浮沉条件的应用
浮沉条件的应用
浮沉条件的应用——轮船
例2、一艘最大排水量为7000吨的货轮，轮 船自重30000N，则此货轮最多可载货多少 吨？（g=10N/Kg） （4000吨）
∵轮船是漂浮，F浮=G排=G总
∴G排=G总 m排=m船+m载 m排=（G船/g）+m载
（思考：该货轮若只载有1000吨的货物，则货轮在河水中所受到 的浮力为多少？若行驶在大海中货轮会排开多少吨的海水？）
例6：一个氢气球的体积为300m3，气球本 身的重力为1500N，ρ 空气=1.29Kg/m3, ρ 氢气=0.09Kg/m3，则该气球最多可载物 F浮 多少千克？
F浮 G总 F浮 G球 G氢 G载
空气 gV球 G球 氢气 gV球 G载
G总=G球+G氢+G载
（提示：注意浸没后F浮与h的关系）
例5：潜艇在河水下潜行与海水下潜行时， 潜艇受到的浮力一样吗？ 不同，海水中浮力大
（提示：注意液体密度的变化）
3、气球和飞艇
浮沉条件的应用——气球和飞艇
原理：利用里面充的气体的密度小 于空气的密度，空气产生的浮力大 于自身的重力来升空的。
浮沉条件的应用——气球和飞艇
2、常用轮船的排水量表示轮船的载货能力
G排= F浮 =G总 m排= m总 = m船+m载 排水量（吨）
浮沉条件的应用——轮船
例1、轮船从长江行驶进大海，轮船的 浮力怎么变化？
分析：因为轮船行驶过程是漂浮状态，竖直 方向总是F浮=G总
∴轮船从长江行驶进大海，轮船的浮力不变 （思考：液体的密度发生了变化，那轮船在 长江和大海里的“吃水深度” 一样吗？） V排
２、潜水艇
潜 水 艇
浮沉条件的应用——潜水艇 通过改变自身重力的大小 1.原理： 来实现上浮，下沉。
浮沉条件及应用方法
浮沉条件及应用方法浮沉条件是指在某种特定的环境下，物体是否会浮起或沉没的判断条件。
这种条件可以通过简单的经验判断、观察和实验得出，具有很高的实用性和广泛的应用范围。
下面将详细介绍浮沉条件及其应用方法。
浮沉条件主要涉及到物体的密度、浮力和重力三个方面。
当一个物体放置于液体或气体中时，这三者之间的相互作用会决定物体的浮沉状态。
首先考虑物体的密度。
密度是物体单位体积所占的质量，可以用公式ρ=m/V来表示，其中ρ为密度，m为质量，V为体积。
当一个物体的密度小于液体或气体的密度时，它就会浮起；而当物体密度大于液体或气体的密度时，它就会沉没。
这可以通过一个简单的实验来验证，即用水杯装满水，然后往水中投入不同密度的物体观察其浮沉状态。
其次考虑浮力。
浮力是液体或气体对浸入其中的物体产生的向上的力。
根据阿基米德原理，浮力的大小等于物体排开的液体体积乘以液体的密度乘以重力加速度，即Fb=ρ液体Vg，其中Fb为浮力，ρ液体为液体的密度，V为物体排开液体的体积，g为重力加速度。
当浮力大于或等于物体受到的重力时，物体就会浮起；当浮力小于物体受到的重力时，物体就会沉没。
这可以通过观察潜水员在水中浮沉状态来理解，潜水员通过控制肺活量的大小改变身体所受水的体积，进而控制浮沉状态。
最后考虑重力。
重力是地球对物体产生的向下的力。
当物体受到的重力大于或等于浮力时，物体就会沉没；当重力小于浮力时，物体就会浮起。
重力的大小可以用公式Fg=mg来计算，其中Fg为重力，m为物体的质量，g为重力加速度。
浮沉条件在生活中有许多应用。
其中一个常见的应用是船只的浮沉控制。
船只在水中的浮沉状态直接影响其航行安全。
为了保证船只的浮沉平衡，船只设计师会根据船只的体积、质量和所受浮力与重力的大小关系来选择合适的设计参数，确保船只能在水中浮起而不沉没。
另一个常见的应用是在游泳教学中。
教练经常会告诉学生如何通过调整姿势和呼吸来控制自己在水中的浮沉状态。
学生可以通过改变肺活量的大小和调整身体的姿势来控制自己的浮沉状态，从而在水中实现自由浮动或下沉。
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。
物体的浮沉条件及应用
轮船的大部分体积是由空气占据着，在河里和海里都 漂浮在上面；因而所受浮力相同，都等于轮船自身的 重力（即F浮=G轮船）。根据阿基米德原理则它在海水 里比在河水里浸入的体积小。
河水
海水
物体浮沉的条件及其应用
1、物体的浮沉条件是什么？
浸没在液体中的物体，它受到的浮力大于物 重时，物体就下沉,它受到的浮力小于物重 时，物体就上浮,它爱到的浮力等于物重时， 物体就悬浮。
2、阿基米德原理的内容是什么？
浸入液体里的物体受到向上的浮力浮力的大小等 于它排开的液体受到的重力这就是2000多年前古希 腊学者阿基米德发现的著名的阿基米德原理。
提供的器材有： 弹簧测力计、天平、量筒、溢水杯、玻璃 瓶配重物、水……
物体的重力测量： ①可以直接用弹簧测力计测出重力； ②可以用天平称出物体的质量，根据 G = mg 求出物体的重力。
