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9.3 研究物体的浮沉条件
第九章 浮力与升力
冰块
浸没在水中的物体都受到浮力的作用，为什么有的物体要上浮，有的却要下沉呢？
物体的浮沉条件
上浮
悬浮
下沉
F浮
F浮
F浮
G
G
G
F浮 ＞ G
F浮 ＝ G
F浮 ＜ G
上浮
悬浮
下沉
当F浮 ＞ G时，
两力的合力方向为竖直向上，物体就会上浮。
当F浮 < G时，
两力的合力方向为竖直向下，
物体就会下沉。
当F浮 = G时，
两力的合力为零，即二力平衡，
物体将悬浮在液体中。
当物体浸没在液体中，
物体是沉还是浮？
F浮 ＞ G
F浮 ＝ G
F浮 ＜ G
漂浮
上浮
悬浮
下沉
F浮 = G-F支
沉底
F浮 ＝ G
两个运动过程
三个静止状态
物体的浮沉条件
F浮 ＞ G
G = m物g = ρ物V物g
F浮 = G排 = m排g = ρ液V排g
ρ液V排g ＞ ρ物V物g
ρ液 ＞ ρ物
物体浸没 V排 = V物
上浮
F浮
G
浸没在液体中的物体，如果它的密度小于液体的密度，物体上浮
1.上浮
当物体浸没在液体中，V排 = V物
物体的浮沉条件
F浮 ＝ G
ρ液V排g = ρ物V物g
ρ液 = ρ物
物体浸没 V排 = V物
悬浮
F浮
G
2.悬浮
浸没在液体中的物体，如果它的密度等于液体的密度，物体悬浮
当物体浸没在液体中，V排 = V物
F浮 ＜ G
物体的浮沉条件
ρ液V排g ＜ ρ物V物g
ρ液 ＜ ρ物
物体浸没 V排 = V物
下沉
F浮
G
浸没在液体中的物体，如果它的密度大于液体的密度，物体下沉
3.下沉
当物体浸没在液体中，V排 = V物
物体的浮沉条件
上浮
悬浮
下沉
F浮
F浮
F浮
G
G
G
当物体浸没在液体中，V排 = V物
上浮
悬浮
下沉
F浮 ＞ G
F浮 ＝ G
F浮 ＜ G
ρ物 ＜ ρ液
ρ物 ＝ ρ液
ρ物 ＞ ρ液
F浮 与 G的关系
ρ物 与 ρ液的关系
生活小实验
鸡蛋的浮与沉
你知道是为什么吗
F浮 = G-F支
液体密度增大，物体所受浮力增大，支持力减小，直到液体密度与物体密度相等时，浮力与重力的大小相等，物体开始悬浮。
F浮 ＝ G
F浮 ＝ G
液体密度继续增大，此时液体密度大于物体密度，即物体所受浮力大小大于其重力大小，物体开始上浮。
在鸡蛋逐渐浮出水面过程中，浸入在液体的体积减小，浮力减小，直到浮力大小重新等于重力时，鸡蛋漂浮在水面上。
F浮 ＞ G
F浮 ＝ G
F浮 ＜ G
漂浮
上浮
悬浮
下沉
F浮 = G-F支
沉底
F浮 ＝ G
两个运动过程
三个静止状态
ρ物 ＜ ρ液
ρ物 ＜ ρ液
ρ物 = ρ液
ρ物 > ρ液
ρ物 > ρ液
F浮 与 G
的关系
ρ物 与 ρ液
的关系
思考二：上浮物体所受的浮力一定大于下沉的物体所受的浮力吗？
（浮力大就一定上浮吗？）
思考一：上浮物体所受的重力一定小于下沉的物体所受的重力吗？
（轻的物体一定会上浮吗？）
设计实验辨析：
轻的物体不一定上浮。
浮力大的物体不一定上浮。
取决于浮力与重力的大小关系
物体的浮沉条件
（1）由物块在甲容器悬浮有ρ物=ρ甲，由物块在乙容器漂浮有ρ物＜ρ乙，所以ρ甲＜ρ乙，故A错误；两容器液面等高，p=ρgh，所以两液体对容器底压强： p甲＜p乙，故D正确；
（2）两个相同的物块，在甲容器的物块悬浮，在乙容器的物块漂浮，两个相同的物块受到的浮力：F甲=F乙=G，故B错误；
由阿基米德原理得G甲排= F甲=F乙= G乙排，故C错误
解析
3.放在同一水平桌面上的甲、乙两个相同的容器盛有不同的液体，现将两个相同的物块分别放入两容器中．当两物块静止时，两容器中液面恰好相平，两物块所处的位置如图所示．则（ ）
A. 甲容器中液体的密度较大
B. 乙容器中物块受到液体的浮力较大
C. 甲容器中物块排开液体的重力较大
D. 乙容器底部受到液体的压强较大
D
甲
乙
F浮 ＞ G
F浮 ＝ G
F浮 ＜ G
漂浮
上浮
悬浮
下沉
F浮 = G-F支
沉底
