物体的沉浮条件

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1、§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（）——物体上浮。当浮力等于物体重力（）——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（）——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，物体重力，又因为是全部浸入，，于是有：，，。（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；下沉的最终结果是物体沉底，）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

2、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）。②潜水艇：钢铁制造的潜水艇也是“空心”的，在水中时不变，则浮力不变，潜水艇的上浮、下潜和悬浮是

3、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：利用密度小于空气的氢气或氦气充入气球或飞艇中，靠气囊内的气体密度小于球外空气密度而上升。通过改变气囊的体积而改变浮力的大小，实现升降。④密度计密度计是用来测定液体密度的仪器，它是根据物体漂浮时浮力等于物体自身重力（）这一原理而制成的。密度计在任何液体里都呈漂浮状态，据浮力公式，，显然大时，小，密度计露出部分大，反之小时，大，密度计露出部分就小。因此密度计的刻度是不均匀的，下密上疏，刻度值是自上而下增加的，密度计上的数值表示待测液体的密度是水密

4、度的倍数。如“0.8”表示该液体密度是。【典型例题】例1.如图所示，边长为10厘米的实心正方体木块，它的密度为千克/米3，静止在装有足量水的容器中，且上下底面与水面平行。（取g=10牛/千克）求：（1）木块的体积V木=________=_______=_______________m3（2）木块的质量和重力m木=_________=__________=___________kgG木=_________=__________=___________N（3）木块在水中所受浮力的大小。∵物体漂浮∴______

5、___=_________=__________N（4）水对木块下底面的压力。由浮力的实质可知F下=_______=________N（5）水对木块下底面的压强p下=________=_________=_________Pa（6）木块下底面在水中的深度h下=_________=____________=____________m（7）木块浸在水中的体积。V排=_________=____________=_____________m3分析与解：（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）例2.如图，完全浸

6、没在水中的乒乓球，放手后，乒乓球从运动到静止的过程中，其浮力大小变化情况是（）A．浮力不断变大，但小于重力。B．浮力不变，但浮力大于重力。C．乒乓球露出水面前浮力不变，静止时浮力等于重力。D．浮力先大于重力，后小于重力。分析与解：乒乓球完全浸没在水中时，浮力大于重力，因浮力大小与物体在液内深度无关。因此乒乓球在水中运动时所受浮力不变，直到当球露出水面时，浮力开始变小，当浮力等于重力时，球静止在水面上，呈漂浮状态。故选C。例3.质量相同的实心木块、铝块、铜块同时放入足够深的水槽中静止时，三个物体所受浮力（）

7、A.木块最大B.铝块最大C.铜块最大D.一样大分析与解：因木块密度小于水密度，铝块和铜块密度大于水密度。因此木块将漂浮在水面上而铝块和铜块将浸没在水中，木块所受浮力大小等于重力，铝块和铜块所受浮力比重力小。解答：A。说明：由于铝密度小于铜，质量相等时，铝块体积大于铜块体积，根据浮力公式F浮=ρ水gV排可知，铝块浮力大于铜块浮力。例4.将重为4.5N、体积为0.5dm3的铜球浸没在水中后放手，铜球静止后所受的浮力是________N．分析与解：此题考查学生是否注意了在解题前先要对物体作“状态的判定”，即铜球

8、静止时是漂浮于水面，还是沉于水中。有的学生拿到题后，就认定V排＝0.5dm3，然后根据F浮＝液gV排，求出浮力F浮＝4.9N。当题目未说明铜球静止时处于什么状态，可以用下面方法判定物体的状态．解法：求出铜球的密度：球＝＝（g取10N/kg）球＝＝0.9×103kg/m3这是一个空心铜球，且球＜水，所以球静止后，将漂浮于水面，得F浮＝G＝4.5N．例5.北京气象台每天4次放出气象探空气球。气球所载仪器及球皮的总质量为2.7千克。