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物体的浮沉条件及应用
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。
四.力与运动的关系是什么？
在水里，许多东西能浮在水面，比如乒乓球、木块，石蜡等；也有许多东西沉到水底，比如石头、硬币、橡皮等；那么物体的浮沉取决于什么呢？
物体的浮沉与物体的重力 的大小有关，还与物体受到的浮力的大小有关；排开的体积越大，所受到的浮力越大。
物体 浸没 在液体中时，究竟是浮还是沉，是由该物体在液体中所受浮力和重力之间的大小关系决定的。
当F浮＞G时，合力方向竖直向上，物体在液体中向上运动称为上浮。
上浮
G
F浮
前提：物体完全浸没 即V排=V物
F浮
G
漂浮
物体上浮过程中开始浮出水面这时F浮逐渐减少，到F浮=G时，物体静止在液面上称为漂浮。
此时 V排 < V物
当F浮＜G时,合力方向竖直下，物体在液体中向下运动称为下沉。
下沉
G
F浮
前提：物体完全浸没 即V排=V物
当F浮＝G时, 即二力平衡，此时物体将静止在液体中任意深度的位置称为悬浮。
悬浮
F浮
G
前提：物体完全浸没 即V排=V物
思考:
漂浮与悬浮有什么共同点与不同点？
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。
共同点：
1.在平衡力的作用都处于静止状态（其中悬浮是静止在液面以下的任何位置；漂浮是静止在液面上的任何位置）。
2.物体处于悬浮和漂浮时，浮力等于重力。
A
B
C
四.物体浮沉条件
【实验】把外观相同的3只乒乓球(分别装有不同质量的沙, 同体积,不同重力)浸没水中。
现象：
一只上浮出水面
一只悬浮在水中
一只下沉到水底
原因：三只球所受到的重力不同
四.物体浮沉条件
物体的沉浮条1：
物体的沉浮条件2：
物体的沉浮条件3：
G
F浮
悬浮
F浮=G
物体的沉浮条件4：
G
F浮
F浮= G
漂浮
物体的沉浮条件：
物体的浮沉取决于物体所受的浮力和重力的大小。
G
F浮
F浮=G 悬浮
G
F浮>G 上浮
F浮
G
F浮F浮
F浮
G
F浮=G 漂浮
讨论：
一个实心物体浸没在液体中，你能否根据物体密度与液体密度之间的关系，对物体的浮沉作出判断？
结论: ρ物　=ρ液 悬浮
ρ物　>ρ液 下沉
ρ物　<ρ液 上浮
例2：物体的浮沉条件证明：
设液体的密度为ρ液，物体的密度为 ρ物，物体的体积为V物。
因为物体浸没，所以：V排 = V物
F浮
G
F浮 =ρ液gV排
G=ρ物gV物
当ρ液 > ρ物， F浮>G 上浮
当ρ液 < ρ物， F浮当ρ液 = ρ物， F浮=G 悬浮
平时常见到 在水中会上浮; 在水中会下沉。
因为不同物质 不同。猜测物体在液体中的沉浮跟物体密度与液体密度之间的关系有关。
木头、泡沫等
石块、金属块等
密度
2、比较液体密度与物质密度(物体平均密度)
上浮 F浮 >G; ρ物 ρ液
漂浮 F浮= G ;ρ物 ρ液
悬浮 F浮= G ;ρ物 ρ液
下沉 F浮< G ;ρ物 ρ液
<
<
=
>
物体的浮沉条件是
(1)物体下沉：F浮 ρ液
(2)物体上浮：F浮>G物 或ρ物<ρ液
(3)物体悬浮：F浮=G物 或ρ物= ρ液
(4)物体漂浮：F浮=G物 或ρ物< ρ液
结论
三、悬浮和漂浮的相同点和区别：
相同点：
都是静止在液体中，都只受重力和浮力作用，根据二力平衡条件，重力和浮力相等，即：
F浮 =G
F浮
G
F浮
G
悬浮
漂浮
不同点：
（1）悬浮时，物体停留在液体内部的任何地方，它必定全部浸没在液体中；
而漂浮，物体是静止在液面上，它必定有一部分露在液面之上。
（2）悬浮时，物体浸没在液体中，所以V排=V物。
而漂浮时，物体只有一部分浸入液体中，所以V排V排 =V物
V排 悬浮
漂浮
汤圆刚放入水中时，会沉入锅底
汤圆煮熟时，则会浮出水面。
物体沉浮条件应用
密度计
工作原理：利用物体漂浮在液面上时，
F浮=G物原理制成的。
密度计
刻度特点：上小下大，刻度间隔不均匀。
读数方法：静止时液面所对刻度乘以水的密度
用途：
一种可以直接测量液体密度的仪器。
　　１、密度计是测液体密度的仪器，它是根据物体漂浮在液面时F浮_____G物（填＝、<、>）的原理制成的。
　　２、使用密度计时必须使其______，才能正确测出液体的密度。
