物体的浮沉条件 及其应用
物体的浮沉条件及其应用
物体的浮沉条件是相对于其所处的介质而言的。一个物体能够浮起来，就必须满足以下两个条件：
1.物体的密度小于介质的密度。这个条件是浮力原理的基础，介质的密度相对于物体的密度越大，物体浮出介质表面的难度就越大。
2.物体所受的浮力要大于等于其所受到的重力。这个条件决定了物体能够在介质中升起的深度和高度。
应用方面，物体的浮沉条件在我们日常生活和工业生产中有广泛的应用，比如：
1.船只的设计就要考虑船体的密度，以保证船只在水中能够浮起来，并且在荷载合适的情况下能够稳定航行。
2.在水中工作或进行水下探测的设备必须满足浮沉条件，以保证其能够在水中自由移动，并且能够承受所受到的水压。
3.工业生产过程中，需要进行密度测量的情况很多，比如测量油水混合物中油的含量等。
4.在建筑设计中，人们需要考虑建筑物结构的重量和所在地区的地质条件，以保证建筑物能够安全稳定地立在地面上。
总之，物体的浮沉条件对于我们日常生活和工作中的很多方面都有着非常重要的影响。
物体的浮沉条件及应用
物体的浮沉条件及应用 要点一、物体的浮沉条件 浸没在液体中的物体受到竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮。而物体的运动状态取决于受力情况，物体的浮沉就取决于它所受的浮力与重力的关系。 要点诠释：1．当F浮>G时，合力方向竖直向上上浮 当F浮=G时，合力为零悬浮 当F浮 类型一、物体的浮沉条件 1、如图甲、乙两杯盐水的密度分别为ρ甲、ρ乙。将同一只鸡蛋先后放入甲、乙两杯中， 鸡蛋在甲杯中处于悬浮状态，所受浮力为F甲；在乙杯中处于漂浮状态，所受浮力为F乙。则下列关系正确的是（） A．ρ甲＞ρ乙B．ρ甲＜ρ乙C．F甲＞F乙D．F甲＜F乙 举一反三：【变式】为探究物体的浮沉和有关因素的关系，小刚将一个鲜鸡蛋先放入一个装有大半杯清水的玻璃杯中，鸡蛋沉入杯底，然后向杯中逐渐加盐，在此过程中，下列分析正确的是() A．鸡蛋所受浮力不变B．鸡蛋所受重力变大 C．杯底所受的压强不变D．鸡蛋可能会慢慢上浮 2、园园煮汤圆时发现，生汤圆放入锅内，由于浮力（选填“大于”或“小于”） 重力而下沉；煮熟的汤圆因其内部受热膨胀，浮力（选填“增大”或“减小”），汤圆上浮。若一个汤圆的体积约为20cm3，那么它在上浮过程中（未露出水面）所受浮力约为N （g取10N/kg）。 类型二、浮沉条件的应用 3、体积为7×103m3的潜水艇悬浮在海水中时，所受的浮力是N（g=10N/kg， ρ海水=1.03×103kg/m3）；把水舱中的水排出一部分后，潜水艇将上浮，在未露出水面之前，潜水艇所受的浮力（填“变大”、“变小”或“不变”），潜水艇上浮的原因是 。 举一反三：【变式1】如图，体积相同的氢气球和空气球，释放前它们所受浮力的大小关系是；刚释放时，氢气球上浮，而空气球却浮不起来，这是因为氢气球所受浮力它所受重力，空气球所受浮力它所受重力（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 【变式2】用塑料瓶、透明胶带、螺母、麦管（或塑料管）、容器和水等，按图制作了一只潜水艇模型。为使潜水艇下沉，则必须从进排气管处（“填吹气/吸气”）,潜水艇在下沉的过程中所受到水的压强（填“减小/不变/增大”），浮力（填“减小/不变 /增大”）。 第三节、物体的浮沉条件及应用 1、物体的浮沉条件： (1)前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。 (2)请根据示意图完成下空。 下沉 悬浮 上浮 漂浮 2、【实心物体的沉浮情况】 3、沉浮现象 (1)物体上浮，最终漂浮在水面上。 (2)物体悬浮，在水中可以静止在任何位置。 上浮 漂浮 悬浮 下沉 沉底 运动状态 向上运动 静止在液面上 静止在也体内任意深度处 向下运动 静止在容器底部 条件 F 浮 > G F 浮 = G F 浮 = G F 浮 < G F 浮 +F 支 = G ρ液与ρ物的关系 ρ液 >ρ物 ρ液 >ρ物 ρ液 =ρ物 ρ液<ρ物 ρ液<ρ物 V 排与V 物的关系 V 排=V 物 （未露出水面前） V 排 (3)物体下沉，最终沉人水底。 4、对物体浮沉条件的理解 ① 物体浸在液体中时，所受的浮力是最大值。