物体的浮沉条件及应用（基础）
【学习目标】
1、知道物体的浮沉条件； 2、知道浮力的利用；
3、了解轮船的漂浮原理、潜水艇的浮沉原理、气球飞艇的升降。
【要点梳理】
要点一、物体的浮沉条件（高清课堂《浮力的应用》）
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 2．对于实心的物体，由 时， F浮>G 物体上浮；当 ， ，浸没时 时， F浮=G， 物体悬浮；当 ，所以当，F浮 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 4．物体浮沉各种状态比较表 浮沉状况 物理现象 上浮 浮 运动状态 条件 物液密度关系 与的关系 ；悬浮时，物体的体积等于排开液体的体积 。 在液体中向上运向上运动 动 静止在液面上 漂浮 浮在液面上 悬 悬浮 下沉 沉 停留在液体中任静止在液体中 何深度的地方 在液体中向下运向下运动 动 静止在容器底部 沉底 停留在容器底部 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，潜水艇为了实现升降，必须使浮力大小不等于重力，潜水艇在水下时，由于艇壳不能任意改变，因此浮力是不变的，要想控制上浮、下沉就只有改变自重，潜水艇两侧都有水舱，与高压气舱相连，高压气体能将水从水舱内排出，减小潜水艇重力，当其小于浮力时潜水艇就上浮；当浮力大小等于重力，潜水艇可在水中任一位置保持静止，即悬浮；关闭高压气舱使进水口打开，在水压作用下水舱进水，自重增大到大于浮力时，潜水艇开始下沉。 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，当浮力增大到大于其重力时，气球和飞艇就上升；反之，排出一部分氢气或氦气时，气球和飞艇就下降，因此它们是通过改变体积来实现上升和下降的。 热气球是通过加热的方式使气球内气体热膨胀，从而减小气体的密度，因此热气球只要停止加热，气球体积就会缩小，浮力减小，降回地面。 【典型例题】 类型一、物体的浮沉条件 1、（2015?重庆模拟）如图所示，将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两杯盐水中，鸡蛋在甲杯中处于漂浮状态，在乙杯中处于悬浮状态。下列判断正确是（ ） A．甲杯中盐水的密度大于乙杯中盐水的密度 B．甲杯中盐水的密度小于乙杯中盐水的密度 C．鸡蛋在甲杯中受到的浮力大于在乙杯中受到的浮力 D．鸡蛋在甲杯中受到的浮力小于在乙杯中受到的浮力 【答案】A 【解析】AB、物体在甲中漂浮，所以物体的密度小于甲盐水的密度；在乙中悬浮，所以物体的密度等于乙盐水的密度，所以甲盐水的密度大于乙盐水的密度．则A正确，B错误； CD、鸡蛋在甲中漂浮，所以浮力等于重力，在乙中悬浮，所以浮力等于重力，所以甲乙中 受到的浮力相等，则C、D错误。 【总结升华】此题考查了学生对物体浮沉条件的应用，会根据物体重力和浮力的大小关系或密度关系判断物体的浮沉，同时也要会根据浮沉情况判断浮力与重力的关系或密度关系。 举一反三： 【变式】为探究物体的浮沉和有关因素的关系，小刚将一个鲜鸡蛋先放入一个装有大半杯清水的玻璃杯中，鸡蛋沉入杯底，然后向杯中逐渐加盐，在此过程中，下列分析正确的是( ) A．鸡蛋所受浮力不变 B．鸡蛋所受重力变大 C．杯底所受的压强不变 D．鸡蛋可能会慢慢上浮 【答案】D 2、（2016?六合区一模）用手将一重为8N的物体全部压入水中，物体排开的水重为10N，此时物体受到的浮力为 N；放手后物体将 （选填上浮、下沉或悬浮）；待物体静止时所受浮力为 N。 【思路点拨】根据阿基米德原理，物体所受浮力等于它排开的水重，物体的浮沉情况要根据浮沉条件来进行判断，确定了放手后物体的浮沉，再进一步判断变化后的浮力。 【答案】10，上浮，8 【解析】物体排开的水重就是它的浮力，因此，F浮=10N，大于重力8N，放手后物体将上浮。待物体静止时，会漂浮在水面上，物体的重力等于浮力，为8N，故答案为：10，上浮，8。 【总结升华】浮沉条件是我们应该熟知的重要知识，根据它可以判断物体浮沉，也可以在已知浮沉的情况下判断浮力与重力的关系。 类型二、浮沉条件的应用 3、体积为7×103m3的潜水艇悬浮在海水中时，所受的浮力是 N（g=10N/kg，ρ海水=1.03×103kg/m3）；把水舱中的水排出一部分后，潜水艇将上浮，在未露出水面之前，潜水艇所受的浮力 （填“变大”“变小”或“不变”），潜水艇上浮的原因是 。 【思路点拨】由浮力的计算公式可求得潜水艇所受浮力；根据浮力公式可知潜水艇上浮时所受浮力的变化；由潜水艇的原理可知潜水艇上浮的原因。 【答案】7.21×107；不变；排出水后，潜水艇的重力小于浮力。 【解析】潜水艇在海水中所受浮力F=ρ海水gV=1.03×103kg/m3×10N/kg×7×103m3=7.21×107N；将水排出一部分后，由于潜水艇的重力减小，浮力大于重力，故潜水艇上浮；潜水艇之所以能上浮是因为将水舱内的水排出后，潜水艇自身的重力减小，浮力大于重力，故上浮。 【总结升华】潜水艇为物体浮沉条件的典型应用，应掌握其原理。 举一反三： 【变式1】如图，体积相同的氢气球和空气球，释放前它们所受浮力的大小关系是 ；刚释放时，氢气球上浮，而空气球却浮不起来，这
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