物體的浮沉條件及應(yīng)用(基礎(chǔ))知識(shí)講解物體的浮沉條件及應(yīng)用(基礎(chǔ))知識(shí)講解物體的浮沉條件及應(yīng)用(基礎(chǔ))知識(shí)講解xxx公司物體的浮沉條件及應(yīng)用(基礎(chǔ))知識(shí)講解文件編號(hào)：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度物體的浮沉條件及應(yīng)用（基礎(chǔ)）

撰稿：肖鋒審稿：蒙阿妮【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1、知道物體的浮沉條件；

2、知道浮力的利用；

3、了解輪船的漂浮原理、潛水艇的浮沉原理、氣球飛艇的升降?！疽c(diǎn)梳理】

要點(diǎn)一、物體的浮沉條件（高清課堂《浮力的應(yīng)用》）浸沒(méi)在液體中的物體受到豎直向下的重力G和豎直向上的浮力F浮。而物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)取決于受力情況，物體的浮沉就取決于它所受的浮力與重力的關(guān)系。要點(diǎn)詮釋：

1．當(dāng)F浮>G時(shí)，合力方向豎直向上上浮

當(dāng)F浮=G時(shí)，合力為零懸浮

當(dāng)F浮<G時(shí)，合力方向豎直向下下沉

2．對(duì)于實(shí)心的物體，由，，浸沒(méi)時(shí)，所以當(dāng)時(shí)，F(xiàn)浮>G物體上??；當(dāng)時(shí)，F(xiàn)浮=G，物體懸??；當(dāng)，F(xiàn)浮<G物體下沉。

3．物體上浮、下沉是運(yùn)動(dòng)過(guò)程，在此過(guò)程中受非平衡力作用，下沉的最終狀態(tài)是沉到液體底部；上浮的最終狀態(tài)是浮出液面，最后漂浮在液面，漂浮和懸浮的共同特點(diǎn)都是浮力等于重力(F浮=G)。在平衡力作用下靜止不動(dòng)，不同點(diǎn)是排開(kāi)液體的體積不同，漂浮時(shí)物體的體積大于排開(kāi)液體的體積；懸浮時(shí)，物體的體積等于排開(kāi)液體的體積。

4．物體浮沉各種狀態(tài)比較表浮沉狀況物理現(xiàn)象運(yùn)動(dòng)狀態(tài)條件物液密度關(guān)系與的關(guān)系浮上浮在液體中向上運(yùn)動(dòng)向上運(yùn)動(dòng)漂浮浮在液面上靜止在液面上懸懸浮停留在液體中任何深度的地方靜止在液體中沉下沉在液體中向下運(yùn)動(dòng)向下運(yùn)動(dòng)沉底停留在容器底部靜止在容器底部要點(diǎn)二、物體浮沉條件的應(yīng)用從浮力利用的角度看，采用“空心”的辦法可以增加可利用的浮力。即使現(xiàn)代化的輪船，也采用的是這種古老的辦法。要點(diǎn)詮釋：1．輪船

①輪船浮于水面，它們受到的浮力等于船的總重。

②輪船浮力的大小通常用排水量來(lái)表示，排水量是指輪船滿載時(shí)排開(kāi)的水的質(zhì)量，根據(jù)漂浮條件知，排水量＝船自身的質(zhì)量＋滿載時(shí)貨物的質(zhì)量。

2．潛水艇

潛水艇是靠改變自身的重力來(lái)實(shí)現(xiàn)浮沉的，潛水艇為了實(shí)現(xiàn)升降，必須使浮力大小不等于重力，潛水艇在水下時(shí)，由于艇殼不能任意改變，因此浮力是不變的，要想控制上浮、下沉就只有改變自重，潛水艇兩側(cè)都有水艙，與高壓氣艙相連，高壓氣體能將水從水艙內(nèi)排出，減小潛水艇重力，當(dāng)其小于浮力時(shí)潛水艇就上??；當(dāng)浮力大小等于重力，潛水艇可在水中任一位置保持靜止，即懸浮；關(guān)閉高壓氣艙使進(jìn)水口打開(kāi)，在水壓作用下水艙進(jìn)水，自重增大到大于浮力時(shí)，潛水艇開(kāi)始下沉。

3．氣球和飛艇

氣球和飛艇是漂浮在空中的，內(nèi)部所充氣體的密度必須小于空氣的密度，一般充有氫氣或氦氣，充氣時(shí)體積增大，浮力增大，當(dāng)浮力增大到大于其重力時(shí)，氣球和飛艇就上升；反之，排出一部分氫氣或氦氣時(shí)，氣球和飛艇就下降，因此它們是通過(guò)改變體積來(lái)實(shí)現(xiàn)上升和下降的。