当 F 浮 > G 时，物体在重力和 浮力的共同作用下在液体中向上运动——上浮，随着物体不断上升，物体将有一部分体积开始露出液面，物体所受的浮力也随之减小，一直减小到F 浮 = G ，物体就不再上浮并处于平衡状态。由此可知,物体上浮是由不平衡状态演变为平衡状态的过程. ② 物体浸没在液体中，当F 浮 物体浮沉条件及应用 Part 1、物体浮沉条件 1、把重为10N 的物体缓慢放人装满水的溢水杯中，当物体静止后，测得溢出的水重为8N ，则此时物体所处的状态及受到的浮力大小为（ ） A ．漂浮，F 浮=8N B ．悬浮，F 浮=10N C ．沉底，F 浮=8N D ．沉底，F 浮=10N 2、甲乙丙三小球质量相同，放入水中后，甲漂浮，乙球悬浮，丙球下沉，位置如图，则（ ） A ．三小球在不同深度处的压强大小关系是甲＜乙＜丙 B ．三小球密度大小关系是甲＞乙＞丙 C ．三小球体积大小关系是甲＜乙＜丙 D ．三球所受浮力大小关系是 甲＜乙＜丙 3、如图所示，悬吊的实心金属球缓慢浸没于盛满水的大烧杯水中，沉到底部，则从大烧杯溢出流入小烧杯中的水和此金属球的关系是（ ） A ．两者体积和质量都不相等 B ．两者体积不相等，小烧杯中水的体积较大 C ．两者体积相等，小烧杯中水的质量较小 D ．两者质量相等，小烧杯中的水的体积较大 4、体积相等的实心铁球和实心木球静止在水中时，所受浮力分别用F 铁和F 木表示（ρ铁＞ρ水＞ρ木），则（ ） A ．木球漂浮，F 铁＞F 木 B ．木球沉底，F 铁＜F 木 C ．铁球漂浮，F 铁＞F 木 D ．铁球沉底，F 铁＜F 木 5、如图所示是同一个小球分别放在甲、乙两杯液体中静止时的情况，则小球所受的浮力 F 甲、F 乙和两种液体的密度ρ甲、ρ乙关系正确的是（ ） A ．F 甲=F 乙 ρ甲＜ρ乙 B ．F 甲=F 乙 ρ甲＞ρ乙 C ．F 甲＜F 乙 ρ甲=ρ乙 D ．F 甲＞F 乙 ρ甲＞ρ乙 6、如图所示，一只未点燃的蜡烛的下端插入一根小铁钉，使蜡烛能直立漂浮在水面上，露出长度为L ，当把蜡烛水面以上部分截掉后剩余部分（ ） A ．还会重新露出水面 B ．不会重新露出水面 C ．以上两种可能都有 D ．无法判断是否会重新露出水面 物体浸没在液体中 1、 2、 3、 质地均匀的物体浸没在液体中 1、 2、 3、 物体浮沉条件及应用的教案 物体浮沉是力学中的一个重要概念，在日常生活中也经常会涉及到。物体浮沉的条件及应用十分广泛，接下来我们来详细解析。 一、物体浮沉的条件 1. 浮力大于重力。在液体中，物体受到的浮力与它所排开的液体的重量相等，也就是说，当物体密度小于液体时，其体积将会增大以排开与其体积相等的液体，从而所受的浮力将大于物体的重力，物体才能浮起来。 2. 密度相同的液体，重力相同的物体在液体中等体积时所受的浮力相同，而密度不同的液体中，物体的相对密度越小，所受的浮力越大，从而物体浮起来的几率就会增大。 3.物体的形状对浮力大小的影响。物体的形状将改变液体所反向作用的垂直面形状，在液体中受到的浮力随着物体形状的改变而发生变化。例如，球体在液体中的浮力与所受重力相等，因为液体在球体上施加的浮力垂直于施力面，是恒定的。而如果物体的形状不规则，例如艇船，因为其底部承托液体更多，所以受到的浮力会更大。 4.液体中的密度与温度。液体的密度会随温度的变化而改变，同样物体在液体中浮沉的几率也会随着液体密度和温度的变化而发生改变。例如，在水中，冰的相 对密度比液态水的相对密度小，因此它浮在水中。 二、物体浮沉的应用 1. 船舶和潜艇的浮沉原理。船舶的船体首尾高低不同，以船底为圆弧形，体积 较大，重心较低，从而使船体产生浮力，船才可以在水上行驶。潜艇通过控制内部的水的加入和排出，达到增加或减少浮力的目的，从而使其在水中浮起或沉下。 2. 气球和飞艇的浮沉原理。气球和飞艇的浮力是由于气球内部的气体向外施加 压力，从而排开空气承受来自重力的力量，实现相对轻松的飞行。 3. 人类潜水浮沉。当潜入水中时，人体感受到渐增的水压，并且受到来自水力 方向的总浮力（浮力是由于呼吸时所吸入的空气产生的肺部体积增大而引起的）较小，从而身体将变得更加沉重。人潜水时可以通过控制排气或吸气的方法达到浮沉的目的。 4. 多孔材料浮沉原理。多孔材料通常有较大的浮力，可以被用来制作救生衣和 救生圈等救生用品。 以上是物体浮沉条件及应用的详细解析，希望对你了解物体浮沉具有一定的帮助。 物体的浮沉条件及其应用 一、浮沉条件的基本原理 物体的浮沉是指物体在液体或气体中的上浮或下沉现象。