浮力的大小测量： 一、用弹簧测力计测出物体在空气中的重力G， 然后将物体浸入水中，测出拉力F拉，F浮=G-F 拉； 二、用溢水杯，将物体放进盛满水的溢水 杯中，再测出溢出水的重力。然后根据阿 基米德原理F浮=G排求出浮力； 三、在量筒中倒入适量的水V1，在将重 物放入水中，记下此时液面到达的刻度 V2，V2–V1=V排，然后根据阿基米德原理 F浮＝ r液 gV排求出浮力；
结论： 重力小于浮力，物体上浮； 物体漂浮时重力等于浮力，
悬浮情况的研究
G=F浮
一、物体的浮沉条件
当物体浸没时：
如G>F浮，则物体下沉。 如G<F浮，则物体上浮。 如G=F浮，则物体悬浮。 当物体部分浸没时： 如G=F浮，则物体漂浮。
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。
4物体浮沉条件及其应用
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。
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。
浮沉条件的应用
⑷热气球和孔明灯 ——利用热空气密度小，空气受热膨胀，热
气球体积增大，也就是增大V排达到增大浮力 的作用 。
⑸飞艇 ——利用氦气、氢气密度比空气的小，实现浮力大于重力
而在空中上升 。
浮沉条件的应用
⑴密度计 ——利用密度计在各种液体中总是漂 浮的状态，F浮＝G ，浮力大小不变。 1.0 1.2 1.4
水
液体甲
液体乙
⑵盐水选种 ——利用浸没在液体中的物体受到的浮力跟 液体的密度 越大。
ρ
液
有关，
ρ物< ρ液，物体上浮； ρ物> ρ液，物体下沉。
干瘪、虫蛀的种子 会上浮直至漂浮， 而饱满的种子下沉 到容器底部。
⑷热气球 ——利用热空气密度小，空气受热膨 胀，热气球体积增大，也就是增大V排 达到增大浮力的作用 。
⑸孔明灯
⑹飞艇
——利用氦气、氢气密度比空气的小， 实现浮力大于重力而在空中上升 。
浮沉条件的应用 ⑴密度计 ——利用密度计在各种液体中总是漂浮的状态， F浮＝G ，浮力大小不变。 ⑵盐水选种 ——利用浸没在液体中的物体受到的浮力跟液体的 密度 ρ液有关， ρ液越大， F浮越大。 ρ物< ρ液，物体上浮； ρ物> ρ液，物体下沉。 ⑶潜水艇 ——利用吸水、排水的方法改变潜水艇自身的重
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喷嘴火焰熄 灭，袋内空气变 冷体积减小,排开 气体的体积减小， 浮力减小, 浮力 小于重力,气球下 降。
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知识拓展
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气球
（1） 气球内充有密度 小于空气的气体—— 氢气、氦气等。 （2）原理：当ρ气> ρ空气时，必有F浮>G 物，物体在空气中上 浮．
盐水选种
盐水选种的道理：饱满种子的密 度要大于盐水的密度而下沉。
改变自身的体积大小或改变液体密 度大小从而改变浮力大小。 改变自身的重力大小。
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浮沉条件的应用
1.轮船 2.潜水艇 3.热气球
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1、轮船
长风破浪
小小竹筏
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航空母舰
轮船
•工作原理：物体漂浮在水面的原理工作的。
•利用把密度比水大的钢材制成空心的使它的平 均密度减小，同时排开更多的水，增大可利用 的浮力。
A．质量
B．所受水浮力
C．体积
D．密度
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3.弹簧秤下挂一个体积为200厘米3的实心金属球
（金属的密度是8×103千克/米3），弹簧秤的示
数为
。将球的一半浸入水中，球受
到浮力
牛，此时，弹簧秤的示数
为
牛。
4.有一飞艇,体积是500米3,在地面附近的空中静
止时,空气对它的浮力是
牛顿,飞艇的自
重是
牛顿.( ρ空气=1.29千克/米3)
精品课件
1.有一个实心物体，为了测量构成它的物质的
密度，将它挂在弹簧秤下，弹称秤的示数为
19.6牛，将它没入水中称，弹簧秤的示数为
14.7牛，此物体的体积是
m3，质量
是
千克，由此可知其密度是
。
2.若给你一块矿石，再给你一支弹簧测力计、
一杯水和细线。利用上述器材进行实验，并运
用有关知识进行计算，能测出这块矿石的：
5、用细绳系着的铁块，把它从水中匀速拉至水
面（铁块未露出水面），此过程中绳对铁块的拉
力：
A．逐渐变大
B．逐渐变小
C．始终不变
D．无法判断
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6.弹簧秤下挂着体积是1分米3的钢块,试问:钢 块浸没在水中静止时,弹簧秤的读数是多少牛 顿?
