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第3节物体的浮沉条件及应用一、物体的浮沉条件浮沉类型F浮和G关系ρ液和ρ物关系上浮(如图甲)F浮Gρ液ρ物下沉(如图乙)F浮Gρ液ρ物悬浮(如图丙)F浮=Gρ液=ρ物漂浮(如图丁)(上浮的结果)F浮=Gρ液ρ物二、浮力的应用1.轮船(1)采用空心的办法,增加排开水的体积,增大受到的浮力。(2)排水量是指轮船装满货物时排开水的质量。2.潜水艇:靠水舱充水、排水改变自身重力来实现上浮或下沉。3.气球和飞艇:里面充的气体密度小于空气密度,靠改变自身的体积,来改变浮力的大小,实现升降。正确理解物体的浮沉条件(1)物体的浮沉取决于物体受到的浮力和重力的相对大小关系,单独考虑重力或浮力无法判断物体的浮沉。(2)物体在上浮、下沉的过程中受非平衡力作用。下沉的结果是沉到液体底部;上浮的结果是漂浮在液面上。(3)漂浮与悬浮的共同点:浮力等于重力,在平衡力的作用下,静止不动。漂浮与悬浮的不同点:漂浮是物体在液面上的平衡状态,此时物体的一部分浸入液体之中;悬浮是物体浸没在液体内部的平衡状态,整个物体浸没在液体中。处于悬浮状态的物体,其密度与液体密度相等,V排=V物;处于漂浮状态的物体,其密度小于液体密度,V排V物。【例题】一个李子的体积约为60cm3,质量约为66g,若把李子放入水中静止时将(选填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)。一个西瓜的体积为6×103cm3,所受重力为55N,若把西瓜浸没在水中后放手,当西瓜静止时所受浮力为N。(g取10N/kg)解析(1)李子的重力G=mg=0.066kg×10N/kg=0.66N;李子全部浸没时受到的浮力F浮=ρ水gV排=103kg/m3×10N/kg×60×10-6m3=0.6N。因为F浮G,所以李子放入水中后会下沉。(2)将西瓜浸没在水中时,V排'=V物'=6×103cm3=6×10-3m3,西瓜受到的浮力F浮'=ρ水gV排'=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-3m3=60N,西瓜所受重力为55N,因F浮'G',所以,西瓜将上浮,最终处于漂浮状态,漂浮受到的浮力F浮″=G'=55N。答案沉底5512345一、物体的浮沉条件1.如图所示,海面上航行着两艘相同的轮船甲、乙,甲船空载,乙船满载。那么()A.甲船所受浮力比重力大B.乙船所受浮力比重力小C.甲船所受浮力比乙船大D.乙船所受浮力比甲船大答案解析解析关闭解析两艘轮船都处于漂浮,浮力都等于各自的重力,但乙船满载,总重力较大。答案解析关闭D123452.一个质量是60g的鸡蛋悬浮在盐水中不动时,它受到的浮力是N,如果往盐水中注入清水,鸡蛋将(选填“下沉”“上浮”或“不动”,g取10N/kg)。答案解析解析关闭鸡蛋悬浮在盐水中,F浮=G=mg=0.06kg×10N/kg=0.6N,如果往盐水中注入清水,盐水密度变小,根据公式F浮=ρ液gV排可知鸡蛋所受浮力变小,鸡蛋将下沉。答案解析关闭0.6下沉123453.如图所示是鸡蛋在盐水中浮沉的几种情况:(1)鸡蛋在盐水中受到力和力的作用。(2)鸡蛋处于不同状态是由于力发生了变化。(3)比较鸡蛋在各种状态下受到的浮力和重力的大小,我们可以归纳出物体的浮沉条件:12345当物体受到的浮力F浮物体所受重力G时,浸在液体中的物体就会上浮。当物体受到的浮力F浮物体所受重力G时,浸在液体中的物体就会下沉。当物体受到的浮力F浮物体所受重力G时,物体悬浮在液体中或漂浮在液面上。答案答案关闭(1)重浮(2)浮(3)大于小于等于12345二、物体的浮沉条件的应用4.鱼体内有一器官叫鱼鳔,鱼在水中可以自由地沉浮,就是靠改变鱼鳔的体积来实现的。当一只鱼在水中沉浮时,你认为它主要是改变()A.所受的重力B.所受的浮力C.水的密度D.无法确定答案解析解析关闭当鱼鳔的体积改变时,鱼排开水的体积也改变了,水的密度不变,所以是改变了鱼受到的浮力。答案解析关闭B123455.中国辽宁号航空母舰出海试航,当航母在平静的水面航行时,它所受的浮力(选填“大于”“等于”或“小于”)它的总重力。当航空母舰上舰载飞机起飞后,它排开水的体积(选填“增大”“减小”或“不变”)。答案解析解析关闭因为航母漂浮,所以它受到的浮力等于它的总重力;舰载飞机从航母上起飞后,航母的总重力减小,根据漂浮物体的重力等于自身重力,所以浮力将减小,由阿基米德原理可知排开水的体积会减小。答案解析关闭等于减小