物体浮沉条件的应用
10.3物体的浮沉条件及应用
河水
海水
二、浮力的应用
潜水艇 模拟潜水艇：用注射器向密封的瓶 内打起，将瓶内的水排出，瓶向上 浮起 工作原理：靠改变自身重力上浮和下潜。
潜艇
二、浮力的应用
气球和飞艇 内部充有密度比空气小的气体
工作原理：靠空气浮力升空,改变自身的体积实现 上升或下降。
根据浮沉条件进行比较
F浮＞ G F浮= G F浮＜ G
上浮： r液＞ r物 悬浮： r液 = r物 下沉： r液＜ r物
漂浮： r液＞r物
想想做做
将新鲜鸡蛋放入盛水容器 中，向水中加盐，并搅拌， 不断增加盐水的浓度。观 察鸡蛋在容器中的位置变 化。
一、物体的浮沉条件
3．浮沉条件的讨论
（1）上浮和下沉是不平衡态； 悬浮和漂浮是平衡（静止）态
例4 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
A B
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
【解析】 A物体漂浮，B物体悬浮。
∵ 不知GA与GB的关系， ∴ 不能根据F浮=G 比较浮力的大小。 又∵ 不知VA排与VB排的关系， ∴不能根据F浮 = ρ水 gV排比较浮力的大小。
空中静止时,空气对它的浮力是 6450 牛
顿,飞艇的自重是 6450 牛顿.( ρ空气
=1.29千克/米3)
10、有一体积是2分米3，密度是0.6×103千克/ 米3的木块，用绳子将它拴在水池底部的钩子 上，如图所示，如果绳子断了，木块就上浮 到水面，问： （1）木块在上浮过程中(未露出水面），受到 浮力是多少？大小是否会发生变化？ （2）木块漂浮在水面时露出液面的体积多大 ？
物体浮沉的条件及其应用
物体浮沉的条件及其应用一、物体浮沉的条件两个运动过程三个平衡状态注意：①只能说上浮的过程中F 浮>G 物，上浮最终会在液面静止，上浮的最终状态是漂浮，是F 浮=G 物。
②只能说下沉的过程中F 浮<G 物，下沉最终会在容器底部静止，下沉的最终状态是沉底，也是F 浮<G 物。
分析：对浸没在液体中的物体，静止后进行受力分析可能出现三种不同情况: （填“＞”、“＜”或“=” ）（1）当F浮_____G物，物体上浮，当部分体积露出液面时，排开水体积减小，受到浮力减小，最后如A球状态:F浮_____G物，物体处于____状态。
此时ρ物___ρ液（2）当F浮_____G物，物体悬浮，此时物体可以停留在液体内部任一位置，如B球状态，此时ρ物_____ρ液（3）当F浮_____G物，物体下沉，最后物体与容器底接触，物体受浮力、重力和支持力三个力作用静止，如C球状态，即F浮+FN支持____ G物。
此时ρ物_____ρ液例：鸡蛋放入清水中时会下沉，原因是F浮_____G蛋，但在清水逐渐放入食盐并搅拌，使盐溶解，鸡蛋会慢慢上浮，其原因是盐溶解在水中后，盐水的密度逐渐变_____，根据阿基米德原理，V排水不变，受到的浮力也逐渐变________，使F浮_____G蛋，鸡蛋便浮了上来。
最后漂浮在水面时，F浮_____G蛋。
随堂练习1、当一个浸入液体中的物体受到的浮力______重力时，它会处于悬浮状态。
一个质量是50g 的鸡蛋悬浮在盐水中，它受到的浮力是_________N。
（g=10N/kg）2、把重为3N、体积为5×10-4m3的实心球浸没在盛满水的容器内，溢出水的重力为________N，金属球所受浮力的大小为________N．松手后物体将__________（选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”）。
