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第八章 压强与浮力
六、物体的浮沉条件
六、物体的浮沉条件
潜艇
下沉
上浮
悬浮
物体的浮与沉是由什么因素决定的呢？
观察与思考
我们知道，铁的密度大于水的密度，所以一个实心铁块在水中会下沉。那么为什么用钢铁制成的轮船却能漂浮在水面上呢？
知道物体的沉浮与密度的关系。（重点）
02
知道物体的沉浮取决于浮力与重力的大小关系；（重点）
01
知道潜水艇、轮船、密度计等浮沉条件的应用。（重点）
04
知道人类从远古时候就开始利用浮力。
03
物体的浮沉条件
当物体浸没在水中时，受到重力G和浮力F浮。这两个力的合力决定着水中由静止释放的物体如何运动。
由静止释放的物体，
①当F浮合力的方向竖直向下，物体下沉。
②当F浮=G，
合力为零，即二力平衡，物体悬浮在液体中。
③当F浮>G，
合力的方向竖直向上，物体上浮。
物体的浮沉条件
水面
G物
F浮
F浮
G物
下沉
上浮
G物
F浮
悬浮
物体在液体中的最终情况
①当 F浮②当 F浮=G，
③当 F浮>G，
下沉
悬浮
沉底
漂浮
上浮
F浮=G
F浮=G
F浮+F支=G
悬浮
悬浮
漂浮
沉底
物体在液体中的沉浮取决于物体所受的浮力和重力的大小。
通过改变重力或浮力的大小，可以改变物体的浮沉状态。
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
悬浮
上浮
下沉
F浮
G
F浮
G
F浮
G
F浮
G
漂浮
小结
沉底
F浮
G
F支
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
例
把重为5N，体积为0.6dm3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6N B.物体漂浮，浮力为5N
C.物体下沉，浮力为6N D.物体上浮，浮力为6N
B
练一练
平时常见到木头、泡沫等在水中会上浮；
石块、金属块等在水中会下沉。
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。
密度
一个实心物体浸在液体中，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吗？
密度与浮沉的关系
G
F浮>G
F浮
G
F浮F浮
由F浮ρ液 gV排< ρ物 gV物
因为 V排= V物
所以 ρ液 < ρ物
由F浮>G可得：
ρ液 gV排>ρ物 gV物
因为 V排= V物
所以 ρ液 > ρ物
上浮
下沉
G
F浮
F浮=G
G
F浮=G
F浮
由F浮=G可得：
ρ液 gV排=ρ物 gV物
因为 V排< V物
所以 ρ液>ρ物
由F浮=G可得：
ρ液 gV排=ρ物 gV物
因为 V排= V物
所以 ρ液= ρ物
由F浮+ F支 =G可得：
ρ液 gV排＜ρ物 gV物
因为 V排=V物
所以 ρ液＜ρ物
悬浮
漂浮
沉底
G
F浮+ F支 =G
F浮
F支
将新鲜的鸡蛋分别浸入盛有水和浓盐水的容器中，观察鸡蛋在容器中的位置。
演示：盐水浮鸡蛋
做一做
浸在液体中的物体的浮和沉，取决于所受的浮力和重力的合力的情况。还可以通过改变液体和物体密度来改变物体的浮沉状态。
小结
漂浮 F浮=G V排ρ物
悬浮 F浮=G V排=V物 ρ液=ρ物
上浮 F浮>G V排=V物 ρ液>ρ物
下沉 F浮沉底 F浮盐水选种是我国农民常采用的选种方法。将种子放入浓度适当的盐水中，良种会沉入水底，次种会漂浮于水面。选种时，盐水浓度的把握很重要，如果盐水的浓度太低，则可能出现的现 象是　 　，原因是_____________________________　 　
。
只有少量次种漂浮
部分次种受到的浮力小于
自身重力，会下沉
例
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
已知A物体漂浮，B物体悬浮。
而不知GA与GB的关系，故不能根据F浮=G 比较浮力的大小。
又因为不知VA排与VB排的关系， 故不能根据F浮 = ρ水 gV排比较浮力的大小。
练一练
A
B
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
根据悬浮情况判断密度关系：A漂浮：ρA< ρ水 ； B悬浮：ρB＝ ρ水
故ρB＝ ρ水> ρA ，所以ρB> ρA 。
C
A
B
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
1．将120g的物体浸没在盛满水的溢水杯中时，从杯中溢出了100mL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．GA＜GB═GC
C．FA＞FB＞FC
D．FA＜FB═FC
D
A
B
C
3．浮在水面上的木块，它浸没在水中部分的体积为60cm3，它在水面上的部分是40cm3，求：
（1）木块受到的浮力多大？
（2）木块的质量是多少？
（3）木块的密度多大？
解：（1）木块受到的浮力为