根据阿基米德原理，当物体浸泡在液体或气体中时，受到的浮力等于所排开的液体或气体的重力，从而决定了物体的浮沉状态。浮沉条件可以通过比较物体所受的浮力与重力的大小来判断。 二、浮沉条件的判断 1. 原理 当物体所受的浮力大于其重力时，物体会浮起；当物体所受的浮力小于其重力时，物体会下沉。 2. 浮沉条件的判断标准 浮沉条件的判断标准是比较物体所受的浮力和重力的大小关系： - 若浮力>Fg（物体的重力），则物体浮起； - 若浮力=Fg，则物体悬浮； - 若浮力 避免下沉事故的发生。 2. 水下潜艇的浮沉原理及应用 潜艇在水下航行时，需要通过调整潜艇内外的水的重力和浮力的平衡来控制潜艇的浮沉状态。通过控制潜艇内部的水的排放和注入，可以改变潜艇的浮力，从而实现浮起或下沉。 3. 石油钻井平台的浮沉原理及应用 石油钻井平台需要在海洋中进行钻井作业，而钻井平台本身的重量较大。为了保证钻井平台的浮起，可以在平台底部设置空腔，通过控制空腔内的水的排放和注入来调整平台的浮力，从而实现浮起或下沉。 4. 飞机的升降原理及应用 飞机在空中飞行时，需要通过调整机翼的升力和重力的平衡来控制飞机的升降状态。通过改变飞机机翼的角度和速度，可以改变机翼所受的气流压力，从而调整飞机的浮力，实现升降。 5. 气球的浮沉原理及应用 气球的浮力是由于气球内部的气体比外部气体轻而产生的。通过控制气球内部气体的体积和压力，可以调整气球的浮力，实现上升或下降。 四、总结 一、物体的浮沉条件 1、浸没在液体中的物体，受到两个力：一个是竖直向下的重力，一个是竖直向上的浮力。其浮沉取决于它受到的重力和浮力的大小关系。 2、物体的浮沉条件 （1）物体的浮沉与重力和浮力大小的关系 （物体可静止于液面下方任一处） 将物体浸没在液体中后物体的运动情况 （2）物体的浮沉与密度的关系 （3）物体的浮沉情况归纳 理解：对ρ物的理解 ρ物是物体的密度（平均密度），而不是构成该物体的物质的密度，因此对于实心物体，可以直接根据密度关系判断物体的浮沉情况;对于空心物体，应该用物体的平均密度与液体的密度比较来判断，不能直接用构成物体的物质的密度与液体密度比较。 【温馨提示】 浸没在液体中的物体，当ρ液＞ρ物时，物体会上浮，直至漂浮;当ρ液＜ρ物时，物体会下沉，直至沉底;当ρ液=ρ物时，物体处于悬浮状态，可以悬浮在液体内。 二、浮力的应用 1、增大或减小浮力的方法 由阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排可知，浸在液体中的物体受到的浮力由液体密度和物体排开液体的体积两个因素决定。因此，改变浮力大小也可以从这两个因素出发。 （1）增大浮力的方法：∶增大液体（或气体）的密度，如往水中加入盐;∶增大物体排开液体（或气体）的体积，如将物体做成空心或船形等。 （2）减小浮力的方法：∶减小液体（或气体）的密度，如在盐水中加清水;∶减小物体排开液体（或气体）的体积，如飞艇降落时，通过将辅助气囊中的气体放出，使飞艇排开空气的体积减小。 2、浮力的应用 （1）轮船——"空心法"增大浮力 ∶原理：把密度大于水的铁片制成空心的轮船，使它排开的水变多，增大可利用的浮力，从而使其漂浮在水面上。 ∶排水量：轮船的大小通常用排水量来表示，排水量就是轮船装满货物时排开水的质量。满载时有F浮=G排=m排g，其中
m排=m船+m货。 知识拓展：轮船吃水线的变化 同一轮船无论是在海里还是在河里行驶，都处于漂浮状态，所以F浮=G，轮船的重力不变，所以轮船所受的浮力不变。由于海水的密度大于河水的密度，由阿基米德原理F浮=
G排=ρ液gV排知，当轮船从河水中驶入海水中时，V排变小，轮船应该上浮一些，即轮船的吃水线下降;当轮船从海水中驶入河水中时，V排变大，轮船应该下沉一些，即轮船的吃水线上升。 （2）潜水艇——改变自身重力实现浮沉 工作原理：浸没在水中的潜水艇排开水的体积不变，所以受到的浮力始终不变。潜水艇两侧有水舱， 物体的浮沉条件及应用 知识集结 知识元 物体的浮沉条件及其应用 知识讲解 物体在液体中的浮沉条件 上浮：F浮＞G 悬浮：F浮=G 漂浮：F浮=G 下沉：F浮＜G 沉底：F浮+N=G 理解：研究物体的浮沉时，物体应浸没于液体中（V排=V物），然后比较此时物体受到的浮力与重力的关系。