第7课 浮沉条件-2021-2022学年九年级物理上册专项讲义（上海沪教版）

第7课 浮沉条件 1. 理解物体的漂浮、悬浮、下沉的浮力与重力的关系 2. 熟悉物体沉浮条件的应用 知识点01 物体的浮沉条件 一、物体的浮沉条件 判断物体浮沉的条件：通常情况下，判断物体的浮沉有两种方法：一是根据力的关系来判断，即根据浮力和重力的大小关系，结合浮沉条件来判断；二是根据物体密度与液体密度的关系来判断。 判断方法 比较F浮和G物 比较ρ液和ρ物 上浮 F浮>G物 ρ液>ρ物 悬浮 F浮=G物 ρ液=ρ物 下沉 F浮<G物 ρ液<ρ物 解读：总有同学认为“上浮的物体受到的浮力大，下沉的物体受到的浮力小”，这种说法是不正确的。事实上物体的沉浮决定于物体受到的浮力和物体重力的大小关系，而不是只决定于物体受到的浮力大小。大石块受到的浮力再大，只要还小于自身的重力，就不会上浮；小木块受到的浮力再小，只要还大于自身的重力，就不会下沉。 悬浮与漂浮有相似之处，也有重要区别。相似之处是：物体都处于平衡状态，各自所受重力和浮力是大小相等的一对平衡力。重要区别是：（1）它们在液体中的位置不同，悬浮是物体可以静止在液体内部任一地方，而漂浮则是物体静止在液体表面上；（2）处于悬浮状态的物体，其密度与液体密度相等，处于漂浮状态的物体，其密度小于液体的密度，其体积大于物体排开液体的体积。 【即学即练1】一艘轮船从海里驶入河里，它受到的重力大小_____ ，它受到的浮力______ ；它排开水的体积_____ 。（填变大，变小或不变） 解析：轮船浮在海面上，F浮 = G ； 它驶入河里也浮在河面上：F′浮= G 。 ∵ G 不变，∴ F浮不变； F浮 = F′浮 　　　 ρ海水 g V排= ρ海水 g V′排， 　　　∵ ρ海水> ρ海水 ， ∴ V排 >V′排 答案：不变；不变；变小 【即学即练2】如图所示，甲容器内只有水，乙容器内有冰块漂浮在水面上，丙容器中悬浮着一个小球，三个相同的容器内水面高度相同。则下列说法正确的是 A．冰块的密度大于球的密度 B．若向丙容器中加入酒精，小球受到的浮力变小 C．水对三个容器底的压力不同 D．三个容器中，甲容器对水平桌面的压力最小 【答案】B 【解析】A．冰块漂浮在乙容器中， ，小球悬浮在丙容器中， ，所以 ，故A错误；B．小球悬浮在丙容器中， ，如果向丙容器中加入酒精，则液体密度减小，由 可知，物块受到的浮力变小，小球将下沉，故B正确；C．由题意可知，水的密度ρ与深度h都相同，由液体压强公式： 可知， ，由 可知，水对容器底的压力： ，由于压强与容器底面积都相同，则水对容器底的压力： ，故C错误；D．在乙容器中，根据作用力和反作用力，容器（包括水和玻璃杯）施加给冰块一个竖直向上的浮力即 ，冰块会反过来施加给容器（包括水和玻璃杯）一个竖直向下的压力即 ，而 ，这个压力会通过容器传导给桌面．冰块因为漂浮，所以 。所以，甲容器对于桌面的压力 ，乙容器对桌面的压力 ，因为 ，因此，甲容器对于桌面的压力等于乙容器对桌面的压力；同理丙容器对于桌面的压力等于甲容器对桌面的压力，故D错误。 知识点02 物体沉浮条件的应用 （1）轮船是采用空心的方法来增大浮力的。轮船的排水量：轮船满载时排开水的质量。轮船从河里驶入海里，由于水的密度变大，轮船浸入水的体积会变小，所以会上浮一些，但是受到的浮力不变（始终等于轮船所受的重力）。 （2）潜水艇是靠改变自身的重力来实现上浮或下潜。 （3）气球和飞艇是靠充入密度小于空气的气体来实现升空的；靠改变自身体积的大小来改变浮力的。 （4）密度计是漂浮在液面上来工作的，它的刻度是“上小下大”。 注意：轮船在不同的水中（如江水、海水）都处在漂浮状态所受浮力相等；潜艇靠改变自身重力实现浮与沉，在没有露出水面之前潜水艇受到的浮力不变。气球升空时气球里充密度小于空气的气体。 【即学即练3】 海权握，国则兴，建设一支强大的海军是实现中国梦的有力保障，潜水艇是海军的战略重器。如图所示是我国海军某舰队的“强国号”潜水艇在海中悬浮、上浮、漂浮的训练过程，下列对此潜水艇分析正确的是 A．上浮过程中所受浮力逐渐变大 B．悬浮和漂浮时所受的浮力相等 C．漂浮时排开的海水所受的重力最小 D．漂浮时潜水艇底部所受海水压强最大 【参考答案】C 【详细解析】潜艇上浮过程中，露出水面前，V排不变，根据F浮=ρ液gV排可知，潜艇所受浮力不变；逐渐露出水面时，V排减小，潜艇所受浮力减小；选项A错误．由图可知，悬浮时排开海水的体积大于漂浮时排开海水的体积，由F浮=ρ液gV排可知，潜艇悬浮时所受浮力大，即F悬浮>F漂浮，选项B错误．根据阿基米德原理可知，浮力等于排开液体所受的重力；由B项可知F悬浮>F漂浮，所以漂浮时排开海水所受的重力最小，选项C正确．由图可知