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第十四讲物体的浮与沉
学习目标
1.
认识漂浮、悬浮、下沉、上浮、沉底现象
2.掌握物体的浮沉条件，会分别从力和密度的角度判断物体的浮沉
3.会改变浮力或重力控制物体的浮沉
4.能应用浮沉条件解释相关现象
重点难点
1.
探究物体浮沉条件
2.通过受力分析掌握浮沉条件
3.轮船、潜水艇、气球和飞艇的原理
4.密度计的使用
Part1物体的浮沉条件
知识解析
一物体的浮沉状态
CS扫描全能王
3亿人都在用的扫描AP
上浮
下沉
悬浮
你村
机底
F
F
F
G
G
G
YG
F>G
FnFn=G
Fn=G
F+N=G
P液〉P省
P渣〈p别
P激=P物
P〉p物
P在〈P物
可以停留在液体的
是“上浮”的最终
是“下沉”的
处于动态（运动状态不断改变），受非平
任何深度
状态
最终状态
衡力作用
处于静止状态，受平衡力作用
①当学>G物，即P液>P物时，上浮→最终结果：漂浮→浮G物
②当F③当学=G物，即P液=P物时，悬浮在液体中→浮G物
漂浮与悬浮的异同
悬浮
漂浮
物体在液体中的位置
物体可以静止在液体内部任一位置
物体静止在液体表面上
区别
P物和P波的大小
P物一P液
P物物体体积V物与物体排
V物=V排
V物>V排
开液体体积V排的关系
物体处于平衡状态，所受的浮力和重力是一对平衡力
相同点
F学G物
典例精练
例1
小梅帮妈妈做饭时，把一个质量为100g的土豆放进盛满水的盆里，有90g水溢出，则
x)
A.土豆会浮在水面上
B.土豆会沉入盆底
C.土豆会悬浮在水中
D.不能据此判断出土豆的浮沉
220
CS扫描全能王
3亿人都在用的扫描AP
树2
如图是a、b两种物质的质量与体积的关系图像。分别用a、b两种物质制成两个规则的实心
正方体甲和乙，下列说法中正确的是
V/em
0
A.a的密度小于b的密度
B.将物体甲放入水中，静止时受到的浮力小于自身重力
C.将物体乙放入水中，静止时一定处于沉底状态
D.若丙物体能漂浮在水面上，丙物体的质量与体积关系图像一定在Ⅲ区域
园3如图()是A、B两种液体内部的压强与深度的关系图像，设A液体的密度为P,B液体的
密度为P,把同一木块分别放入盛有A、B两种液体的容器甲、乙中，如图(b)所示，下列
说法正确的是
p/Pa
h/m
甲
(a)
b)
A.乙容器中木块排开的液体所受的重力较大
B.木块在甲容器中时受到的浮力大
C.木块底部在乙容器中时受到的压强大
D.甲容器中盛的是A液体
例4
有甲、乙、丙三个材料不同的小球，质量相同，放入容器中静止时，如图所示，
则丙球
受到的浮力最小，■
戌球的密度最小。
CS扫描全能王
3亿人都在用的扫描AP3.会改变浮力或重力控制物体的浮沉
4.能应用浮沉条件解释相关现象
1.探究物体浮沉条件
2.通过受力分析掌握浮沉条件
3.轮船、潜水艇、气球和飞艇的原理
4.密度计的使用
物体的浮沉状态
上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底
F浮>G F浮ρ液>ρ物 ρ液<ρ物 ρ液=ρ物 ρ液>ρ物 ρ液<ρ物
处于动态（运动状态不断改变），受非平衡力作用 可以停留在液体的任何深度 是“上浮”的最终状态 是“下沉”的最终状态
处于静止状态，受平衡力作用
漂浮与悬浮的异同
悬浮 漂浮
区别 物体在液体中的位置 物体可以静止在液体内部任一位置 物体静止在液体表面上
ρ物和ρ液的大小 ρ物=ρ液 ρ物<ρ液
物体体积V物与物体排开液体体积V排的关系 V物=V排 V物>V排
相同点 物体处于平衡状态，所受的浮力和重力是一对平衡力F浮=G物
小梅帮妈妈做饭时，把一个质量为100g的土豆放进盛满水的盆里，有90g水溢出，则( )
A．土豆会浮在水面上 B．土豆会沉入盆底
C．土豆会悬浮在水中 D．不能据此判断出土豆的浮沉
如图是a、b两种物质的质量与体积的关系图像。分别用a、b两种物质制成两个规则的实心正方体甲和乙，下列说法中正确的是（）
A.a的密度小于b的密度
B.将物体甲放入水中，静止时受到的浮力小于自身重力
C.将物体乙放入水中，静止时一定处于沉底状态
D.若丙物体能漂浮在水面上，丙物体的质量与体积关系图像一定在Ш区域
如图(a)是A、B两种液体内部的压强与深度的关系图像，设A液体的密度为P，B液体的密度为P，把同一木块分别放入盛有A、B两种液体的容器甲、乙中，如图(b)所示，下列说法正确的是()