7.一个重27牛的铝块浸没在水中时，所受到的 浮力是多少？
8.给你一个弹簧秤，一个金属块，一杯水，请 你设计一个测量金属块密度的实验，要 求： １、写出实验步骤和记录实验数据的表 格；２、写出金属块密度的表达式。
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鱼鳔的功能
当鱼鳔充气时，鱼体的平均密度减小，鱼体上浮； 鱼鳔排气时，鱼体的平均密度增大，鱼体下沉。
鱼鳔起着调精品节课件 鱼体平均密度的功能。
密 度 计
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密度计
用途：一种可以直接测量液体密度的仪器。 读数方法：静止时液面所对刻度乘以水的密度 刻度特点：上小下大，刻度间隔不均匀。 工作原理：利用物体漂浮在液面上时浮
力 等于重力的原理制成的。
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小结
一.物体的浮沉条件
•当F浮＜G物时，合力方向竖直向下，物体就下沉． •当F浮＝G物时，合力为零，即二力平衡，此时物体将悬浮． •当F浮＞G物时，合力方向竖直向上，物体就上浮． •当物体漂浮时，F浮＝G物．
二.浮沉条件的应用
轮船、密度计、热气球、潜水艇的浮沉原理。
沪科版八年级物理
第九章 第三节 浮与沉
（第二课时）
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密度与实心物体运动状态（浮沉）的关系
两力关系
密度关系
运动状态
G < F浮 ρ物< ρ液 G =F浮 ρ物= ρ液 G > F浮 ρ物> ρ液
G =ρ物 V g
V排 = V
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上升直至漂浮 悬浮 下沉至容器底部
F浮 = ρ液 V排 g
思考 改变物体浮沉的方法有哪些？
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打捞沉船
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现代打捞沉船的方法是:将几个充满 水的大型浮筒 沉入水底,用钢缆把浮 筒与沉船紧紧地拴在一起,然后用高 压空气把浮筒中水排出,沉船就随着 浮筒一起浮出水面.请解释这样打捞 沉船的道理
答：浮筒中水排出后重力大大减少，浮力 却没有减少，即使拴上沉船也是G<F浮，因 此能浮上水面
下沉些还是上浮些？
河水 精品课件
海水
2、潜水艇
水中蛟龙
水中蛟龙
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潜水艇
•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。
•潜水艇自重的改变取决于水舱内充水或放水的 多少。
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3、热气球
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气袋
吊篮
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喷嘴
喷嘴点火 加热,袋内空 气受热膨胀, 排开气体的体 积增大，浮力 增大,浮力大 于重力时,气 球上升。
•轮船在河里和海里都是浮体，因而所受浮力相 同，都等于轮船自身的重力。根据阿基米德原 理，它在海水里比在河水里浸入的体积小。
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轮船总是漂浮在水面上， 一艘轮船从河里驶向大海
它受到的重力大的浮力 大小不变 （变大、变小、不变）；它排
开水的体积变小
（变大、变小、不变）；轮船是
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１、密度计是测液体密度的仪器，它是根据物体漂浮在
液面时F浮_＝____G物（填＝、<、>）的原理制成的。 ２、使用密度计时必须使其_漂___浮__，才能正确测出液体
的密度。
３、密度计在各种不同的液体中所受浮力是_相___同__（相 同、不同）的，在密度__大___ （大、小）的液体中露出液面 的体积较大，故密度计的刻度是上__小___下___大___（大、小）。
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