12. 物体浮沉条件应用 --2023-2024学年人教版物理八年级下学期

第十二讲 物体浮沉条件应用 考点一.物体的浮沉条件 1.液体中常见的三种浮沉现象（1）物体上浮，最终漂浮在液面上； （2）物体悬浮，可以静止在液体中的任何位置； （3）物体下沉，最终沉入底部。 2.物体的沉浮条件 （1）物体在液体中的沉浮不取决于受到浮力的大小，而是取决于物体所受 力和 力的大小关系。 状态 物体浸没在液体中 物体部分浸在液体中 上浮 悬浮 下沉 漂浮 条件 F浮>G F浮=G F浮<G F浮=G 示意图 （2）密度与物体的沉浮 当实心物体浸没在液体中时，物体受到的浮力F= ，物体受到的重力G物= = ，比较F浮与G物的大小可得： ①当ρ液 ρ物，浸没时，F浮>G物，物体上浮直到漂浮在液面上； ②当ρ液 ρ物，浸没时，F浮<G物，物体下沉直到接触容器底部； ③当ρ液 ρ物，浸没时，F浮=G物，物体悬浮。 【归纳总结】实心物体的沉浮条件分析汇总 上浮 漂浮 悬浮 下沉 沉底 运动状态 向上运动 静止在液面上 静止在液体内任意深度处 向下运动 静止在容器的底部 条件 F浮>G物 F浮=G物 F浮=G物 F浮<G物 F浮+F支=G物 ρ液与ρ物的关系 ρ液>ρ物 ρ液>ρ物 ρ液=ρ物 ρ液<ρ物 ρ液<ρ物 V排与V物的关系 V排=V物（露出水面前） V排<V物 V排=V物 V排=V物 V排=V物 示意图 2.漂浮问题“五规律” 规律一 ：物体漂浮在液体中，所受的浮力 它受的重力； 规律二 ：同一物体漂浮在不同液体里，所受浮力 ； 规律三 ：同一物体在不同液体里漂浮，在密度大的液体里浸入的体积 ； 规律四 ：漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几； 规律五 ：将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力 液体对物体增大的浮力。 考点二、浮力的应用 1.增大和减小浮力的方法：由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，浸在液体中的物体受到的浮力大小由液体密度和排开的液体的体积决定，故可以从改变液体密度和改变排开的液体体积两方面改变浮力。 （1）增大浮力的方法：增大液体的 （在水中加盐并搅拌，可以使沉底的鸡蛋浮起来）； 增大 的体积（如，飞艇、万吨巨轮等）。 （2）减小浮力的方法： 减小 （如，可以采用加清水的方法减小盐水的密度，使悬浮在盐水中的鸡蛋下沉）； 减小 （如，将辅助气囊中的气体放出减小飞艇排开空气的体积，使飞艇降落）。 2.浮力的应用实例 应用 原理 特点 应用解读 轮船 采用空心的办法，增大排开水的体积，增大轮船受到的浮力 ①处于漂浮状态，重力不变，浮力都不变 ②海水、河水密度不同，轮船的吃水线不同（轮船在海里航行时浸在水下的体积较小） 沉浮状态 始终漂浮 满足条件 物体的漂浮条件： F浮=G 排水量 满载时排开水的质量：m排=m船+m货 载货量 满载时货物的质量：m货=m排-m船 潜水艇 靠改变自身重力，实现上浮和下沉 ①浸没在水中的潜水艇排开的水的体积不变，浮力不变。 ②在潜水艇浮出水面的过程中，因为排开水的体积逐渐减小，所以 浮力逐渐减小。 上浮 通过排水使G变小，F浮>G满足上浮条件 下潜 通过吸水使G变大，F浮<G满足下沉条件 气球和飞艇 气球和飞艇靠充入、排出密度较小的气体来实现升降 ①当F浮>G，气球（飞艇）可升上天空， ②若要降回地面，放出一部分气体，使排开空气的体积减小，浮力减小； ③对于热气球，加热时内部空气膨胀，一部分空气排出，球内空气密度变小，使浮力大于重力而上升 上浮 充入密度小的气体，F浮>G 下降 排出密度小的气体，F浮<G 密度计的结构及原理 1.构造：密度计是一根上部标有刻度，形状特殊的玻璃管；管下部的玻璃泡内封装小铅丸或水银（如图所示），使密度计能够直立在液体中。 2.原理：密度计在液体中呈 状态，所受浮力大小不变，都等于它受到的 。根据阿基米德原理 可知，液体密度较大时，V排较小，密度计露出液体的体积较大，反之较小，因而在玻璃管上刻上刻度即可直接读出相应液体密度的大小。所以密度计上的刻度值是上