第十章 第３节 物体的浮沉条件及应用

提出问题 1．浸没在水中的木块为什么向上浮起？ 2．浸没在水中的铁块为什么沉到容器底部？ 3．浸没在水银中的铁块为什么向上浮起？ 4．钢铁制成的船为什么能在海面上航行？ 5．物体在液体中都受到浮力，为什么有的上浮、有的下沉、有的悬浮？ 上浮 悬浮 下沉

一、物体的浮沉条件 1．浮力与重力的关系 上浮： F浮＞G 悬浮：F浮 = G 下沉： F浮＜G 漂浮：F浮 = G F浮 漂浮 F浮 G

一、物体的浮沉条件 2．物体密度与液体密度间的关系 研究条件：实心物体浸没在液体中，受重力和浮力。 浮力：F浮＝r液gV排 ； 重力：G ＝r物g V物； V排 = V物 根据浮沉条件进行比较 F浮＞ G 上浮： r液＞ r物 F浮= G 悬浮： r液 = r物 F浮＜ G 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 （2）上浮、下沉和悬浮：V排=V； （3）空心物体运用浮沉条件时可以用物体的平 均密度ρ物与液体密度ρ液比较

二、浮力的应用 我国古代对浮力的应用 芦湖独木舟 　　早在殷商之前，我国古代人民对浮力就有深入的观察，到殷商时已由制独木船发展到用木板组成大的船体，这是我国最早的木船。 芦湖独木舟

我国古代对浮力的应用 　　周朝以后不仅在小河上能架设浮桥，在黄河、长江这样的大河流上也多次架设过浮桥。　 浮桥

我国古代对浮力的应用 　　我国汉代曾发明过一种做军事信号用的灯笼，灯笼能腾空而起，飞向天空。

除了以舟称物之外，以舟起重也是中国人的发明。据史籍记载，真定县僧人怀丙曾“打捞铁牛”。他创造了浮力起重法。 我国古代对浮力的应用 　　 三国时期有“曹冲称象”。 　　除了以舟称物之外，以舟起重也是中国人的发明。据史籍记载，真定县僧人怀丙曾“打捞铁牛”。他创造了浮力起重法。

二、浮力的应用 轮 船 （1）工作原理：将钢铁做制成空心的轮船，可以排开更多的水，漂浮在水面上。 （2）排水量（m排）： 轮船满载时排开水的质量： F浮= m排g 而 F浮=G ∴ m船+m货= m排 （3）载重线

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 内部充有小于空气密度的气体 工作原理：靠空气浮力升空

1．用同一支密度计测定不同液体的密度，下列叙述正确的是（ ） A 密度计漂浮的越高，所受的浮力越大 B 密度计漂浮在不同液体中，所受的浮力都相等 C 密度计排液体积越大，液体密度越大 D 密度计漂浮的越高，液体密度越大 2.用密度计测量两种液体密度时，如图所示请你判断哪一种液体的密度大．

三、例题分析 C × × √ × 例1 关于浮力，下列说法中正确的是（ ）。 A. 上浮的物体一定比下沉的物体受到的浮力大 运用浮力知识解决问题 三、例题分析 例1　关于浮力，下列说法中正确的是（ ）。 A. 上浮的物体一定比下沉的物体受到的浮力大 B. 沉在容器底部的物体一定不受浮力 C. 在水中上浮的物体在煤油中可能悬浮 D. 没入水中的物体在水中的位置越深受到的浮力越大 C × × √ ×

不变 不变 变小 例2 一艘轮船从海里驶入河里，它受到的重力大小 ，它受到的浮力 ；它排开水的体积 。（填变大，变小或不变） 【解析】 例2　一艘轮船从海里驶入河里，它受到的重力大小 ，它受到的浮力 ；它排开水的体积 。（填变大，变小或不变） 【解析】 轮船浮在海面上，F浮 = G ； 它驶入河里也浮在河面上：F′浮= G 。 ∵ G 不变，∴ F浮不变： F浮 = F′浮 　　　　　 ρ海水 g V排= ρ海水 g V′排， 　　　∵ ρ海水> ρ海水 ， ∴ V排 >V′排 不变 不变 变小

B 例3 重为15 N的物体，浸没于装满水的容器中后，溢出了5×10-4 m3的水。则此物体是（ ） A．浮在水面上 B．沉到水底 C．悬浮在水中 D．以上几种情况都有可能 【解析】 根据阿基米德原理 F浮 = ρ水 gV排 =1.0 ×103 kg/m3 ×9.8 N/kg×5×10-4 m3 =4.9 N<15 N ∵ F浮<G ∴物体下沉 B

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 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 A B 【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。

C 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 物体受到的浮力大 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 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 A B C 【解析】 A漂浮：ρA< ρ水 ； B悬浮：ρB＝ ρ水 ∴　 ρB＝ ρ水> ρA ， 　　　　　ρB> ρA 。

例5 一冰块漂浮在水面上，当冰完全熔化后，容器中的水面将如何变化？ 例5　一冰块漂浮在水面上，当冰完全熔化后，容器中的水面将如何变化？ 【解析】冰漂浮在水面上，F浮= G冰 当冰化成水后，质量不变，所以，m水= m冰 冰排开水的体积等于冰化成水的体积 ∴液面高度不变

当冰放入盐水中时，冰熔化后，液面如何变化？ 【解析】冰漂浮在盐水中，F浮 = G ∵ ρ水< ρ盐水，∴V排> V盐水 冰排开盐水的体积小于冰化成水的体积 ∴液面上升

课堂小结 物体的浮沉条件 浮力的应用 浮力问题解析 轮船 浮力的应用 潜水艇 气球和飞艇 浮力问题解析

作 业 B D ＜ ＝ 1．用同一支密度计测定不同液体的密度，下列叙述正确的是（ ） A 密度计漂浮的越高，所受的浮力越大 1．用同一支密度计测定不同液体的密度，下列叙述正确的是（ ） A 密度计漂浮的越高，所受的浮力越大 B 密度计漂浮在不同液体中，所受的浮力都相等 C 密度计排液体积越大，液体密度越大 D 密度计漂浮的越高，液体密度越大 B D 2．质量相等的实心铝球和铁球放在水中，铁球受的浮力 铝球受的浮力；若把它们都放在水银中静止时，则铁球受的浮力 铝球受的浮力（选填“＞”、“＜”、“=”） ＜ ＝