熱氣球是通過(guò)加熱的方式使氣球內(nèi)氣體熱膨脹，從而減小氣體的密度，因此熱氣球只要停止加熱，氣球體積就會(huì)縮小，浮力減小，降回地面。

【典型例題】類型一、物體的浮沉條件1、如圖所示，甲、乙兩杯鹽水的密度分別為ρ甲、ρ乙。將同一只雞蛋先后放入甲、乙兩杯中，雞蛋在甲杯中處于懸浮狀態(tài)，所受浮力為F甲；在乙杯中處于漂浮狀態(tài)，所受浮力為F乙。則下列關(guān)系正確的是（）A．ρ甲＞ρ乙B．ρ甲＜ρ乙C．F甲＞F乙D．F甲＜F乙【答案】B

【解析】雞蛋在甲鹽水中懸浮，所以雞蛋的密度等于甲鹽水的密度；在乙鹽水中漂浮，所以雞蛋的密度小于乙鹽水的密度。因此乙的密度大于甲的密度，所以A錯(cuò)誤，B正確。雞蛋在甲中懸浮，所以此時(shí)浮力等于重力；在乙中漂浮，浮力也等于重力，因此在甲和乙中所受浮力相等，所以CD都錯(cuò)誤?！究偨Y(jié)升華】此題主要考查了浮沉條件，一定要掌握物體浮沉情況與密度的關(guān)系。舉一反三：【變式】為探究物體的浮沉和有關(guān)因素的關(guān)系，小剛將一個(gè)鮮雞蛋先放入一個(gè)裝有大半杯清水的玻璃杯中，雞蛋沉入杯底，然后向杯中逐漸加鹽，在此過(guò)程中，下列分析正確的是()

A．雞蛋所受浮力不變B．雞蛋所受重力變大

C．杯底所受的壓強(qiáng)不變D．雞蛋可能會(huì)慢慢上浮【答案】D

2、園園煮湯圓時(shí)發(fā)現(xiàn)，生湯圓放入鍋內(nèi)，由于浮力（選填“大于”或“小于”）重力而下沉；煮熟的湯圓因其內(nèi)部受熱膨脹，浮力（選填“增大”或“減小”），湯圓上浮。若一個(gè)湯圓的體積約為20cm3，那么它在上浮過(guò)程中（未露出水面）所受浮力約為N（g取10N/kg）?！敬鸢浮啃∮?；增大；

【解析】生湯圓放入鍋內(nèi)，體積較小，重力大于浮力，所以下沉，煮熟的湯圓因其內(nèi)部受熱膨脹，體積變大，所受浮力變大，所受浮力約為F浮=ρgV排=1000kg/m3×10N/kg×20×10-6m3【總結(jié)升華】本題考查物體的沉浮條件和浮力的計(jì)算，關(guān)鍵知道物體重力大于浮力時(shí)下沉，等于浮力時(shí)懸浮，小于浮力時(shí)上浮，還要知道影響浮力大小的因素是液體的密度和物體排開(kāi)液體的體積。類型二、浮沉條件的應(yīng)用3、體積為7×103m3的潛水艇懸浮在海水中時(shí)，所受的浮力是N（g=10N/kg，ρ海水=×103kg/m3）；把水艙中的水排出一部分后，潛水艇將上浮，在未露出水面之前，潛水艇所受的浮力（填“變大”、“變小”或“。【思路點(diǎn)撥】由浮力的計(jì)算公式可求得潛水艇所受浮力；根據(jù)浮力公式可知潛水艇上浮時(shí)所受浮力的變化；由潛水艇的原理可知潛水艇上浮的原因?！敬鸢浮俊?07；不變；排出水后，潛水艇的重力小于浮力。

【解析】潛水艇在海水中所受浮力F=ρ海水gV=×103kg/m3×10N/kg×7×103m3將水排出一部分后，由于潛水艇的重力減小，浮力大于重力，故潛水艇上浮；潛水艇之所以能上浮是因?yàn)閷⑺搩?nèi)的水排出后，潛水艇自身的重力減小，浮力大于重力，故上浮。【總結(jié)升華】潛水艇為物體浮沉條件的典型應(yīng)用，應(yīng)掌握其原理。舉一反三：【變式1】如圖，體積相同的氫氣球和空氣球，釋放前它們所受浮力的大小關(guān)系是；剛釋放時(shí)，氫氣球上浮，而空氣球卻浮不起來(lái)，這是因?yàn)闅錃馇蛩芨×λ苤亓?，空氣球所受浮力它所受重力（選填“大于”、“等于”或“小于”）?！敬鸢浮肯嗟?；大于；小于

