Fb，两种液体密度ρa、ρb的关系是（ ）
A．Fa＞Fb，ρa＞ρb
B．Fa＞Fb，ρa＜ρb
C．Fa＝Fb，ρa＞ρb
D．Fa＝Fb，ρa＜ρb
例17 法国“大力神号”是充有氦气的飞艇，体积是1.5×106m3，载重是9.0×106牛，空气的密度是1.29千克每立方米，则飞艇在空气中悬浮时收到的浮力是多少？飞艇自重是多少？（g取10N/kg）
3.浮力计算题方法总结
(1) 确定研究对象，认准要研究的物体。
(2) 分析物体受力情况画出受力示意图，判断物体在液体中所处的状态（看是否静止或做匀速直线运动）。
(3) 选择合适的方法列出等式（一般考虑平衡条件）。
计算浮力方法：
① 称量法：（用弹簧测力计测浮力）；
② 压力差法：（用浮力产生的原因求浮力）
③ 平衡法：漂浮、悬浮时， （二力平衡求浮力）；
④ 阿基米德原理法： 或 （阿基米德原理求浮力，知道物体排开液体的质量或体积时常用）
典型例题
例18 一物体在空气中重5N，浸没在水中称重为3N，则物体在水中受到的浮力为_______N，当物体的一半浸于水中，弹簧测力计的示数为________N。
例19 如图所示，我国第一艘航空母舰“辽宁号”，于2012年9月25日诞生，航空母舰上设有机场、商店、洗浴中心、餐厅、电影院、武器设备等，不载物时,它的自身质量为5.5×104t，满载物时，它的最大排水体积为6.7×104m3.（ρ水=1.0×103kg/m3， g=10Nkg）
（1）航空母舰不载物时所受到的浮力;
（2）航空母舰满载物时所受到的浮力;
（3）航空母舰最多能载多重的物体。
例20 一个边长为10cm的正方体木块浮在水面，它露出水面的部分高4cm，求：
（1）水对木块向上的压强、压力；
（2）木块受到的浮力；
（3）木块的重力；
（4）这个木块的密度。

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