如果被研究的物体的平均密度可以知道，则物体的浮沉条件可变成以下形式：①ρ物＜ρ液，上浮②ρ物=ρ液，悬浮③ρ物＞ρ液，下沉 浮沉条件的应用 潜水艇是通过改变自身的重来实现浮沉的；热气球是通过改变空气的密度来实现浮沉的；密度计的工作原理是物体的漂浮条件，其刻度特点是上小下大，上疏下密；用硫酸铜溶液测血液的密度的原理是悬浮条件。此外，轮船、气球、飞艇等都是利用了沉浮条件的原理而设计的。 例题精讲 物体的浮沉条件及其应用 例1. （2019∙安丘市二模）如图所示，在两个完全相同的容器中装有甲、乙两种不同的液体，将体积相等的实心小球A、B、C分别放入两个容器中，放入小球后两个容器中的液体深度相同，且A、C两球排开液体体积相同，B球在甲液体中悬浮，在乙液体中下沉。则下列选项错误的是（） A．甲液体比乙液体对容器底的压强大 B．三个小球中密度最小的是C球 C．如果把A、C两球对调，A球在乙液体中可能下沉 D．A、C两球所受的浮力相等 例2. （2019∙商丘二模）如图所示，A、B、C体积相同。将它们放入水中静止后，A漂浮，B悬浮，C沉底。则下列说法正确的是（） A．A所受的浮力大于B、C所受浮力 B．B下表面所受的压力小于A下表面所受水的压力 C．C所受的浮力一定等于B所受的浮力 D．A、B所受的浮力相等且大于C 例3. （2019∙开封一模）如图所示，在水平桌面上有甲乙两个相同的烧杯，烧杯内分别装有不同的液体，把同一个鸡蛋分别放入甲、乙两杯液体中，鸡蛋在甲杯中漂浮，在乙杯中沉底，两液面相平。关于这一现象，下列说法中正确的是（） 一、物体浮沉的条件 (1)从密度的角度。 浸没在液体中的物体，上浮、下沉时物体的运动状态在改变，物体受到非平衡力作用；悬浮、漂浮、沉底时，物体可以处于静止状态，物体受到平衡力作用。漂浮：物体一部分浸在液体中，另一部分在液面上方，此时浮力等于重力。悬浮：物体可以停留在液体的任何深度处，物体全部浸没在液体中，此时浮力也等于重力。沉底：物体下沉过程的最终状态，物体受到三个力(重力、浮力、支持力)而处于平衡状态。 当ρ物＜ρ液时，物体上浮后漂浮； 当ρ物＝ρ液时，物体悬浮； 当ρ物＞ρ液时，物体下沉后沉底。 (2)从力的角度。 当F浮＞G物时，物体上浮后漂浮(此时F浮＝G物)； 当F浮＝G物时，物体悬浮； 当F浮＜G物时，物体下沉后沉底。 【温馨提示】①密度均匀的物体悬浮（或漂浮）在某液体中，若把物体切成大小不等的两 规律三：同一物体在不同液体里漂浮，在密度大的液体里浸入的体积小； 规律四：漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几； 规律五：将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力，外力等于液体对物体增大的浮力。 【微点拨】 如何调节浮力的大小：木头漂浮于水面是因为木材的密度小于水的密度。把树木挖成“空心”就成了独木舟，自身重力变小，可承载较多人，独木舟排开水的体积变大，增大了可利用的浮力。牙膏卷成一团，沉于水底，而“空心”的牙膏皮可浮在水面上，说明“空心”可调节浮力与重力的关系。采用“空心”增大体积，从而增大浮力，使物体能漂浮在液面上。 二、浮力的应用 (1)轮船 ①因为漂浮时，F浮＝G，所以同一艘轮船从大海行驶到江河或从江河行驶到大海，其受到的浮力不变。 ②根据F浮＝ρ液gV排，同一艘轮船从大海行驶到江河，因为F浮不变，ρ液减小，所以V排必增大，即船身稍下沉。 ③排水量：船满载货物时排开水的质量。 (2)潜水艇 因浸没在水中的潜水艇排开水的体积始终不变，所以，潜水艇受到的浮力不变。它的上浮和下沉是通过对水舱的排水和充水来改变自身的重力而实现的。 (3)密度计 原理：根据物体漂浮时的受力平衡及阿基米德原理制成，用来测定液体密度的仪器 同一支密度计在不同的液体中受到的浮力相同，根据F浮＝ρ液gV排，液体密度不同，密度计排开液体的体积不同，液面所对应的位置也就不同，刻度特点为上小下大，上疏下密。浸入液体的体积越小，说明液体的密度越大。 （4）气球和飞艇 ①气球和飞艇内充有密度小于空气的气体—氢气、氦气、热空气等。 ②原理：利用空气的浮力，通过改变自身体积来实现上升和下降的。 ③气球上升过程中，空气的密度逐渐变小，当浮力等于重力时，气球就不再上升了。 物体浮沉应用及条件 物体浮沉是指物体在液体中的浮力与物体的重力之间的平衡状态。根据阿基米德原理，当一个物体浸泡在液体中时，所受浮力等于物体排开的液体的重量，即F 浮= ρ液体V物体g，其中F浮为浮力，ρ液体为液体的密度，V物体为物体的体积，g为重力加速度。 