【變式2】（高清課堂《浮力的應(yīng)用》例3）用塑料瓶、透明膠帶、螺母、麥管（或塑料管）、容器和水等，按圖制作了一只潛水艇模型。為使?jié)撍鲁?，則必須從進(jìn)排氣管處（“填吹氣/吸氣”）,潛水艇在下沉的過(guò)程中所受到水的壓強(qiáng)（填“減小/不變/增大”），浮力（填“減小/不變/增大”）?！敬鸢浮课鼩?；增大；不變

4、在遠(yuǎn)洋輪船的船舷上都漆著五條“吃水線”又稱“載重線”，如圖所示，其中標(biāo)有W的是北大西洋載重線，標(biāo)有S的是印度洋載重線。當(dāng)船從北大西洋駛向印度洋時(shí)，輪船受到的浮力變化以及北大西洋與印度洋的海水密度和的關(guān)系有（）

A．浮力增大B．浮力減小

C．浮力不變D．浮力不變

【思路點(diǎn)撥】輪船都漂浮，受到的浮力都等于輪船受到的重力；

得出了受到浮力的大小關(guān)系，由載重線知道排開(kāi)水的體積的大小關(guān)系，再根據(jù)阿基米德原理分析海水密度的大小關(guān)系?！敬鸢浮緾

【解析】輪船在北大西洋和印度洋中均漂浮在海水面上，滿足F浮=G，輪船重力不變，從北大西洋駛向印度洋所受浮力相等。由圖可知，北大西洋載重線W在印度洋載重線S下方，即輪船在北大西洋中排開(kāi)海水的體積小于在印度洋中排開(kāi)海水的體積。由公式，，得?！究偨Y(jié)升華】解此題關(guān)鍵是從選項(xiàng)中知需要比較船在兩種海水中浮力和密度大小。兩種情況都漂浮，都等于船重，故浮力不變。根據(jù)知，大的小，V1＜V2，故。舉一反三：【變式】一艘5000t的貨輪從我國(guó)東海駛?cè)腴L(zhǎng)江的南京港，該貨輪受到的浮力________(選填“變大”“變小”或“不變”)，貨輪在水面以上的高度將___________。(選填“增加”“減小”或“不變)【答案】不變；減小

5、某課外小組在研究馬鈴薯在水中的浮沉情況時(shí)，通過(guò)往水中加鹽，終于使馬鈴薯漂浮在水面上。由于時(shí)間關(guān)系，當(dāng)時(shí)他們沒(méi)有及時(shí)收拾實(shí)驗(yàn)器材，幾天后他們來(lái)收拾時(shí)，驚奇地發(fā)現(xiàn)原來(lái)浮在水面的馬鈴薯又都沉到容器底部，如圖所示，他們決定對(duì)這現(xiàn)象進(jìn)行研究。對(duì)此現(xiàn)象，他們提出了以下幾種猜想：

猜想1、可能由于水的蒸發(fā)，鹽水的密度變大，導(dǎo)致馬鈴薯下沉；

猜想2、可能是馬鈴薯在鹽水中浸泡幾天后質(zhì)量變大，導(dǎo)致馬鈴薯下沉。

猜想3、可能是馬鈴薯在鹽水中浸泡幾天后體積變小，導(dǎo)致馬鈴薯下沉。

經(jīng)過(guò)一番討論，他們馬上否定了猜想1，你認(rèn)為他們否定的理由是____________。接著他們就猜想2和猜想3進(jìn)行如下的實(shí)驗(yàn)操作：①取三塊馬鈴薯，編上A、B、C號(hào)，分別測(cè)出其質(zhì)量和體積；②配制一大杯鹽水；③將這三塊馬鈴薯放在鹽水中使其漂浮。幾天后發(fā)現(xiàn)馬鈴薯都沉在容器底部，將其撈出擦干，分別測(cè)出其質(zhì)量和體積。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表所示馬鈴薯的編號(hào)質(zhì)量（g）體積(cm3)放入鹽水前在鹽水中下沉后放入鹽水前在鹽水中下沉后A4033B5041C6957請(qǐng)分析上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后回答，猜想2是_______(填“正確”或“錯(cuò)誤”)的；你認(rèn)為導(dǎo)致馬鈴薯下沉的原因是_____。【答案】鹽水密度變大，馬鈴薯排開(kāi)鹽水的體積會(huì)變小，馬鈴薯仍漂浮在液面上；

錯(cuò)誤；

馬鈴薯密度變大，大于鹽水密度使