A.乙容器中木块排开的液体所受的重力较大 B.木块在甲容器中时受到的浮力大
C.木块底部在乙容器中时受到的压强大 D.甲容器中盛的是A液体
有甲、乙、丙三个材料不同的小球，质量相同，放入容器中静止时，如图所示，则_________球受到的浮力最小，_________球的密度最小。
如左图所示，将一个生鸡蛋放入盛有清水的杯中，然后逐渐向水里添加食盐并轻轻搅动，观察发生的现象。右图中大致反映鸡蛋所受浮力的大小F浮与液体密度ρ液关系的图像是( )
如图所示，容器中装有一定质量的水，先后按甲、乙两种方式使物体A和小玻璃杯漂浮在水面上（图中细线重力及体积均不计）．设甲、乙两图中物体A和小玻璃杯共同受到的浮力分别为F甲和F乙，水对容器底的压强分别为p甲和p乙，则( )
A．F甲＜F乙p甲=p乙 B．F甲=F乙p甲=p乙
C．F甲=F乙p甲＜p乙 D．F甲＞F乙p甲＞p乙
如图所示，将木块A和金属块B按甲、乙两种不同的方式放在同一杯水中，则木块受到的浮力F甲_________F乙；容器底部受到水的压强p甲_________p乙（均选填“大于”、“等于”或“小于”）。
如图所示，将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗形，分别先后两次放入相同的一杯水中，静止时甲杯中橡皮泥所受的浮力_________（大于／等于／小于）乙杯中橡皮泥所受的浮力，_________杯中水面升高得多.
A、B体积相同，B、C质量相等，将它们放入水中静止A漂浮、B悬浮、C沉底．则下列说法正确的是( )
A．A所受的浮力一定大于B所受的浮力
B．B下表面所受的压力一定小于A下表面所受的压力
C．C所受的浮力一定小于B所受的浮力
D．C所受的浮力一定小于A所受的浮力
两个容器中分别盛有甲、乙两种不同的液体，把体积相同的A、B两个实心小球放入甲液体中，两球沉底；放入乙液体中，两球静止时的情况如图乙所示。则下列说法不正确的是()
A．小球A的质量小于小球B的质量
B．甲液体的密度小于乙液体的密度
C．小球A在甲液体中受到的浮力大于在乙液体中的浮力
D．在甲液体中容器底对小球A的支持力小于对小球B的支持力
向一个轻质塑料瓶中装入密度为ρA的液体后密闭，把它分别放在盛有密度为ρ甲、ρ乙两种液体的容器中，两容器内液面刚好相平，且瓶底和瓶口均相平．若塑料瓶在甲、乙两种液体中所受浮力分别为F甲、F乙，甲、乙两种液体对容器底部的压强分别为p甲和p乙，如图所示，下列判断正确的是()
A．p甲＞p乙，F甲=F乙
B．p甲＜p乙,ρ乙＞ρ甲
C．p甲＞p乙,ρ乙<ρ甲
D．p甲=p乙,F甲=F乙
两个完全相同的烧杯中分别盛有甲、乙两种液体，将两个完全相同的小球A、B分别放入液体中，当两球静止时，两液面高度相同，球所处的位置如图所示.两小球所受浮力的大小关系为F甲_______F乙，甲、乙两种液体对烧杯底的压强的大小关系为P甲_________P乙(均选填“>”、“=”或“<”)
水平桌面上放有甲、乙两个装有不同液体的相同容器,把两个完全相同实心小球分别缓慢放入两容器中，两小球静止时液面恰好相平，如图所示，下列说法中正确的是( )
甲小球受到的浮力大 B.甲容器中液体的密度较小
C.甲容器对水平桌面的压力小 D.甲容器底部受到液体压强大
体积相同的铜、铁、铝和木四个小球，放入水中静止时如图，已知这四个小球的密度关系是ρ铜＞ρ铁＞ρ铝＞ρ水＞ρ木头，则下列判断正确的是：( )
A.铝球、木球一定是实心的，铜球和铁球一定是空心的
B.四个小球所受的浮力关系是：F铜＞F木头＞F铁＝F铝
C.四个小球的重力关系是：G铝＞G铁＞G木头＞G铜
D.四个小球的质量关系是：m铝＞m铁＞m铜＞m木头
一个重为2N的苹果漂浮在水面上，受到的浮力为_________N，往水中逐渐加盐，苹果受到的浮力将_________．如果将露出水面的部分切掉，则剩余部分会_________（“下沉”/“漂浮”/“悬浮”）
如图所示，密度均匀的木块漂浮在水面上，现沿虚线将下部分截去，则剩下的部分将()
A．上浮一些 B．静止不动 C．下沉一些 D．无法确定
轮船:采用空心法增大浮力，使轮船漂浮
1．轮船是用密度大于水的钢铁制成的，把它做成空心的，使它的平均密度小于水的密度，它就会漂浮在水面上，轮船受到的浮力等于自身的重力.