物体浮沉的应用范围非常广泛，涉及到水域工程、航海、船舶设计、水下工程、矿山开采、气候变化等领域。下面将详细介绍几个常见的应用及其条件。 1. 船舶设计：船舶的浮力与重力的平衡是船舶能够漂浮在水面上的基本原理。船舶的设计需要考虑到船身的浮力和稳定性，根据船舶的用途和负载量来确定船体的形状和尺寸。船舶设计中的关键因素包括船体的几何形状、质量分布、重心位置、船舶的排水量等。通过调整船体的设计参数，可以实现船舶在不同载荷条件下的稳定浮行。 2. 潜水艇设计：潜水艇是一种具有浮沉能力的船舶，可以在水面上浮行，也可以潜入水下。潜水艇的设计需要考虑到浮力和重力的平衡，通过控制潜艇内外的水的流动来实现浮沉。在潜艇设计中，浮力是通过操纵潜水厂把控制潜艇的浮沉状态。通过调节潜水厂把的气体进出，可以改变潜艇的浮沉状态，从而实现在水下的潜行和浮出水面。 3. 水下工程：在水下进行各种工程作业，如海底油气管道的铺设、海底电缆的 安装、水下隧道的建设等，都需要考虑到物体的浮沉问题。通过控制物体的重力和浮力之间的平衡，可以实现物体在水下的稳定位置。在水下工程中，需要进行浮力计算和物体稳定性分析，确保工程设施的安全和可靠。 4. 气象学研究：气象学研究中常用气球等测控设备进行大气探测。气球的浮力与重力的平衡决定了气球的上升和下降。通过调节气球内外的气压差，可以控制气球的浮沉状态，使之停留在指定的高度上进行观测。气球的浮力和稳定性分析是气象学研究中重要的问题，可以帮助科学家更好地了解大气的变化。 需要注意的是，物体在液体中浮沉的条件取决于物体的密度和液体的密度。当物体的密度小于液体的密度时，物体将浮在液体表面；当物体的密度大于液体的密度时，物体会沉入液体中。物体的密度可以通过物体的质量和体积来计算，而液体的密度可以通过测量液体的质量和体积来获得。因此，对于给定的物体和液体，只要知道物体的密度和液体的密度，就可以判断物体的浮沉状态。 物体的浮沉条件及其应用 以物体的浮沉条件及其应用为题，我们将探讨物体浮沉的原理、条件以及其在实际生活中的应用。 一、物体的浮沉原理 物体的浮沉是由于物体所受到的浮力与物体的重力之间的平衡关系。浮力是指物体在液体或气体中所受到的向上的力，其大小等于所排开的液体或气体的重量。而物体的重力是指物体本身的重量。 根据阿基米德原理，当物体在液体中时，它所受到的浮力等于所排开的液体的重量，即浮力等于物体的重力。如果物体的重力大于浮力，则物体会下沉；如果物体的重力小于浮力，则物体会浮起。 二、物体的浮沉条件 物体能够浮起的条件是物体所受到的浮力大于物体的重力。根据浮力的计算公式，浮力与液体的密度、物体在液体中的体积以及重力加速度有关。因此，物体的浮沉条件可以总结为以下几点： 1. 物体的密度：物体的密度越小，浮力越大，物体浮起的可能性就越大。 2. 液体的密度：液体的密度越大，浮力越大，物体浮起的可能性就越大。 3. 物体的体积：物体的体积越大，浮力越大，物体浮起的可能性就 越大。 4. 重力加速度：重力加速度越小，浮力越大，物体浮起的可能性就越大。 三、物体浮沉的应用 物体浮沉的原理和条件在日常生活中有许多应用，下面我们将介绍其中几个常见的应用： 1. 船只的浮沉：船只的设计和建造需要考虑到浮沉的原理和条件。船只的结构和形状要能够确保船体的密度小于水的密度，从而使得船只能够浮起在水面上。同时，船只的体积要足够大，以增加浮力，使得船只能够承载更多的货物和乘客。 2. 潜水艇的浮沉：潜水艇可以通过控制舱内的浮力和重力来实现浮沉的控制。当潜水艇想要浮起时，可以向外排放部分舱内的水，减小潜水艇的密度，使其受到的浮力增大，从而浮起；当潜水艇想要下潜时，可以向舱内注入水，增加潜水艇的密度，使其受到的浮力减小，从而下沉。 3. 气球的浮沉：气球是利用气体的浮力原理制作而成的。气球内充满了比空气轻的气体，使得气球的密度小于空气的密度，从而使得气球能够浮起。通过控制气球内气体的数量，可以控制气球的浮沉，实现上升或下降。 专题07 物体的浮沉条件及应用（第03期） 1、物体的浮沉条件 （1）当物体浸没在液体中时，它的浮或沉决定于它所受到的浮力和重力的大小关系。 ①. 当F浮>G物时，物体上浮； ②当F浮 物体的浮沉条件及其应用物体的浮沉条件及其应用 在我们的日常生活中，我们经常会遇到物体浮在水面上或者沉没到水底的情况。为了能够预测这些情况的发生，我们需要了解物体的浮沉条件及其应用。 一、物体的浮沉条件 1. 