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1、第4节 物体浮沉条件及其应用1.物体的浮沉物体的浮沉悬浮悬浮:是指物体停留在液体内部任何地方的状态是指物体停留在液体内部任何地方的状态,它是一种它是一种平衡状态平衡状态.因为浮力的大小与浸入液体的深度无关因为浮力的大小与浸入液体的深度无关,因此物因此物体能停留在液体中的任何深度体能停留在液体中的任何深度.悬浮是一种静止状态悬浮是一种静止状态.上浮上浮:是指浸在液体中的物体是指浸在液体中的物体,当它所受的重力小于它当它所受的重力小于它受到的浮力时受到的浮力时,它就要向上运动它就要向上运动,直到物体部分露出液直到物体部分露出液面面,浮力减小到等于重力时变为静止的现象浮力减小到等于重力时变为静止的现
2、象.上浮不是上浮不是指浮在液面上的状态指浮在液面上的状态,而是一个运动过程而是一个运动过程.下沉下沉:是指浸在液体中的物体是指浸在液体中的物体,当它所受的重力大于它受到当它所受的重力大于它受到的浮力时的浮力时,它就要向下运动它就要向下运动,直到与容器底部接触变为静止直到与容器底部接触变为静止的现象的现象.下沉也是一个运动过程下沉也是一个运动过程.综上所述综上所述,可以得出以下结论可以得出以下结论:(1)当当FG时时,物体会上浮物体会上浮.(2)当当FG时时,物体会下沉物体会下沉.(3)当当F=G时时,物体会悬浮物体会悬浮.2.物体的悬浮物体的悬浮漂浮是指物体一部分没入液体中，一部分浮在液面上，
3、漂浮是指物体一部分没入液体中，一部分浮在液面上，它是一个平衡状态，这时液体受到的浮力等于它受到的它是一个平衡状态，这时液体受到的浮力等于它受到的重力，这两个力方向相反，是一对平衡力，因此物体保重力，这两个力方向相反，是一对平衡力，因此物体保持静止状态。持静止状态。漂浮和悬浮都是在平衡力作用下的静止状态，但是悬浮漂浮和悬浮都是在平衡力作用下的静止状态，但是悬浮指的是物体完全浸入液体中，漂浮指的是物体部分浸入指的是物体完全浸入液体中，漂浮指的是物体部分浸入液体中。液体中。3.物体的密度与浮沉的关系物体的密度与浮沉的关系对于浸在液体里的物体对于浸在液体里的物体,当物体的密度大于液体密度时当物体的密度
4、大于液体密度时,物体将下沉物体将下沉;当物体密度小于液体密度时当物体密度小于液体密度时,物体将上浮物体将上浮;当物体密度等于液体密度时当物体密度等于液体密度时,物体将悬浮在液体里物体将悬浮在液体里.4.例题例题1:由密度大于水的某物质制成的小球由密度大于水的某物质制成的小球,用手置于盛用手置于盛满水的烧杯底部满水的烧杯底部,使它完全浸没使它完全浸没,放手后其物理现象是放手后其物理现象是()A.小球上浮小球上浮 B.小球静止不动小球静止不动 C.小球悬浮小球悬浮 D.无法判断无法判断例题例题2：将一个重为：将一个重为G的实心金属球放入水中静止时它的实心金属球放入水中静止时它对容器底部的压力是它受
5、到的浮力的对容器底部的压力是它受到的浮力的4倍。求倍。求:（1）金属球的密度）金属球的密度;(2)此金属球受到多大向上的拉力此金属球受到多大向上的拉力时时,它对容器底部的压力恰好为零它对容器底部的压力恰好为零?有关浮力的计算及方法有关浮力的计算及方法1.用公式法计算浮力。用公式法计算浮力。阿基米德原理的公式：阿基米德原理的公式：F浮浮=液液gV排排 如如图图所示，在水中有形状不同，体所示，在水中有形状不同，体积积都是都是100厘米厘米3的的A、B、C、D四个物四个物块块，A的体的体积积有有2/5露出水面，露出水面，D的底面与的底面与容器底容器底紧紧密密贴贴合，求各个物合，求各个物块块所受的浮力
6、。所受的浮力。2、用弹簧称示数相减法计算浮力。、用弹簧称示数相减法计算浮力。F浮浮=G-G例题例题2：一个金属球在空气中称时，弹簧称的读数为：一个金属球在空气中称时，弹簧称的读数为14.7牛顿；浸没在水中称时，弹簧称的读数为牛顿；浸没在水中称时，弹簧称的读数为4.9 牛顿。牛顿。求：（求：（1）金属球浸没在水中时所受到的浮力是多少？）金属球浸没在水中时所受到的浮力是多少？（2）金属球的体积是多少？（）金属球的体积是多少？（3）金属球的密度是多少？）金属球的密度是多少？3、用压力差法求浮力或求液体压力。、用压力差法求浮力或求液体压力。例题例题3:有一个体积是有一个体积是2分米分米3的正方体浸没在