（g取10N/kg）3、用手将重4.9牛的空心金属球浸没在水中，体积是3dm3，它所受的浮力是______牛，此球在水中将______（填“上浮”、“下沉”、“悬浮”），放手后，球在水中静止时的浮力为______牛。
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<G时，合力方向竖直向下下沉2．对于实心的物体，由，，浸没时，所以当时，F浮>G 物体上浮；当时，F浮=G，物体悬浮；当，F浮<G 物体下沉。
3．物体上浮、下沉是运动过程，在此过程中受非平衡力作用，下沉的最终状态是沉到液体底部；上浮的最终状态是浮出液面，最后漂浮在液面，漂浮和悬浮的共同特点都是浮力等于重力(F浮=G)。
在平衡力作用下静止不动，不同点是排开液体的体积不同，漂浮时物体的体积大于排开液体的体积；悬浮时，物体的体积等于排开液体的体积。
4．物体浮沉各种状态比较表浮沉状况物理现象运动状态条件物液密度关系与的关系浮上浮在液体中向上运动向上运动漂浮浮在液面上静止在液面上悬悬浮停留在液体中任何深度的地方静止在液体中沉下沉在液体中向下运动向下运动沉底停留在容器底部静止在容器底部要点二、物体浮沉条件的应用从浮力利用的角度看，采用“空心”的办法可以增加可利用的浮力。
即使现代化的轮船，也采用的是这种古老的办法。
要点诠释：1．轮船①轮船浮于水面，它们受到的浮力等于船的总重。
②轮船浮力的大小通常用排水量来表示，排水量是指轮船满载时排开的水的质量，根据漂浮条件知，排水量＝船自身的质量＋满载时货物的质量。
2．潜水艇潜水艇是靠改变自身的重力来实现浮沉的，体积不变3．气球和飞艇气球和飞艇是漂浮在空中的，内部所充气体的密度必须小于空气的密度，一般充有氢气或氦气，充气时体积增大，浮力增大类型一、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。
物体的浮沉条件及其应用(一)
物体的浮沉条件及其应用(一)物体的浮沉条件及其应用1. 密度决定物体的浮沉•密度是物体的质量与体积的比值，单位是千克/立方米。
•当物体的密度大于浸泡在其中的液体的密度时，物体会下沉；当物体的密度小于液体的密度时，物体会浮起。
•应用：基于密度差异的物体分离。
比如，金纸可以通过浮在水上的方式，从混合物中分离出来。
2. 浸润性影响物体的浮沉•浸润性是指液体对物体表面的吸附能力，测量为接触角。
•当物体表面不易被液体所吸附时，液体在其表面形成凸起，物体会浮起；当物体表面易被液体吸附时，液体会在其表面形成凹陷，物体会下沉。
•应用：水滴在莲叶上的浸润性很小，所以能够在其表面形成球状，避免下沉。
3. 推力影响物体的浮沉•推力是物体所受到的来自液体的向上的力，大小等于排开液体的重量。
•当物体所受到的推力大于或等于其重力时，物体会浮起；当物体所受到的推力小于重力时，物体会下沉。
•应用：潜水艇的概念中，通过控制潜水艇内的水量来调整推力，从而实现浮起或下沉。
4. 浮力是物体浮沉的重要因素•浮力是物体在液体中受到的向上的力，大小等于排开液体的重量。
•当物体受到的浮力大于或等于其重力时，物体会浮起；当物体受到的浮力小于重力时，物体会下沉。
•应用：船只的设计中，通过增加底部的凸起，增加船只受到的浮力，提高浮起能力。
5. 气泡影响物体的浮沉•气泡可以附着在物体表面，降低物体的密度，使其浮起。
•当物体表面附着的气泡数量增多，物体浮起的能力增强。
•应用：橡皮艇中的气泡可以增加浮力，提高橡皮艇在水中的浮起能力。
6. 表面张力影响物体的浮沉•表面张力是液体分子间相互作用力形成的液体表面的张力。
•当液体的表面张力大于物体所受到的浸润力时，物体会浮起；当表面张力小于浸润力时，物体会下沉。
•应用：昆虫能够在液体表面行走，正是由于表面张力的存在。
7. 物体形状对浮沉有影响•物体的形状会影响其所受到的浮力和重力的分配。