阿基米德原理 阿基米德原理指出，一个浸在流体中或气体中的物体所受到浮力的大小，等于物体排开的流体的重量。如果物体所受重力比排开流体的重量大，物体就沉下去，如果物体所受重力比排开流体的重量小，物体就会浮起来。 2. 密度 物体的密度越小，其浮出水面的可能性越大。因为密度越小，则物体排开的水体的重量更大，产生的浮力就越大。 二、物体的浮沉应用 1. 货船的装载 在货船的装载过程中，需要考虑到舰体的浮力，以确保船能正常行驶。如果装载太多的货物，会使舰体的重量超出其受到的浮力，导致船沉没。因此，船员需要根据船只的设计和装载的货物的重量来确定船只正常的载重量。 2. 潜艇的浮沉控制 潜艇利用变更其体积和重量的方式来控制其浮沉状态。当潜艇要浮起来时，船员会让潜艇排放部分水，降低潜艇的重量；当潜艇要沉下去时，船员会增加潜艇的重量，如在潜艇内注水或让潜艇沉至更深的水域。 3. 游泳 在游泳运动中，游泳者需要把身体尽量保持水平或抬高头部，使自己浮在水面上。同时，游泳者需要通过调节自己的呼吸节律来控制自己的浮沉状态。 4. 冲浪 在冲浪运动中，冲浪板和人的重量都会影响板的浮沉状态。当板沉入波后，冲浪者需要融入板子以保持浮力，并根据海浪的动态来调整板子和身体的位置，以防止冲浪板沉没或翻转。 结论 在日常生活中，我们常常需要了解物体的浮沉条件及其应用。通过理解阿基米德原理和物体的密度，我们可以更好地预测物体的浮沉状态，并在货船、潜艇、游泳和冲浪等领域中加以应用。同时，物体的浮沉条件还有很多其他应用，如航空航天、建筑和液压工程等领域。 物体浮沉条件及应用实例 物体浮沉是指物体在液体中的浮力与重力之间的平衡状态。当物体的浮力大于或等于重力时，物体浮起；当物体的浮力小于重力时，物体下沉。 物体浮沉的条件主要取决于物体的密度和形状。以下是物体浮沉的一些条件： 1. 液体的密度：物体在液体中的浮沉与液体的密度有关。如果物体的密度大于液体的密度，物体将下沉；如果物体的密度小于液体的密度，物体将浮起；如果物体的密度等于液体的密度，物体将处于浸泡状态。 2. 物体的密度：物体的密度也是影响浮沉的重要因素。比如，一个坚果浮在水上是因为坚果的密度小于水的密度，而同样是坚果，但如果浸泡在重质液体中，由于液体的密度大于坚果的密度，坚果将下沉。 3. 物体的形状：物体的形状也会影响其浮沉状态。当物体的形状不规则时，例如一块石头，其浮沉将受到挤压和液体的阻力的影响。相比之下，规则形状的物体，如球体或圆柱体，更容易测量其浮沉状态。 物体浮沉的应用非常广泛，以下是一些应用实例： 1. 力学原理验证：物体的浮沉状态是力学原理的基础。通过设计实验，例如将不同密度的物体浸泡在不同液体中观察其浮沉状态，可以验证阿基米德原理的有 效性。 2. 潜水设备设计：潜水设备的设计需要考虑到水中物体的浮沉状态。例如，潜水艇的浮沉设备可以通过控制压水室内的水的压力来调整潜水艇的浮力，从而实现潜水或浮起的目的。 3. 船舶设计与航行：物体浮沉的理论也应用于船舶的设计与航行。通过合理设计船体的结构和重心位置，可以使得船只在不同的荷载条件下保持平衡和稳定的浮沉状态，确保安全航行。 4. 水下工程：在水下工程中，需要对物体的浮沉状态进行精确的控制。例如，海上油井的装置可以通过调整装置的浮力来进行水下钻井操作。另外，在水下工程中，需要对物体的浮力进行精确计算，设计符合工程要求的浮力系统。 5. 水上娱乐：浮力的应用也常见于水上娱乐项目中。例如，浮力驱动的游乐设备，如游泳圈、充气床等，使得人们可以在水面上舒适地休闲娱乐。 6. 矿山工程：物体浮沉的概念在矿山工程中也有应用。例如，通过测量巷道或坑道中的水位，可以判断地下水的流动情况，从而指导矿山的排水处理和安全生产。 总之，物体浮沉是液体力学的重要概念，其条件主要取决于物体的密度和形状。 物体的浮沉条件及其应用 一、引言 浮沉是指物体在液体或气体中的上浮或下沉的现象。物体的浮沉条件及其应用在工程、科学研究和日常生活中都具有重要意义。本文将从浮沉的原理、条件和应用方面进行阐述。 二、浮沉的原理 物体浮沉的原理可以通过阿基米德定律来解释。阿基米德定律指出，当一个物体浸没在液体或气体中时，它所受到的浮力等于它排开的液体或气体的重量。如果物体的重力大于浮力，物体就会下沉；如果物体的重力小于浮力，物体就会上浮。 三、浮沉的条件 1. 密度差异：物体浮沉的关键是物体的密度与液体或气体的密度之间的差异。如果物体的密度大于液体或气体的密度，物体会下沉；如果物体的密度小于液体或气体的密度，物体会上浮。 