2．只要轮船的重力不变，无论轮船在海里还是河里，它受到的浮力不变.当轮船由河水驶入海水中时，由于保持漂浮状态，故浮力大小仍等于轮船的重力，即保持不变.由F浮=ρ液gV排可知，由于海水密度大于河水，而轮船所受浮力不变，因此V排减小，即轮船上浮一些；
反之，由海水驶入河水，轮船将下沉一些.无论哪个过程，轮船的重力、浮力均不变.
3．当轮船装货或者卸货时，重力发生改变，由于保持漂浮状态，浮力一直等于轮船的重力，因此所受的浮力随着改变.
4．轮船装满货物（即满载）时，排开水的质量叫做排水量．若已知轮船的排水量和自重，就可以
算出它的最大载货量，因为轮船装有货物时，共受到三个力的作用：G船、G货、F浮，它们之间的关系为：F浮=G船+G货，则G货=F浮-G船，而F浮=G排=m排g（m排为排水量），由此可以算出轮船最大载货量.
潜水艇：靠改变自身的重力来实现上浮和下潜
1．潜水艇的上浮和下沉是通过对水舱充水和排水来控制自身的重力而实现的.
2．无论下潜多深，浸没在水中的潜水艇排开水的体积始终不变，所以潜水艇所受的浮力始终不变.
若要下沉，可充水，G>F浮；若要上浮，可排水，使G3．在潜水艇浮出海面的过程中，因为排开水的体积减小，所以浮力减小；当潜水艇在海面上行驶时，受到的浮力大小等于潜水艇的重力.
4．当潜水艇从江中潜行到海中时，排开液体的体积不变，但液体密度增大，因此所受的浮力变大.
密度计：利用物体漂浮在液面的条件来测量(密度计在不同的液体中所受浮力相同).
1．定义：密度计是一种测量液体密度的仪器
2．原理：漂浮在液体中的物体所受的浮力等于重力，即F浮=G.
3．构造：密度计是一根粗细不均匀的密封玻璃管，管的下部装有少量密度较大的铅丸或水银.
4．刻度：密度计在不同的液体中所受浮力相同，由F浮=ρ液gV排可知，ρ液增大时，V排减小，密度计在液面以上的部分增大，刻度越靠下密度值越大；另外注意密度计的刻度是不均匀的.
气球和飞艇：
上升 下降
氢气球/飞艇 充入密度小于空气的氢气/氦气 放掉部分气体，使球/飞艇的体积减小
热气球 充入加热后的热空气 停止加热，热空气冷却，热气球内空气密度增大
把轮船做成空心的，使它能排开更多体积的水，增大可利用的浮力，从而实现漂浮，根据你所学到的浮力知识，回答下列问题.
（1）轮船漂浮时，受到的浮力_________重力.
（2）轮船的排水量反映了轮船的大小，是指轮船满载时所排开水的_________.
（3）当轮船从淡水驶入海水时，重力_________浮力，排开液体的体积.船体_________（选填“上浮”或“下沉”）一些.
（4）当把停靠在码头的轮船上的货物卸下来时，轮船受到的浮力_________.
如图所示远洋货轮，其满载时排水量为4万吨，则其满载时受到的浮力大小为_________（g=10N/kg），船身上漆着五条“吃水线”，又称载重线，其中W是北大西洋的载重线，S是印度洋的载重线.当轮船从印度洋驶入大西洋时，轮船受到的浮力_________，印度洋海水密度_________北大西洋海水密度.