7、水中，其下的正方体浸没在水中，其下表面受到水向上的压力是表面受到水向上的压力是29.4牛顿，则正方体上表面受牛顿，则正方体上表面受到水向下的压力是到水向下的压力是 牛顿。牛顿。4.用平衡法解浮体问题。用平衡法解浮体问题。例题例题4:有一方木块，当它浮在水面时，露出水面的部分有一方木块，当它浮在水面时，露出水面的部分是它总体积的五分之二，这块方木的密度是多大？是它总体积的五分之二，这块方木的密度是多大？5.用浮沉条件判定物体的浮沉情况。用浮沉条件判定物体的浮沉情况。例例5水雷重水雷重4400牛顿，体积是牛顿，体积是500分米分米3，把它浸没在水，把它浸没在水中，中，则水雷将则水雷将 ，它静止时受
8、到的浮力是，它静止时受到的浮力是 。课外练习：课外练习：1有一金属球在空气中称时，弹簧称的读数为有一金属球在空气中称时，弹簧称的读数为14.7牛顿，牛顿，将其一半浸在水中称时，弹簧称的读数为将其一半浸在水中称时，弹簧称的读数为9.8牛顿，已知牛顿，已知该金属的密度是该金属的密度是2103 千克千克/米米3，问：这个金属球是空，问：这个金属球是空心的还是实心的？心的还是实心的？2体积相等的甲、乙两物体，其密度分别是体积相等的甲、乙两物体，其密度分别是0.8103千千克克/米米3和和1.2103千克千克/米米3，同时投，同时投 入水中，静止后所受入水中，静止后所受浮力之比为浮力之比为 ；若两物体的
9、质量相等，则在水中静止；若两物体的质量相等，则在水中静止后所受浮力之比为后所受浮力之比为 。3重力为重力为49牛顿的金属球，密度为牛顿的金属球，密度为5103千克千克/米米3，如，如果使这个金属球能恰好悬浮在水中，必须做成空心，那果使这个金属球能恰好悬浮在水中，必须做成空心，那么空心部分的体积是多少？么空心部分的体积是多少？4如如图图，同一球体分，同一球体分别别置于三种不同液体中的置于三种不同液体中的结结果，果，设设球体在三种液体中所受浮力分球体在三种液体中所受浮力分别为别为FA、FB、FC，试试比比较较它它们们的大小关系。的大小关系。5体积为体积为30厘米厘米3，质量为，质量为24克的物体，
10、放入装满水的溢克的物体，放入装满水的溢水杯中，溢出水的质量是水杯中，溢出水的质量是 克。克。6漂浮在水缸中的一小木盒，里面有一块石头，如果漂浮在水缸中的一小木盒，里面有一块石头，如果将石头从木盒中取出扔到水缸里，问缸内水面高度有何将石头从木盒中取出扔到水缸里，问缸内水面高度有何变化？试说明理由。变化？试说明理由。7旅游用的游艇上常常备有救生衣（一种颜色鲜艳的旅游用的游艇上常常备有救生衣（一种颜色鲜艳的背心，并用密度比较小的发泡材料做成内胆），请你用背心，并用密度比较小的发泡材料做成内胆），请你用下面给定的要求和数据来设计救生衣：下面给定的要求和数据来设计救生衣：(1)按能救护的人的质量为按能救
11、护的人的质量为80千克设计；千克设计；(2)为了保护人的安全，穿上该救生衣能使人的体积的为了保护人的安全，穿上该救生衣能使人的体积的15%的体积露出水面；的体积露出水面；(3)发泡材料的密度为发泡材料的密度为001103千克千克/米米3；(4)做救生衣的面料及其他辅料的质量不计；做救生衣的面料及其他辅料的质量不计；(5)人的密度可近似地取人的密度可近似地取1103千克千克/米米3。请计算做一件这种救生衣的发泡材料的最小质量。请计算做一件这种救生衣的发泡材料的最小质量。8.一根绳子能承受的最大拉力是一根绳子能承受的最大拉力是196牛，用它拉一个浸牛，用它拉一个浸没在水中的质量为没在水中的质量为27千克的铝块，如果铝块在水中匀速千克的铝块，如果铝块在水中匀速上升（不计水的阻力），问：（上升（不计水的阻力），问：（1）铝块全部浸没在水中）铝块全部浸没在水中时，绳对它的拉力有多大？（时，绳对它的拉力有多大？（2）铝块露出水面的体积为）铝块露出水面的体积为多大时，绳子会被拉断？多大时，绳子会被拉断？
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