2. 形状和体积：物体的形状和体积也会影响其浮沉的条件。相同质量的物体，体积越大、形状越扁平，浮沉的概率越大。 3. 浸没深度：物体浸没的深度也会影响其浮沉的条件。当物体浸没的深度增加时，浮沉的力量也会增加，可能会导致物体下沉。 四、浮沉的应用 1. 船舶设计：浮沉原理在船舶设计中起着重要作用。船体的形状和 体积设计需要考虑到船只的浮沉条件，以确保船只能在水中保持平衡和稳定。 2. 潜水艇：潜水艇利用浮沉原理实现下潜和浮出水面。通过控制潜水艇内部的浮力调节装置，可以改变潜水艇的密度，从而实现上浮或下沉。 3. 水上乐园设备：水上乐园的滑道、浮床等设备都利用浮沉原理来提供乐趣和安全保障。例如，滑道上的水泵会产生水流，使滑道湿滑，减少摩擦力，增加乘客的滑行速度。 4. 水中救生设备：浮沉原理也应用于水中救生设备，如救生衣、救生圈等。这些设备的设计要考虑到水中的密度，以确保在紧急情况下能提供足够的浮力，支撑人体浮在水面上。 5. 水下探测器：水下探测器利用浮沉原理来探测水下的物体。通过控制探测器的浮力，可以调整探测器的深度，以便进行水下勘探、地质调查等工作。 五、结论 物体的浮沉条件及其应用在工程、科学研究和日常生活中具有广泛的应用。了解浮沉原理和条件，可以帮助我们更好地设计和利用物体，以满足不同的需求。通过合理利用浮沉原理，我们可以创造更多的创新和实用的应用，提高生活和工作的效率。 §8.6 物体的沉浮条件 1 . 物体的沉浮条件： 当浮力大于物体重力 （F G 浮>）——物体上浮。 当浮力等于物体重力（ F G 浮=）——物体悬浮可停在液体内部任意一位置。 当浮力小于物体重力（F G 浮<）——物体下沉。 利用阿基米德原理，可把物体的浮沉条件改写为用密度表示的形式：因为 F gV 浮液排=ρ，物体重力 G gV 物物物=ρ，又因为是全部浸入，V V 排物=，于是有： F G 浮液物，必有，物体上浮>>ρρ， F G 浮液物，必有，物体悬浮==ρρ， F G 浮液物，必有，物体下沉<<ρρ。 （说明：上浮和下沉是物体在液体中的两种运动过程，上浮的最终结果是物体处于漂浮状态，有G F =浮 ；下沉的最终结果是物体沉底，G F F =+支浮） 2. 物体沉浮条件的应用： （1）通过牙膏皮实验已证明，实心的牙膏皮沉入水中，空心的浮于水面，由此可见我们要使密度大于水的物质做成的物体浮于水面可采用“空心”办法，增大体积从而增大浮力，使物体浮于水面。如把木头挖成空心的独木舟，可以减小自身的重力，多装货物，以增大可利用的浮力。再有用钢铁做成轮船，也是根据这一道理。 （2）轮船、潜水艇、气球、飞艇的工作原理： ①轮船： 钢铁制造的轮船是“空心”的，使它排开的水的体积增大，从而增大浮力，浮在水面。 （注意：轮船的排水量是指轮船满载时排开水的质量，根据轮船的排水量可以求出轮船受到的浮力 货船排水排水浮G G g m G F +===） 。 ②潜水艇：钢铁制造的潜水艇也是“空心”的，在水中时船排水 V V =不变，则浮力不变，潜水艇的上浮、下潜和悬浮是通过对水舱充水和排水，达到改变自身的重力而实现的。 ③气球和飞艇： 第十章浮力 第3节物体的浮沉条件及应用 核心提要 1．浸没在液体中的物体，受到两个力：竖直向下的________和竖直向上的________．2．物体的浮沉条件是：浸没在液体中的物体，F浮________G时，物体上浮； F浮________G时，物体悬浮；F浮________G时，物体下沉．物体的浮沉还可以根据密度判断：ρ液________ρ物时，物体上浮；ρ液________ρ物时，物体悬浮；ρ液________ρ物时 ，物体下沉． 3．如果要用密度大于水的材料制成能漂浮在水面的物体，可以把它做成________的，使它能够排开更多体积的水，从而增大________．根据这个原理，人们用密度大于水的钢铁制成了________． 4．轮船的排水量是指轮船满载时排开水的________，这个质量又等于________的质量与________的质量之和． 5．潜水艇的下潜和上浮是靠改变________来实现的，下潜时向舱中充水，潜水艇自身的________增大，上浮时就用压缩空气的方法排出水舱中的水，使潜水艇自身的________减小，从而浮出水面． 6．气球或飞艇里面充的是密度________空气密度的气体． 