1.能根據二力平衡條件和力與運動的關系描述物體的浮沉條件
3.運用物體的浮沉條件解釋生產、生活中的一些現象
2.能通過改變物體所受的重力或浮力的大小，使物體在液體或氣體中處于不同的浮沉狀態(tài)
浸沒在液體中的物體都會受到浮力的作用，但是有的物體上浮，有的物體下沉，有的物體還會懸浮在液體中。這是為什么?
要分析物體受到的合力情況
知識點1 物體的浮沉條件
F浮= G排= ρ液V排gG = m物g = ρ物V物g
不飽滿種子：ρ種＜ρ鹽水
飽滿種子：ρ種＞ρ鹽水
如圖所示，將新鮮的雞蛋分別浸沒在盛有水和鹽水的容器中，觀察雞蛋在容器中的位置。
物體在液體中的沉浮取決于物體所受的浮力和重力的大小，即它們的合力。 通過改變重力或浮力的大小，可以改變物體的浮沉狀態(tài)。 當F?。綠 時， 物體上浮，最終會漂浮； 當F?。糋 時， 物體下沉，最終沉底； 當F?。紾 時， 物體處于懸浮或者漂浮狀態(tài)。
懸浮與漂浮的區(qū)別與聯系
F浮= G排= m排g =ρ液gV排
解析：（1）將物體浸沒在水中，V排=V物=100 cm3=1×10-4 m3， F浮 = ρ水V排 g = 1.0×103 kg/m3×1×10-4 m3×10 N/kg =1 N； （2）G = mg = 0.09 kg×10 N/kg = 0.9 N， 因為F?。綠，所以松手后物體將上浮； （3）物體靜止時，處于漂浮狀態(tài)，受到的浮力F浮′=G=0.9 N， 排開水的重力：G排′=F浮′=0.9 N， 排開水的質量：
例1、一物塊的質量為90 g，體積為100 cm3，現將它浸沒在水中，物體所受的浮力為___N，松手后，物體將會____（上浮/下沉/懸?。?，最終靜止時物體排開水的質量______g。（g=10 N/kg，ρ水=1.0 g/cm3）
知識點2 浮力的應用
人類從遠古時代就開始利用浮力了，最初可能是抱住或騎在一段樹干上順水漂流，這是人類最早的航行方式。后來人們就發(fā)明了船。它能承載更多的人和物。
據《明史·鄭和傳》記載，1405年鄭和下西洋時乘坐的木船長約為147m，是當時世界上最大的木船。
橡皮泥的密度比水大，它在水中會下沉。根據阿基米德原理，怎樣把橡皮泥做成一條小船，使它能漂浮在水面上，并能承載重物。
捏成瓢狀，橡皮泥排開的水的體積變大，因而受到較大的浮力，所以能漂浮在水面上。
輪船就是根據這個道理制造的。
輪船的大小通常用排水量來表示。
遼寧艦的排水量約為6萬噸，表示遼寧艦滿載時，艦載機和艦身的質量之和約為6萬噸。
排水量就是輪船裝滿貨物時排開水的質量：m排=m船+m貨。
例2、排水量為1000 t 的輪船在河水中航行，滿載時船及所裝貨物的重力為多少?所受河水的浮力是多少?如果河水的密度為1.0×103 kg/m3，船排開河水的體積是多少? g取10 N/kg。
（1）m總=m排=1000 t=1×106 kg，G總=m總g=1×106 kg×10 N/kg=1×107 N
（2）輪船漂浮，F浮=G總=1×107 N
（3）輪船排開河水體積：
練習1.一艘輪船從海里駛入河里，它受到的重力大小_____，浮力大小_____，排開水的體積_____（均選填“變大”“變小”或“不變”），船身_____一些。
解析： 輪船浮在海面和河面上，F浮海 = G ，F浮河= G 。 ∵ 輪船G 不變，∴ F浮不變，即： F浮海 = F浮河　 由阿基米德原理有： ρ海水 g V排海= ρ河水 g V排河，　 而∵ ρ海水> ρ河水 ， ∴ V排海 ＜V排河
潛水艇的艇身裝有水艙，向水艙充水時，潛水艇變重，逐漸潛入水中。當水艙充水后潛水艇重等于同體積的水重時，它可以懸浮在水中。當用壓縮空氣將水艙里的水排出一部分時，潛水艇變輕，從而上浮。
靠改變自身重力實現浮沉
充入或排出密度較小的氣體來實現升降
練習2.一個飛艇充入氣體后的質量是1.5 t，體積為1500 m3。當飛艇懸浮在空中時，它裝了多少貨物?空氣的密度取1.29 kg/m3。g取10 N/kg。
解析： 由阿基米德原理知飛艇受到的浮力： F浮=ρ空氣 g V排 = 1.29 kg/m3 ×10 N/kg×1500 m3=1.935×104 N　 飛艇懸浮有：F浮= G艇+G貨， 而G艇=mg=1.5×103 kg×10 N/kg=1.5×104 N　 ∴ G貨= F?。璆艇=1.935×104 N－1.5×104 N=4.35×103 N
漂浮 F浮 ＝G
測量時可以根據液面所處的位置直接讀出液體的密度值
例3、如圖所示的自制簡易密度計是把吸管的下端密閉并纏繞一段銅絲做成的。將其放入盛有不同液體的兩個燒杯中，它會豎直立在液體中。由觀察到的現象判斷甲、乙哪杯液體的密度大，說出你的理由。
甲 乙
解析：密度計在不同液體中都漂?。篎浮 ＝G 。
同一支密度計的重力不變，所以有 ρ甲 g V排甲= ρ乙 g V排乙
由圖知，V排甲 ＞V排乙∴ρ甲＜ ρ乙。
上?。篎浮＞G物，ρ液＞ρ物
輪船（漂?。?、潛水艇（改變自身重力來浮沉）、氣球和飛艇（充入密度小的氣體升空）、密度計（漂浮）
懸?。篎浮＝G物，ρ液＝ρ物
下沉：F?。糋物，ρ液＜ρ物
沉底：F?。紾物－F支
1.重為15 N的物體，浸沒于裝滿水的容器中后，溢出了5×10﹣4 m3的水。則此物體是（ ） A．浮在水面上 B．沉到水底 C．懸浮在水中 D．以上幾種情況都有可能
解析：根據阿基米德原理 F浮 = ρ水 gV排 =1.0 ×103 kg/m3 ×10 N/kg×5×10﹣4 m3 =5 N＜15 N ∵ F浮＜ G ∴物體下沉
2.一個木塊的體積為200 cm3，密度為0.8×103 kg/m3。把它浸沒在水中后由靜止釋放，這個木塊為什么不能懸浮在水中？木塊最終漂浮在水面上時，浸在水中的體積是多少？g取10 N/kg。

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第3節(jié) 物體的浮沉條件及應用

版本： 人教版（2024）

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