潜水艇的上浮和下潜是靠改变实现的.当潜水艇在同一水域里悬浮潜行时，它受到的浮力_________重力，若要实现上浮，应_________（选填“进水”或“排水”）.在它逐渐露出水面的过程当中，受到的浮力_________.
某同学制作了如图所示的潜水艇模型，下列说法错误的是()
向外拉注射器活塞，试管内水量适当时，可实现潜艇悬浮
向内推注射器活塞，水会被压入试管中，可实现潜艇下沉
在制作潜艇模型时，要保证潜艇模型具有良好的气密性
潜艇模型实现浮沉的原理和鱼在水中实现浮沉的原理不同
如图所示是小明用矿泉水瓶和小玻璃瓶制作的“浮沉子”。他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下，使其漂浮在矿泉水瓶内的水面上，矿泉水瓶内留有少量空气，拧紧瓶盖使其密封，用力挤压矿泉水瓶侧面时“浮沉子”下沉,松手后“浮沉子”即上浮。下列说法不正确是( )
“浮沉子”下沉时，所受重力大于它受到的浮力适
当用力挤压矿泉水瓶侧面，“浮沉子”可能悬浮在水中
潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同
松开手“浮沉子”上浮时，小玻璃瓶内上方气压增大
元宵佳节，梵天寺许多人燃放孔明灯(如图)祈福，孔明灯上升时，灯罩内的气体密度__________灯罩外的空气密度,使灯罩受到的浮力__________灯罩受到的重力(选填“大于”“小于”或“等于”).孔明灯内火焰温度高达300℃以上，燃烧时一旦飘落到加油站、森林、居民区等地，易使可燃物温度达到着火点而引发火灾，因此我市现已禁止燃放孔明灯.
小明自制了一支密度计，如图，将它分别放入盛有甲、乙两种液体的烧杯中，它竖直在液体中，如果密度计受到的浮力分别为F甲、F乙，液体的密度分别为ρ甲、ρ乙.则()
A．F甲＝F乙，ρ甲>ρ乙 B．F甲＝F乙，ρ甲<ρ乙
C．F甲ρ乙
一枚重为G的鸡蛋悬浮在盐水中，如图所示。往盐水中继续均缓慢加盐，鸡蛋所受浮力F随时间t变化的图像可能是()
在学习浮力知识时，萱萱同学想要探究“浮力的大小和哪些因素有关”，操作步骤如图甲中的a、b、c、d、e、f
步骤a中弹簧测力计示数为_______N，步骤b中物体所受的浮力为_______
(2)分析实验步骤a、b、c、d可得出浮力大小与_______有关;
(3)萱萱用所测的数据算出了步骤f中液体的密度是______________
(4)萱萱学完浮力知识后，按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计来测量液体密度;
①取一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞入适量铜丝并用石蜡封口，塞入铜丝的目的是_______________________________________________
②如图乙将吸管放到水中的情景如图(a)所示,测得浸入的长度为出放到某液体中的情景如图(b)所示,浸入的长度为ん,则该密度计在水中的浮力_______(大于/小于/等于)在液体中的浮力,用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度，则ρ液_______ρ水(大于/小于/等于)。
③若仅将吸管内铜丝取出改绕在吸管下部外侧，仍使其竖直漂浮于同一液体中，则此时液体对容器底的压强与铜丝在管内时相比将_______(变大/变小/不变)，测出的液体密度与铜丝在管内时相比_______(偏大/偏小/不变)。
如图是小明制作的“浮沉子”，下列说法错误的是()
A．拧紧大瓶瓶盖，用力捏大瓶，大瓶内的气压会变大
B．松开大瓶瓶盖，用力捏大瓶，小瓶会下沉
C．如果小瓶中的水过少，小瓶将无法下沉
D．适当控制捏大瓶的力，可以让小瓶悬浮
将质量为0.5kg的物体，轻轻放入盛满清水的溢水杯中，溢出0.2kg的水，则此物体受到的浮力是（）（g取10N/kg）
A．5N B．0.5N C．2N D．0.2N
小瓷碗漂浮在水面上，倾斜后能沉人水底，关于这一情景的分析确的是()
A．小瓷碗能沉人水底是因为它倾斜后的重力变大了
B．小瓷碗漂浮时受到的浮力略大于它排开水的重力
C．小瓷碗浸没时所受浮力小于漂浮时所受浮力
D．小瓷碗浸没后容器底受到水的压强变大了
将木棒的一端缠绕一些铜丝，能使木棒竖直漂浮在液体中，这就制成了一个很有用的简易密度计。将它分别放到盛有不同液体的杯中，静止时的情景如图所示。对于这个简易密度计所运用的知识，下列说法中正确的是( )