•当物体上部积聚的液体重力大于下部液体力的重力时，物体会浮起；反之，物体会下沉。
物体的浮沉条件及其应用
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<Fg，则物体下沉。
三、浮沉条件的应用1. 船舶浮沉原理及应用船舶的浮力是通过船体的形状和空气或水的压力产生的。
船舶的浮力要大于其重力，才能保持浮起的状态。
根据浮沉原理，船舶设计时需要考虑船体的形状和重心位置，以保证船体具有足够的浮力，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、总结物体的浮沉条件是根据阿基米德原理进行判断的，通过比较物体所受的浮力和重力的大小关系来判断物体的浮沉状态。
物体浮沉条件及其应用
将 该棒 放 入 从 距 大坝 １ ５ ０ ｋ ｍ 处 的上 游 库 区
，
请 写 出 Ｂ 物 体 所 受 的 浮
，
力表 达 式
—
—
物 体 的 密度 为
以 上 是 对 于 质 量 分 布 均 匀 的 物 体 而 言， 对 于质量 分 布不 均匀 的物 体 ， 如 空 心
的， 求 出物 体 的 平 均 密度 ， 也 可用 比较 密 度 的方 法来 判 断 物体 的浮 沉 ．
浮力 和重 力 Ｇ两 个 力 的作 用 ， ’ ． ‘ ＞ Ｇ， ． ・ ．
Ａ． 茄 子 上 浮过 程 中． ＞ Ｇ
Ｂ ． 茄 子上 浮 过 程 中 ， ＜ Ｇ Ｃ． 茄 子 漂 浮在 水 面 时 ， ＞ Ｇ Ｄ． 茄子 漂浮在 水 面时 ， ＜ Ｇ 解析 茄 子 浸 没 在 水 中 ．受 到 液 体 的
（ ４ ） 上浮的最终结果为漂浮 ， 漂浮时ｐ 物 ｉ 瑾 ．
１ 奎 ｊ １
解析
本 题 叙 述 内容 较 多 ， 涉 及 的物 理
解析
三个 物 体 的体 积 相 同 ，都 浸 没
量也多 ， 木 棒 两次 在 不 同的 水样 中均 处于 漂 浮状 态 ． 两 次所 受 的浮力 都 等 于木棒 的重力 ． 可 利 用 漂 浮条 件 求 出木 棒 所 受 的 浮 力 ． 根 据 题 意和公式 ， 应 知道 物体 和排 开液体 的体 积 ，
．
— —
取 来 的 水样 中 ， 棒 仍竖直漂浮 ， 测得 棒 浸入 该 水 样 中的 长 度 为 总 长 的 ５ ／ ８ ． 求 该棒 在 坝 区 附 近 的 水 样 中 所 受 的 浮 力 和 距 大 坝
《初中物理》物体的浮沉条件及应用
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（）A．甲杯中的液体密度小于乙杯中的液体密度B．甲杯中的鸡蛋排开液体的重力大于乙杯中的鸡蛋排开液体的重力C．甲杯中的液体对杯底的压强等于乙杯中的液体对杯底的压强D．甲乙两个烧杯对水平桌面的压强相等例4.（2019春∙利辛县期末）小明同学利用饮料瓶和薄壁小圆柱形玻璃瓶制作了“浮沉子”，玻璃瓶在饮料瓶中的情况如图所示（玻璃瓶口开着并倒置），玻璃瓶的横截面积为S=1.5cm2，此时玻璃瓶内外水面高度差h1=2cm，饮料瓶内水面到玻璃瓶底部高度差h2=8cm，下列说法中正确的是（）（不计饮料瓶和小玻璃瓶中气体的重力，g=10N/kg，ρ水=1×103kg/m3）①用力挤压饮料瓶，发现玻璃瓶仍然漂浮在水面，此过程中h1减小、h2不变；②用力挤压饮料瓶，发现玻璃瓶仍然漂浮在水面，此过程中h1不变、h2增大；③空玻璃瓶的质量为3g；④空玻璃瓶的质量为13g。
4.1物体沉浮条件及其应用(解析版)
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。