F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×60×10﹣6m3＝0.6N。
3．浮在水面上的木块，它浸没在水中部分的体积为60cm3，它在水面上的部分是40cm3，求：
（2）木块的质量是多少？
（3）木块的密度多大？
（2）木块漂浮，则G＝F浮＝0.6N，
木块的质量：m＝ = =0.06kg。
G
g
0.6N
10N/kg
（3）木块的密度为：
ρ＝ = =0.6×103kg/m3。
m
V
0.06kg
(60+40)×10-6m3
实验探究
取一只金属材质的空鞋油管，先将它挤瘪，拧紧盖后放入水中。将鞋油管从水中取出，将它撑开并拧紧盖后再放入水中，如图所示。
甲
乙
两次鞋油管所受的重力G甲和G乙的大小关系是G甲______G乙；两次排开水的体积V甲和V乙的大小关系是V甲______V乙；两次所受的浮力F甲和F乙的大小关系是F甲______F乙。
＝
＜
＜
甲
乙
物体所受重力不变时，通过改变物体排开液体的体积，进而改变物体受到浮力的大小可以实现物体的浮沉。
甲
乙
轮船
原理：把密度比水大的钢材制成空心状，使它能排开更多体积的水，增大可利用的浮力。
轮船的大小通常用排水量表示，排水量即轮船装满货物时排开水的质量。
排水量 = 船自身质量 + 满载时货物的质量
即 m排 = m船 + m货。
吃水线
一艘轮船的排水量是10000t，它满载货物时的总质量是——————t，该船满载货物时受到水的浮力是 ——————N。若该船从大海驶入内河，船的重力大小 —————（选填“变大”“变小”或“不变”，下同），受到的浮力大小——————，由于河水密度比海水密度小，所以它排开水的体积—————，因此轮船要 ————————（选填“上浮一些”或“下沉一些”）。（g取10N/kg）
10000
1×108
不变
不变
变大
下沉一些
练一练
潜水艇
1.工作原理：潜水艇的上浮、下潜和悬浮，靠改变自身的重力来实现的。
2.改变自重：向水舱内充水或放水。
排出水，潜艇受到的重力减小，潜艇上浮
注入水，潜艇受到的重力增大，潜艇下沉
潜水艇浸没在水中，在它要继续下潜时，关于它受到的重力和浮力的说法正确的是（ ）
A.重力不变，浮力不变
B.重力变大，浮力变小
C.重力变大，浮力不变
D.重力变小，浮力变大
C
练一练
工作原理：靠空气浮力升空
内部充有小于空气密度的气体，当F浮 > G物，物体在空气中上浮
气球和飞艇
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
练一练
孔明灯
加热纸盒中的空气，内部气体的温度升高，体积膨胀，密度减小。当内部气体的密度比其外部气体的密度小到一定程度时，孔明灯所受重力小于浮力，孔明灯便腾空而起，飞上高空。
密度计
1.原理：
密度计漂浮在液面上
二力平衡：F浮=G G排=G ρ液gV排=G
因为密度计重力不变，所以密度计所受浮力不变，
液体的密度越大时，密度计排开液体的体积越小；
反之，则排开液体的体积越大。
（一种可以直接测量液体密度的仪器）
2.特点：
（1）刻度不均匀，数值上大下小；
（2）密度计静止时，液面所对的刻度
即为被测液体的密度。
如图所示，把一个自制的密度计分别放入三种不同的液体中，则下列判断正确的是（ ）
A.这个密度计在丙液体中受到的浮力较大
B.这个密度计在乙液体中受到的浮力较大
C.甲液体的密度最大
D.丙液体的密度最小
D
练一练
浮力的应用
轮船
潜水艇
气球和飞艇
密度计
改变自身重力来实现浮沉
充密度小于空气的气体
测量液体密度的仪器
制成“空心”增大浮力，使浮力等于船和货物的总重来实现漂浮
1．如图所示是曹冲测量大象质量的情景，针对测量，同学们提出的几点认识中不正确的是（　　）
A．测量时应用到了阿基米德原理和沉浮条件
B．船装石头时，水面要与装大象时做的标记
线重合，是为了使两次浮力相同
C．船装石头，当水面与装大象时做的标记线重合时，船上石头的质量减去船的质量即等于大象的质量
D．船装石头，当水面与装大象时做的标记线重合时，船上石头的质量即等于大象的质量
C
2．半潜船主要作用是承运货物，它和潜水艇一样通过压载水（指为控制船舶纵倾、横倾、吃水或稳性等而在船上加装的水）的调整改变重力，调节装货甲板的高度，以便于装卸货物。下列分析合理的是（　　）
A．半潜船甲板下沉没入水中过程所受浮力减小
B．半潜船甲板向上浮出水面过程所受浮力增大
C．半潜船从长江驶入东海，所受浮力大小不变
D．半潜船通过改变排开水的体积来改变浮力，从而实现上浮和下沉
C
3．我国第一艘国产航空母舰在海南三亚交付海军，经中央军委批准，我国第一艘国产航母命名为“中国人民解放军海军山东舰”，舷号为“17”，据悉该航母满载时的排水量为6.5万吨，下列有关航母的说法中正确的是（　　）
A．航母在水面漂浮时，所受浮力大于重力
B．航母满载时，它的总重力为6.5×108N
C．舰载机飞离航母后，航母船身相对于水面会下降一些
D．舰载机飞离航母后，航母船体最底部受到水的压强增大
B

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