它在甲液体中所受的重力大于浮力 B.可以用它直接测出液体密度值
C.用它可以判断出乙液体的密度小 D.它在两种不同液体中所受浮力相等
水平桌面上放有甲、乙两个盛水的容器，现把两个形状和体积都相同的物体分别放入两容器中，当物体静止时，两容器中液面刚好相平，如图所示，下列说法正确的是()
A．两物体受到的浮力相等 B．甲物体的质量较大
C．乙容器中物体密度较大 D．乙容器底部所受液体压强较大
如图所示，小明把一个密度为ρ1的马铃薯，放入盛有密度为ρ2的浓盐水容器中，马铃薯处于漂浮状态，现将水面以上的部分切去后再次放入容器中，不计水的损失。下列四个判断，有几个是正确的
①ρ1=ρ2 ②马铃薯将悬浮在盐水中
③马铃薯受到的浮力大小不变 ④盐水的液面将下降
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
把同一只鸡蛋分别放入盐水和清水中，静止时如图甲所示，则______(选填“甲”或”“乙”）为盐水，甲图中鸡蛋受到的浮力_______(“大于”、“等于”或“小于”)图乙中鸡蛋受到的浮力。向乙图中不断加盐并搅拌，随着盐的增多，图乙中鸡蛋受到的浮力______(选填“增大”“不变”或“减小”)。
有塑料球、木球和铁球各一个，当它们在水中静止时，如图所示，_______球一定是空心的；_______球所受的浮力小于它的重力，_______木球所受的浮力于它的重力（填“大于”、“等于”或“小于”）。
王老师在学校的物理社团活动中，组织学生制作“浮沉子”实验。
（1）器材：塑料瓶1个（含瓶盖），吸管1根，回形针1枚，剪刀1把，烧杯1只，适量水。
（2）制作与原理
（1）剪一小段吸管，长约3厘米，再对折，将回形针套进对折的吸管管口，使吸管不会张开，就完成了浮沉子，如图甲。吸管受力能对折说明_____________________，剪刀能剪断吸管说明剪刀的_______比吸管的大。
（2）将烧杯装水，把做好的浮沉子轻轻放入。调整浮沉子，使浮沉子漂浮在水面上，只露出水面一点点如图乙。此时浮沉子受到的重力、浮力分别为G1和F1；在塑料瓶中装水（接近瓶盖下沿），把调好的浮沉子放进塑料瓶里，盖紧盖子，用手挤压瓶子，可以会看到浮沉子下沉并能悬浮在图丙中的位置，此时浮沉子受到的重力、浮力分别为G2和F2，则G1_______G2，F1_______F2（＞/＜/﹦)。
（3）在制作过程中，小陈同学盖紧了盖子，用很大的力也未能使浮沉子下沉。王老师说，你轻轻地摇晃几下瓶子，再用力试试。果然，小陈轻轻地摇晃了几下瓶子后，微微用了点力就使浮沉子下沉了，摇晃后浮沉子易于下沉是因为_____________________。你还有其他方法吗？请说出你的方法。___________________________________
小丽利用吸管、细铜丝、石蜡等材料自制简易密度计
(1)小丽将自制的密度计放入水中，发现密度计不能直立漂浮，其原因可能是_____________________
(2)改进后小丽用刻度尺测出密度计的长度为h，然后将密度计放入水中，测出密度计露出水面的高度为h1,再将该密度计放入待测液体中,密度计露出液体表面的高度为h2,如图甲所示,已知水的密度为ρ水，请写出待测液体密度的表达式:甲待测液体密度ρ=________________(用上述物理量字母表示);
(3)通过实验，小丽在密度计上标出了0.8g/cm3、1.0g/cm3、1.2g/cm3三条刻度线，发现相邻刻度线间距______________(选填“相等”或“不相等”);
(4)把制作好的密度计先后放入三种不同的液体中，静止时如图乙中a、b、c所示。则
①密度计在三种液体中受到的浮力________; A.a最大B.b最大C.c最大D.一样大
②三种液体的密度ρa、ρb、ρe从大到小的顺序是________________
(5)若仅将管内铜丝改绕在吸管下部外侧，仍使其竖直漂浮于同一液体中，则此时液体对容器底的压强与铜丝在管内时相比，将________(选填“变大”、“变小”或“不变”);小丽用这样“改绕”后的密度计测量同一液体密度，测量结果________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。

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