物体的浮沉条件及应用(基础)知识讲解及巩固练习.doc

物体的浮沉条件及应用（基础）
【学****目标】
　　1、知道物体的浮沉条件；
　　2、知道浮力的利用；
　　3、了解轮船的漂浮原理、潜水艇的浮沉原理、气球飞艇的升降。
【要点梳理】
要点一、物体的浮沉条件（高清课堂《浮力的应用》）
浸没在液体中的物体受到竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮。而物体的运动状态取决于受力情况，物体的浮沉就取决于它所受的浮力与重力的关系。
要点诠释：
1．当F浮>G时，合力方向竖直向上　 上浮
　　当F浮=G时，合力为零　　 　 悬浮
　　当F浮<G时，合力方向竖直向下　 下沉
2．对于实心的物体，由，，浸没时，所以当时， F浮>G 物体上浮；当时， F浮=G， 物体悬浮；当，F浮<G 物体下沉。
3．物体上浮、下沉是运动过程，在此过程中受非平衡力作用，下沉的最终状态是沉到液体底部；上浮的最终状态是浮出液面，最后漂浮在液面，漂浮和悬浮的共同特点都是浮力等于重力(F浮=G)。在平衡力作用下静止不动，不同点是排开液体的体积不同，漂浮时物体的体积大于排开液体的体积；悬浮时，物体的体积等于排开液体的体积。
4．物体浮沉各种状态比较表
浮沉状况
物理现象
运动状态
条件
物液密度关系
与的关系
浮
上浮
在液体中向上运动
向上运动
漂浮
浮在液面上
静止在液面上
悬
悬浮
停留在液体中任何深度的地方
静止在液体中
沉
下沉
在液体中向下运动
向下运动
沉底
停留在容器底部
静止在容器底部
要点二、物体浮沉条件的应用
从浮力利用的角度看，采用“空心”的办法可以增加可利用的浮力。即使现代化的轮船，也采用的是这种古老的办法。
要点诠释：
1．轮船
　　①轮船浮于水面，它们受到的浮力等于船的总重。
　　②轮船浮力的大小通常用排水量来表示，排水量是指轮船满载时排开的水的质量，根据漂浮条件知，排水量＝船自身的质量＋满载时货物的质量。
　　2．潜水艇
　　潜水艇是靠改变自身的重力来实现浮沉的，潜水艇为了实现升降，必须使浮力大小不等于重力，潜水艇在水下时，由于艇壳不能任意改变，因此浮力是不变的，要想控制上浮、下沉就只有改变自重，潜水艇两侧都有水舱，与高压气舱相连，高压气体能将水从水舱排出，减小潜水艇重力，当其小于浮力时潜水艇就上浮；当浮力大小等于重力，潜水艇可在水中任一位置保持静止，即悬浮；关闭高压气舱使进水口打开，在水压作用下水舱进水，自重增大到大于浮力时，潜水艇开始下沉。
　　
3．气球和飞艇
　　气球和飞艇是漂浮在空中的，部所充气体的密度必须小于空气的密度，一般充有氢气或氦气，充气时体积增大，浮力增大，当浮力增大到大于其重力时，气球和飞艇就上升；反之，排出一部分氢气或氦气时，气球和飞艇就下降，因此它们是通过改变体积来实现上升和下降的。
　　热气球是通过加热的方式使气球气体热膨胀，从而减小气体的密度，因此热气球只要停止加热，气球体积就会缩小，浮力减小，降回地面。
【典型例题】
类型一、物体的浮沉条件
1、如图所示，甲、乙两杯盐水的密度分别为ρ甲、ρ乙。将同一只鸡蛋先后放入甲、乙两杯中，鸡蛋在甲杯中处于悬浮状态，所受浮力为F甲；在乙杯中处于漂浮状态，所受浮力为F乙。则下列关系正确的是（　　）

A．ρ甲＞ρ乙 B．ρ甲＜ρ乙 C．F甲＞F乙 D．F甲＜F乙
【答案】B

【解析】鸡蛋在甲盐水中悬浮，所以鸡蛋的密度等于甲盐水的密度；在乙盐水中漂浮，所以鸡蛋的密度小于乙盐水的密度。因此乙的密度大于甲的密度，所以A错误，B正确。
鸡蛋在甲中悬浮，所以此时浮力等于重力；在乙中漂浮，浮力也等于重力，因此在甲和乙中所受浮力相等，所以CD都错误。
【总结升华】此题主要考查了浮沉条件，一定要掌握物体浮沉情况与密度的关系。
举一反三：
【变式】为探究物体的浮沉和有关因素的关系，小刚将一个鲜鸡蛋先放入一个装有大半杯清水的玻璃杯中，鸡蛋沉入杯底，然后向杯中逐渐加盐，在此过程中，下列分析正确的是(　 )
　　A．鸡蛋所受浮力不变　　　　 B．鸡蛋所受重力变大
　　C．杯底所受的压强不变　　　 D．鸡蛋可能会慢慢上浮
【答案】D
2、园园煮汤圆时发现，生汤圆放入锅，由于浮力 （选填“大于”或“小于”）重力而下沉；煮熟的汤圆因其部受热膨胀，浮力 （选填“增大”或“减小”），汤圆上浮。若一个汤圆的体积约为20cm3，那么它在上浮过程中（未露出水面）所受浮力约为 N（g取10N/kg）。
【答案】小于；