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第3节 研究物体的浮沉条件
温故知新
1.阿基米德原理：
浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开液体所受到的重力。
2.二力平衡的条件：
作用在同一物体上、大小相等、方向相反、作用在同一直线上
想一想
潜水艇时而浮出水面，时而潜入水底，有时又能停留在水中，其中的奥秘在哪里？
活动 让鸡蛋像潜艇一样浮沉
活动 让鸡蛋像潜艇一样浮沉
如图所示，把一个鸡蛋轻轻地放入浓盐水中，使鸡蛋处于漂浮状态（即停留在液面上，有一部分体积露出液面），然后将清水缓缓倒入浓盐水中，并轻轻地搅拌。随着盐水密度的减小，鸡蛋排开液体的体积也随之增大，由漂浮状态慢慢变到悬浮状态（即鸡蛋全部浸没在水中，并可停留在液体里任何深度地方）；继续倒入清水，鸡蛋下沉；如再加入适量盐粒，鸡蛋重新又缓慢地上浮。
讨 论：
（1）鸡蛋在盐水中受到哪两个力的作用？
G
F浮
G
F浮
G
F浮
G
F浮
鸡蛋在盐水中受到重力和浮力的作用。
讨 论：
（2）鸡蛋处于不同状态时由于哪个力发生了变化？
当鸡蛋漂浮时，处于静止状态，受力平衡，重力和浮力为一对平衡力，即F浮=G。
当鸡蛋悬浮时，处于静止状态，受力平衡，重力和浮力为一对平衡力，即F浮=G。
讨 论：
（2）鸡蛋处于不同状态时由于哪个力发生了变化？
当鸡蛋下沉时，处于非平衡状态，鸡蛋的运动状态发生改变，鸡蛋受到非平衡力作用，且合力方向向下，则F浮当鸡蛋上浮时，处于非平衡状态，鸡蛋的运动状态发生改变，鸡蛋受到非平衡力作用，且合力方向向上，即F浮>G。
一、物体的浮沉条件
当物体受到的浮力F浮 物体G时，浸在液体中的物体就会上浮
当物体受到的浮力F浮 物体G时，浸在液体中的物体就会下沉
当物体受到的浮力F浮 物体G时，物体悬浮在液体中或漂浮在液面。
>
<
=
共同点：
在平衡力的作用下静止不动。漂浮与悬浮在液面上的物体，浮力等于重力。
讨 论
漂浮和悬浮两种状态的相同点和不同点？
不同点：
漂浮是物体一部分浸入液体中，悬浮是整个物体浸没在液体中。
生活中我们能感受到图钉、铁块、石块在水中——下沉
小木块、大木块在水中——上浮至漂浮
假设：实心物体完全浸没在液体中时：
想一想
F浮
G
=ρ液gV
=ρ物gV
V物=V排=V
(1) 漂浮 F浮=G V排ρ物
(2) 悬浮 F浮=G V排=V物 ∴ρ液=ρ物
(3) 上浮 F浮>G V排=V物 ∴ρ液>ρ物
(4) 下沉 F浮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
物体的浮沉条件
物体的浮沉取决于所受的浮力和自身的重力。
例1 质量为0.1 kg的物体，放入盛满水的容器中，溢出了0.08 kg的水，则此物体在水中的状态是（　　）
A.下沉
B.悬浮
C.漂浮
D.无法判断
练一练
A
例2 俗话说“瓜浮李沉”，意思是西瓜投入水中会漂浮，李子投入水中会下沉.对此现象，下列说法正确的是(　　）
A. 西瓜的密度比李子的密度大
B. 西瓜漂浮时所受浮力大于重力
C. 李子下沉过程中所受水的压强不变
D. 李子浸没后，下沉过程中所受浮力大小不变
练一练
D
想一想
改变物体浮沉的办法有哪些？
(1)改变自身重力；
（2）改变自身体积大小或液体密度，从而改变所受到的浮力。
二、浮沉条件在技术上的应用
轮 船
工作原理：将钢铁制成空心，可以排开更多的水，从而浮在水面上。
河水
海水
潜水艇
工作原理：靠改变自身重力实现上浮和下沉。
气象探测气球
工作原理：球内充有密度比空气小得多的氢气，气球升空后，安装在它上面的探空仪能把高空的温度、气压、风速、风向等情况用无线电传送给地面观测站。探测气球的顶部装有放气阀门，当其工
作完毕后，会自动打开阀门释放掉部分氢气，使气球体积缩小，所受浮力随之减小，气球就换换地落回地面。
浮筒打捞沉船
工作原理：利用浮筒打捞沉船时，先在浮筒内注满水，并将其固定在沉船上，再向浮筒内输入高压空气，排出其中的水，使沉船和浮筒所受重力小于浮力，沉船随之上升。
密度计
密度计
1.用途：一种可以直接用于测量液体密度的仪器。
2.刻度特点：上小下大，刻度不均匀。
3.读数：静止时液面所对刻度乘以水的密度。
4.工作原理：利用物体静止在水面上时，浮力等于重力制作而成。
例3 长江上，一艘满载货物的轮船在卸完一半货物后,该艘轮船
(　　)
A.会浮起一些，所受浮力变小　
B.会浮起一些，所受浮力变大　
C.会下沉一些，所受浮力变大　
D.会始终漂浮，所受浮力不变
练一练
A
例4 某潜水艇在海面下隐蔽跟踪某个目标，有时要上浮或下潜，但都未露出水面.若该潜水艇下潜时所受的重力为G1，浮力为F1；上浮时所受的重力为G2，浮力为F2，下列对力之间大小关系的判断，正确的是 （　　）
A. F1=F2，G1>G2
B. F1=F2，G1=G2
C. F1D. F1>G1，F2练一练
A
例5 某同学自制的简易密度计如图所示,它是用木棒的一端缠绕铜丝做成的，将其放入不同的液体中，会呈竖直漂浮状态，下列说法错误的是(　　)
A.木棒漂浮在水面上，静止时密度计的重力等于水对其浮力　
B.木棒浸入液体的体积越大，说明该液体密度越小　
C.读数时需用手扶住密度计　
D.木棒越细,测量误差越小
练一练
C
研究物体的浮沉条件
课堂小结
物体浮沉的判定
受力比较法
密度比较法
ρ液﹥ρ物 上浮或漂浮
ρ液= ρ物 悬浮
ρ液﹤ρ物 下沉
4、浮力应用：轮船、潜水艇、密度计、热气球等
F浮﹥G物 上浮
F浮= G物 悬浮或漂浮
F浮﹤G物 下沉
浮沉条件的应用
改变自身重力：潜水艇
改变浮力：轮船、气象探测气球等

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