F浮 ＝ G
两个运动过程
三个静止状态
ρ物 ＜ ρ液
ρ物 ＜ ρ液
ρ物 = ρ液
ρ物 > ρ液
ρ物 > ρ液
F浮 与 G
的关系
ρ物 与 ρ液
的关系
ρ液g
F浮
V排
=
密度计：密度计浸入液体中的体积越大，
表明该液体密度越小。
吸管在使用中所受浮力大小不变(漂浮 F浮 ＝G)
ρ液
F浮
V排g
=
盐水
水
浮沉条件的应用
现象：在不同液体中，吸管浸入的体积不同。
因此密度计读数是下大上小，从上至下的刻度是逐渐增大的，但刻度不均匀，上疏下密。
测量液体
密度的仪器
原理
靠改变浸入液体的体积改变浮力实现浮沉
密度计
1、测量液体密度的仪器
2、原理： 漂浮 F浮 ＝G
玻璃管
玻璃泡
3、使用方法：将密度计浸入被测液体中，待静止后直接读取液面处的刻度值。
装入铅丸或铁砂
使密度计能够竖立在液体中，便于读数
浮沉条件的应用
船的吃水线
潜水艇是如何实现上浮和下潜的？
浮沉条件的应用
潜水艇
原理
靠改变自身重力实现浮沉
浮沉条件的应用
1.当注射器将气体压入瓶内时，瓶内的液体被压出，瓶和瓶内的液体及铁块受到的总重力减小，G1.当注射器将气体吸出瓶内时，大气压将液体压入瓶中，瓶和瓶内的液体及铁块受到的总重力增大，G>F浮，瓶将下沉。
浮沉条件的应用
浮筒
沉船
在浮筒内注满水，将其固定在沉船上
向浮筒中输入高压空气，排出其中的水，浮筒的重力减小
沉船和浮筒所受重力小于浮力，上浮，最终漂浮
打捞浮筒
浮沉子的制作
以为这个我也做了？
你们自己回家看视频做吧，
我累了。
开个玩笑
内部充的是密度小于空气的气体（如氢气、氦气或热空气），使浮力大于重力而升空。
原理
F浮
G
气球和飞艇
浮沉条件的应用
浮沉条件的应用
探测气球
孔明灯
解析
（1）将物体浸没在水中，V排=V物=100cm3=1×10-4m3，
F浮 = ρ水V排 g = 1.0×103kg/m3×1×10-4m3×10N/kg =1N；
（2）G = mg = 0.09kg×10N/kg = 0.9N，
因为F浮＞G，所以松手后物体将上浮；
（3）物体静止时，处于漂浮状态，受到的浮力F浮′=G=0.9N,
排开水的当重力：G排′=F浮′=0.9N，
排开水的质量：
m排 = = = 0.09kg = 90g
G排′
g
0.9N
10N/kg
1.一物块的质量为90g，体积为100cm3，现将它浸没在水中，物体所受的浮力为_____N，松手后，物体将会______（上浮/下沉/悬浮），最终静止时物体排开水的质量______g．
（g=10N/kg，ρ水=1.0g/cm3）
1
上浮
90
A. 橡皮泥的重力不变，是通过改变排开水的体积来实现漂浮的，故A错误；
B.潜水艇靠在水中排开水的体积不变，受到的浮力不变，是通过改变自身的重力来实现的，故B错误；
C.密度计漂浮在液体中， F浮始终等于G ，故C正确；
D.轮船从长江驶入东海， F浮= G船，由于ρ水变大，则V排变小，所以吃水深度变小，故D错误。
解析
2.关于物体沉浮条件及应用实例，下列分析合理的是（ ）
A.把橡皮泥捏成小船后可以漂浮在水面，是通过改变自身重力实现
B.潜水艇靠改变排水的体积来改变浮力，从而实现上浮和下沉
C.同一密度计在不同液体中漂浮时，所受浮力大小相同
D.轮船从长江驶入东海，吃水深度变大
C
F浮 = G排
F浮 = G物
G排= G物
m排= m物
物体漂浮
ρ液V排= ρ物V物
ρ物
ρ液
=
V排
V物
阿基米德原理
(ρ水=1.0×103kg/m3
ρ冰=0.9×103kg/m3 )
一座冰山漂浮在水面上，冰山露出水面的体积占这座冰山总体积的_______.
1
10
知识加油站
物体的浮沉条件及应用
物体的浮沉条件
浮沉条件在技术上的应用
课堂小结
上浮： F浮 ＞G
悬浮： F浮 ＝G
探测气球
浮筒打捞
潜水艇
下沉： F浮 ＜G
ρ物 ＜ ρ液
ρ物 = ρ液
ρ物 ＞ ρ液
再见

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