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1.保持物体所受浮力大小不变，减小物体自身重力使物体上浮，增大物体自身重力使
物体下沉。
探究过程三：探究物体在什么情况下会下沉、上浮或悬浮，即探究物体的沉浮条件
1.研究物体的悬浮条件。
将鸡蛋放入浓盐水中，逐渐加入清水，使鸡蛋悬浮在盐水中。
改变鸡蛋放入浓盐水中的位置，观察鸡蛋悬浮时的状态。
分析鸡蛋悬浮在盐水中的受力情况
结论：物体悬浮在液体中时，满足：f浮g物
1.研究物体的下沉、上浮条件
在盐水中加入，可使鸡蛋上浮。
分析鸡蛋在盐水中上浮时受力情况
结论：物体在液体中上浮时，满足：f浮g物
在盐水中加入，可使鸡蛋下沉。
分析鸡蛋在盐水中下沉时受力情况
结论：物体在液体中下沉时，满足：f浮g物
1.分析讨论得出物体漂浮时的条件:
1.密度计（利用铅笔和一小段铁丝），要求：使自制密度计能竖直地漂浮在液体中
2.自制的密度计放入清水中，盐水中、酒精中，观察自制密度计浸入液体中的深度，
你有什么发现？
结论：密度计是用来测量液体密度的仪器，它是利用漂浮条件工作的。
当密度计漂浮在不同的液体中时，若液体密度小，则密度计浸入液体的体积大；若液体密度大，则密度计浸入液体的体积小。
应用二、潜水艇
1.介绍潜水艇：潜水艇能潜入水下航行，进行侦察和袭击，是一种很重要的军用舰艇。
问：采用什么方法可以使潜水艇下潜、悬浮在水中或浮出水面？
2、演示：潜水艇小实验，简介装置，进行演示，使模型上浮和下沉。
多媒体演示，重点观察潜水艇的水舱及水舱中水的多少对潜水艇浮沉的影响。
学生回答、教师小结：
“下潜”：向潜水艇水舱中充水，潜水艇逐渐加重，潜水艇重大于它受到的浮力，就逐渐潜
入水中。
“悬浮”：当水舱中保留一定量的水时，潜水艇重等于浮力，潜水艇可以悬浮在水中。
“浮出水面”：用压缩空气将水舱中的水排出一部分，潜水艇变轻，潜水艇重小于它受到
的浮力，从而浮出水面。
潜水艇在实际航行时，上浮和下沉过程还要开动推进器，用以加速。
结论：潜水艇——潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重来实现的。
应用三：气球和气艇：
阅读课文思考。
问：，其体内充的是什么气体？这种气体的密度比空气的密度大还是小？它为什么能够升空？
问：节日气球、热气球、飞艇能不能无限制升空？
问：若要它下降，可采取什么方法？
答：节日气球或携带气象仪器的高空探测气球里充的是氢气或氦气；热气球充的是被燃烧器烧热而体积膨胀的热空气；飞艇中充的是氢气或氦气。
这些气体的密度比空气的密度小。
由于气球或飞艇的总重小于气囊排开的空气重，即重力小于浮力，气球和飞艇就能上升。
当上升到一定高度，由于越高空气密度越小，它受到的浮力变小，浮力等于重力时，它就不再上升，停留在这个高度。
请你想一想，如果这是个载人的带吊篮的气球，为了使乘客返回地面，你打算采用什么办法？（改变气囊中的气体量(放气或充气)、结论：气球和气艇是靠通过改变自身的体积，从而改变浮力来实现升降的。
应用四：盐水选种。
通过改变液体的密度来改变浮力的大小，从而使不良种子上浮，最终漂浮。
应用五：测定人体血液的密度。
通过改变液体密度来改变浮力的大小，使血液在同密度相等的硫酸铜溶液中悬浮。
应用六：打捞沉船
在沉船下部用结实的钢带将其托住，在钢带的两端固定浮筒，现在浮筒中注满水，使筒沉到船附近与钢带结合，然后排出筒中水，水的浮力就把筒和船一起推向水面。
布置作业
（1）课外小实验：浮沉子的制作
（2）课外小调查：就我国在长江中打捞中山舰的故事写出一个综合报告，并就俄罗斯“库尔斯克号”核潜艇和“泰坦尼克号”沉船打捞问题写出建议，要求从报刊、杂志、网络、电视台的科学频道和时事频收集信息，从科学书刊、科学杂志了解浮力的知识，沉船打捞技术，过去的打捞案例等。