國中自然 §4-2物體的浮沈（康軒）.

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1 國中自然 §4-2物體的浮沈（康軒）

2 一、浮力 1、物體在液體中所減輕的重量即為浮力。浮力＝空氣中重量－液體中重量，浮力的方向和重力的方向相反。

3 一、浮力 2、浮力的形成：物體在液體中，各部分皆受液體壓力作用，左右二側壓力大小相等、方向相反，互相抵銷；但上面所受的壓力比下面所受的壓力小，因此產生向上的壓力差，這就是浮力的形成。

4 一、浮力 3、阿基米德原理：兩千多年前希臘哲學家阿基米德發現，物體在液體中所減輕的重量（浮力）等於該物體所排開液體的重量，也就是物體在液面下的體積乘以液體的密度。 阿基米德原理實驗 浮力實驗

5 一、浮力 4、浮力的公式： F＝V下 × d液 F：浮力（gw） V下：物體在液面下的體積（cm3） d液：液體的密度（g/cm3）

6 一、浮力 （1）影響物體在液體中所受浮力的因素有二個：物體在液面下的體積和液體的密度。
（2）浮力（F）＝空氣中重量－液體中重量＝所排開液體重量＝V下 × d液。

7 二、物體在液體中的浮沈： 1、當W＞F時，物體會下沈到底部，稱為『沈體』，此時物體所受浮力＝物體體積×d液。 W：重力 F：浮力

8 二、物體在液體中的浮沈： 2、當W＝F時，物體會停留在液面下任一位置，此時物體所受浮力＝物體重量。 W：重力 F：浮力 d液：液體密度

9 二、物體在液體中的浮沈： 3、當W＜F時，物體會浮出水面，物體在液面下的體積減少，因此所受的浮力變小，直到物體所受的浮力＝物體重量為止，此時稱為『浮體』。 沈體與浮體 W：重力 F：浮力 d液：液體密度

10 【問 題】 1、為什麼密度比水大的物體會下沈？
【問 題】 1、為什麼密度比水大的物體會下沈？ Ans：若物體重量W＝V物體×d物體、浮力F＝V下 × d液，根據物體會下沈是因W＞F，則 V物體×d物體＞V下 × d液，因為是沈體，所以V物體＝V下，則d物體＞d液。所以物體的密度若比水的密度大，則會下沈。

11 【問 題】 2、潛水艇為什麼能潛入水中、浮出水面？
【問 題】 2、潛水艇為什麼能潛入水中、浮出水面？ Ans：當潛水艇要下潛時，其內部的水艙將水吸入艇內，使潛水艇的重量大於浮力，因而下潛，到適當深度時，調整水艙內水量，使重量＝浮力而停留在水中；當要浮出水面時，就把水艙內的水排出艇外，使重量小於浮力，因而浮出水面。

12 潛水艇的原理

13 【問 題】 3、魚類為什麼可以浮沈於水中？ Ans：魚類利用體內的鰾控制身體的浮沈，當魚要上浮時，先使鰾膨脹，讓身體的體積增加，所受的浮力增加，便可以上浮。反之，若鰾收縮時，魚的體積便縮小，所受的浮力也減少，魚便下沈。

14 【問 題】 4、鐵的密度大於水的密度，但用鐵製造的輪船為什麼會浮在水面上？

15 Ans：因為船內部有許多空間，使得平均密度小於水而能浮於水面上。船所受到的浮力即等於船的重量。

16 【問 題】 5、同一艘船在海面航行時，其吃水線（水面在船身的位置）會比在淡水中航行時低，為什麼？船在海水和淡水中航行時，所受的浮力相等嗎？
【問 題】 5、同一艘船在海面航行時，其吃水線（水面在船身的位置）會比在淡水中航行時低，為什麼？船在海水和淡水中航行時，所受的浮力相等嗎？ Ans：因為船是浮體，船在海水、淡水中所受的浮力都等於船的重量而相等。但海水密度比淡水密度大，因此船身在海面時，排開的海水較少，所以吃水線會比淡水中的低。

17 例 題 一物體在空氣中重360gw，在水中重320gw，試求： （1）物體所受的浮力為多少？ （2）物體的體積為多少？
例 題 一物體在空氣中重360gw，在水中重320gw，試求： （1）物體所受的浮力為多少？ （2）物體的體積為多少？ （3）物體的密度為多少？

18 例 題 2.密度0.8gw/cm3的木塊置於水中，若木塊體積為100cm3，則： （1）木塊的重量為多少？
例 題 2.密度0.8gw/cm3的木塊置於水中，若木塊體積為100cm3，則： （1）木塊的重量為多少？ （2）木塊在水中受到的浮力為多少？ （3）木塊在水面以下的體積為多少？

19 四、氣體的浮力 物體在空氣中也會受到浮力，其原理和液體浮力相似。 物體在空氣中所受到的浮力＝該物體所排開空氣的重量＝物體體積×空氣密度。

20 四、氣體的浮力 3.當物體在空氣中所受到的浮力＞該物體的重量時，該物體就會飄浮起來。氫氣球、熱氣球、天燈就是因浮力大於重量而飄浮起來。

21 【問題】 1、為什麼平常感覺不到空氣的浮力？
Ans：因空氣密度（0.0013gw/cm3）太小，所產生的空氣浮力，對於物體重量而言是微不足道的，所以較不易察覺到空氣浮力的存在。

22 【問 題】 2、熱氣球要上升時為什麼要加熱？要如何下降？
【問 題】 2、熱氣球要上升時為什麼要加熱？要如何下降？ Ans：加熱會使熱氣球內空氣體積膨脹、密度變小，使熱氣球重量小於浮力而上升；若停止加熱會使熱氣球內空氣體積縮小、密度變大，使熱氣球重量大於浮力而下降。

23 相關網址 潛水艇實驗 http://www.wxp.ks.edu.tw/nature/theme6/lab/default.htm
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