典例精练 知识点1根据重力与浮力的大小判断浮沉情况 例1一个质量为0.6 kg，棱长为0.1 m的正方体物块，若将物块浸没在水中后松手，通过计算判断该物块的浮沉情况．(g取10 N/kg) 知识点2根据密度判断浮沉情况 例2如图所示，甲、乙、丙三球静止在水中，它们受到的浮力分别是F甲、F乙、F丙． (1)若三球体积相等，则它们的浮力的大小关系是____________________． (2)若三球质量相等，则它们的浮力的大小关系是______________． (3)三球的密度大小关系是______________． 知识点3根据二力平衡判断浮力大小 例3(1)一艘轮船在河里航行时的排水量是105t，它受到的浮力为________N．(g取 10 N/kg) (2)从河里开到海里，它受到的浮力________(选填“变大”“变小”或“不变”)，由于 河水密度________(选填“大于”“小于”或“等于”)海水密度，船从河里开到海里排开液体的体积________(选填“变大”“变小”或“不变”)，因此轮船将________一些．变式训练 变式1小美用手把一个重为0.4 N，体积是2.7×10－5 m3的玩具球完全浸没到水中，玩具球受到的浮力是____N，放手后玩具球将_______(选填“上浮”“下沉”或“悬浮”)．(g 取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3) 变式2质量相同的甲、乙、丙、丁4个小球，分别静止在水中的不同深度处，如图所示，则这4个小球在水中所受浮力最小的是() A．甲B．乙C．丙D．丁 变式3在一根表面涂蜡的细木棍的一端绕着适量的铁丝，把它放到甲、乙、丙三种密度不同的液体中，木棍浸入液体里的情况如图所示，则木棍在三种液体里受到的浮力F的大小及三种液体密度ρ之间的关系，正确的是() A．F甲＞F乙＞F丙ρ甲＞ρ乙＞ρ丙 B．F甲＜F乙＜F丙ρ甲＜ρ乙＜ρ丙 C．F甲＝F乙＝F丙ρ甲＞ρ乙＞ρ丙 D．F甲＝F乙＝F丙ρ甲＜ρ乙＜ρ丙 分层训练 基础巩固 10．3.物体的浮沉条件 【学习目标】 1．理解物体浮沉的条件。 2．会判断物体的浮与沉。 重点难点： 浮沉条件的应用。 学习内容：物体的浮沉条件 学习指导：阅读课本P57文字内容和插图，基本概念、定义用红笔做上记号，熟记物体的四种状态和四种状态下重力与浮力的大小关系。 【自学检测】 1．当物体浸没在液体中时，它排开液体的体积等于物体体积。即V排＝V物。 2．当物体漂浮在液面上时，它排开液体的体积小于物体体积。即V排＜V物。 3．物体受到平衡力时，处于静止状态或匀速直线运动状态。物体受到非平衡力时，做变速运动(填“变速”或“匀速”)。 【合作探究】教师巡视督促指导 实验探究：物体浮沉条件 1．当把物体浸没在液体中时，物体受到竖直向上的浮力和 竖直向下的重力的作用。 (1)当F浮>G物时，物体受到非平衡力(“平衡力”或“非平衡力”)的作用，受力情况如图甲所示，物体上浮，最终漂浮在液面上，处于静止状态。 (2)当F浮＝G物时，物体受到平衡力的作用，物体悬浮在液体内任何位置，如图乙所示。此时：F浮__＝__G物。 (3)当F浮G物，即ρ液gV排>ρ物gV物，可得出ρ液>ρ物。 (2)悬浮时，有F浮＝G物，即ρ液gV排＝ρ物gV物，可得出ρ ρ物。 液＝ (3)下沉时，有F浮F浮或ρ物>ρ液，物体下沉，最终沉底。 (4)漂浮在液面上的物体，F浮＝G物。 3．演示实验：盐水浮鸡蛋P57图－2，观察鸡蛋在容器中的位置，产生这种现象的原因是什么 【展示交流】教师掌握情况 【精讲点拨】 例题分析 例1：煮饺子时你会发现这样的现象：把包好的饺子放入锅中，饺子会沉到底部，但过一会饺子浮到水面上来，请你利用浮力的知识解释这一现象。 解析：生饺子沉在锅底，因为生饺子所受浮力小于重力，所八年级下册物理人教版第十章第三节、物体的浮沉条件及应用,知识点总结
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物体浮沉条件及应用的教案
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4.1物体沉浮条件及其应用(解析版)
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2020年-人教版八年级物理下册 学案 10.3 物体的浮沉条件和应用--含答案
物体的浮沉条件及应用 【完整版】