　　３、密度计在各种不同的液体中所受浮力是______（相同、不同）的，在密度_____ （大、小）的液体中露出液面的体积较大，故密度计的刻度是上_____下______（大、小）。　
＝
漂浮
相同
大
大
小
把下端缠有一些铁丝的细木棍放在液体A中露出液面的长度是5cm，放在液体B中露出液面的长度4cm，放在液体C中露出液面的长度是6cm，则液体 的密度最大。
B
c
A
c
应用二、 船
采用“空心”的办法，增大体积，使它排开更多的水，达到增大浮力，最终使F浮=G船，浮在水面。
F浮
G船
轮船有大小，怎样反映轮船的运载能力呢？
排水量
排水量：满载时排开的水的质量。（不是排开水的重力）
轮船由江河驶入海里：重力 ，浮力 ，轮船将 一些（填“上浮”或“下沉”）
例1
不变
不变
上浮
轮船是用密度大于水的材料制成的，所以必须把它作成 的，这样虽然受到的重力 ，但体积 很多，受到的浮力 ，所以能浮在水面。
例2
空心
不变
增大
增大
3、走近潜水艇
潜水艇
①采用：浸没水中后浮力不变，靠改变自身重力（向水舱充水或排水）来实现沉浮
②潜水艇在水面下无论沉、浮，受到的浮力不变。当向水舱充水时，当潜水艇的平均密度ρ平均>ρ水时，潜水艇下沉， 当ρ平均=ρ水时,潜水艇悬浮，而排水时，当 ρ平均<ρ水时，则潜水艇上浮。
潜水艇是靠改变 来实现上浮和下潜的。当潜水艇由100m深度下潜到水下200m深处，它受到水的压强将 ，受到的浮力将 。
自身重力
变大
不变
例3
①采用充密度比空气小的气体（氢气、氦气、热空气）的办法，使它受到的浮力大于重力而升空。升空时ρ平均< ρ空气。
②原理：用改变自身的体积，实现沉浮。如减小体积,则有F浮③气球不能无限制地升入高空，当F浮=G球时，应该悬浮，实际上在没有达到悬浮时，其内部气压大于外部气压而破裂。
应用四、气球和飞艇
喷嘴点火加
热,袋内空气受 热膨胀,浮力增大,浮力大于重力,气球上升。
喷嘴火焰熄灭， 袋内空气变冷,浮力减小, 浮力小于重力,气球下降。
气球和飞艇是靠改变 来实现浮沉的。
例4
自身的体积
小结
利用浮力的关键是调节重力和浮力的关系。
(1)若保持浮力不变，可改变自身的重力，实现沉浮（如浸没水中的潜水艇）
(2)若保持重力不变，可改变排开液体（或气体）的体积实现沉浮。（如轮船、鱼泡和气球）。
2.将一个铝制空心球用手没入水中，放手后球将： （ ）
A、上浮 B、下沉
C、悬浮 D、无法确定
巩固练习
D
1.船只采用“ ”的办法增大可以利用的浮力，漂浮在水面上。潜水艇靠改变 来实现浮沉，要使浮在水面的潜水艇潜入水中，应当 。
空心
自身的重力
向水舱充水
3.一艘轮船从东海驶入长江时，下列说法错误的是： （ ）
A、轮船受到的浮力不变
B、轮船排开的液体受到的重力不变
C、轮船排开的液体的体积不变
D、轮船排开的液体的体积增大
C
4.排水量为1000t的轮船在河水中航行，满载时船及所装货物共重 N，受到河水的浮力是 N，如果河水密度为1.0×103kg/m3，船排开的河水的体积是
m3。（取g=10N/kg）
107
107
103
5. 在0℃和标准大气压的情况下，一个10m3的氢气球，在空气中受到多大的浮力？空气密度为1.29kg/m3，氢气密度为0.09kg/m3，取g=10N/kg。
1.比较下列物体受的浮力
（1）体积相同的铜、铁、铝浸没水中
铁
铜
铝
F浮铝 ＝ F浮铁＝ F浮铜
轻松过关
【第二关】
A
B
（2）如图所示，A、B两个金属块的体积相等，哪个受到的浮力大？
F浮A< F浮B
A
（3）如图所示，A、B两个金属块的体积相等，哪个受到的浮力大？
B
水
酒精
F浮A＞ F浮B
（４）质量是1kg的实心铜球和铝球,浸没水中, ______受到的浮力大.
m铜= m铝
ρ铜>ρ铝
V铜铜
铝
铝球
（５）如图是四个体积相同而密度不同的小球在水中静止时的情况，试比较他们所受浮力的大小
F A浮＜F B浮＜F C浮=F D浮
（６）完全相同的三个物体A、B、C，在水中静止时如图所示，试比较弹簧测力计的示数F1、F2、F3的大小
F1＞F2=F3
１、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
轻松过关
【第三关】

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