物體沉浮因那般

陳波

物體的浮沉條件

浸在液體中的物體，如果沒(méi)有受到其他力的作用.那么，它只受到豎直向下的重力G和物體浸沒(méi)在液體中液體對(duì)它豎直向上的浮力F泓物體受到的重力G和所受浮力F浮的大小關(guān)系不同，物體的浮沉情況也就不同.

1.下沉：如果物體所受浮力小于物體所受的重力，即F浮

2.懸?。喝绻矬w所受浮力等于物體所受的重力，即F浮=G，物體可以停留在液體中的任意位置，也就是會(huì)懸浮在液體中.

3.上?。喝绻矬w所受浮力大于物體所受的重力，即F浮>G.物體將上浮，直至有一部分露出液面，使浮力減小，當(dāng)浮力減小到與物體所受的重力相等時(shí).物體受力平衡，此時(shí)物體會(huì)漂浮在液面上.

根據(jù)阿基米德原理F浮=p液gV排及物體所受重力G=mg=p物gV物，我們還可以把物體的浮沉條件整理成如下的形式：

1.漂?。篎浮=G，p物

2.上浮：F浮>G，p物

3.懸?。篎浮=G，p物=p液，物體可以停留在液體中的任意位置.此時(shí)V排=v物.

4.下沉：F浮p液，物體將下沉，直至最后沉入容器底部，此時(shí)v排=V物.

5.沉底：F浮p液，物體受到容器底部的支持力作用，F(xiàn)浮+F支=G，此時(shí)V排=V物·

注意：這里p物指的是物體的密度，而不是物質(zhì)的密度，如果物體是實(shí)心的，則物體的密度與物質(zhì)的密度相等.

赫判斷物體的浮沉

要判斷浸在液體中的物體的浮沉情況，有兩種典型的方法：一是根據(jù)物體所受的浮力和物體所受的重力的關(guān)系來(lái)判斷，二是根據(jù)物體的密度和液體的密度關(guān)系來(lái)判斷.這兩種方法無(wú)好壞優(yōu)劣之分，在研究實(shí)際問(wèn)題時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際情況，選擇合適的方法，

例1 某潛水艇在水面下隱蔽跟蹤某個(gè)目標(biāo).有時(shí)需要上浮，有時(shí)需要下沉，但都沒(méi)有露出水面，若該潛水艇下潛時(shí)所受浮力為F1，所受重力為G1，上浮時(shí)所受浮力為F2，所受重力為G2，則下列有關(guān)各力關(guān)系的說(shuō)法中，正確的是（）.

A. F1=F2，G1>G2

B.F1=F2，G1=G2

C. F1

D.F1>F2'G1

分析：由于潛水艇始終沒(méi)有露出水面，所以潛水艇排開(kāi)水的體積V排始終沒(méi)變，由于海水的密度p液不變，由阿基米德原理F浮=p液gv排可知，潛水艇所受浮力始終不變，即F1=F2又因?yàn)樯细r(shí)，潛水艇所受浮力大于所受的重力，即F2>C2，下沉?xí)r，潛水艇所受浮力小于所受的重力，即FlG2.

答案：A

比較物體所受浮力的大小

比較物體所受浮力大小的方法主要有兩種：

1.根據(jù)阿基米德原理F浮=p液gv排進(jìn)行比較.如果液體的密度p液相同，則比較物體排開(kāi)的液體體積v排，v排大的物體所受的浮力大；如果物體排開(kāi)的液體體積V排相同，則比較液體的密度p液，p液大的浸在其中的物體所受的浮力大.

2.根據(jù)物體的浮沉條件來(lái)比較物體所受浮力的大小.這種方法在各類考試中更常見(jiàn)，

例2如圖1所示，海監(jiān)部門(mén)在某海域放置浮標(biāo)以監(jiān)測(cè)水文變化.從春 季至夏季，海水溫度上升，海水體積膨脹導(dǎo)致密度變小，此過(guò)程中，若浮標(biāo)體積保持不變，則（）.

A.浮標(biāo)所受浮力變大，露出海面的體積變小

B.浮標(biāo)所受浮力變小，露出海面的體積變大

C.浮標(biāo)所受浮力不變，露出海面的體積變大

D.浮標(biāo)所受浮力不變，露出海面的體積變小

分析：浮標(biāo)始終漂浮在水面上，且浮標(biāo)所受的重力沒(méi)有發(fā)生變化，由漂浮條件F浮=G可知，浮標(biāo)所受的浮力始終沒(méi)變.但是，由于海水溫度上升、體積膨脹，導(dǎo)致海水的密度p液變小，由阿基米德原理F浮=p液gv排可知，V排將變大，即浮標(biāo)排開(kāi)海水的體積變大，露出海面的體積變小，

答案：D

浮沉條件的應(yīng)用

物體浮沉條件的應(yīng)用主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：

1.密度大于液體密度的物體，采用“空心”的辦法增大浮力，達(dá)到漂浮或懸浮的目的，例如輪船.

2.通過(guò)改變自身所受的重力，達(dá)到在水中上浮、懸浮或下沉的目的，例如潛水艇.

3.通過(guò)改變自身的體積，達(dá)到改變所受浮力，實(shí)現(xiàn)上浮、懸浮或下沉的目的，例如魚(yú).

例3 -艘輪船從重慶駛?cè)肷虾?，在上海碼頭卸下貨物后停泊，下列說(shuō)法正確的是（）.

A.輪船所受浮力減小，將上浮一些，輪船的“排水量”減小

B.輪船所受浮力減小，將上浮一些，輪船的“排水量”不變

C.輪船所受浮力不變，將下沉一些，輪船的“排水量”減小

D.輪船所受浮力減小，將下沉一些，輪船的“排水量”不變

分析：由于輪船始終漂浮在水面上，所以輪船所受浮力始終等于輪船所受的重力.輪船在上海碼頭卸下貨物后.所受重力減小，所以輪船所受浮力減小.由阿基米德原理F浮=p液gV排可知，p液不變，v排應(yīng)該減小，輪船將上浮一些.輪船的“排水量”是指輪船滿載時(shí)排開(kāi)水的質(zhì)量，對(duì)于任何一艘輪船來(lái)說(shuō)，其“排水量”是固定不變的.

答案：B

學(xué)即用.練一練：

1.為了延長(zhǎng)水果的存放時(shí)間，果農(nóng)先將水果浸沒(méi)在自己配制的保鮮液中，再用保鮮紙包住，就能存放比較長(zhǎng)的時(shí)間.若將同一個(gè)蘋(píng)果先后放入甲、乙兩種保鮮液中，靜止后蘋(píng)果的浮沉情況如圖2所示，則甲、乙兩種保鮮液的密度大小比較，正確的是（）.

A.甲保鮮液的密度大

B.乙保鮮液的密度大

C.兩種保鮮液的密度一樣大

D.條件不夠，不能比較

2.中國(guó)某新型核潛艇完全潛入海水中，受到的浮力是Fi，上表面受到的壓強(qiáng)是p1；排出一部分水后，潛艇緩慢上浮，但未露出水面，受到的浮力是F2，上表面受到的壓強(qiáng)是p2，則（）.

A. F1=F2，pl>p2

B.F1=F2，pl=p2

C. F1>F2，pl

D.F1

3.端午節(jié)那天，小明發(fā)現(xiàn)煮熟的咸鴨蛋有的沉在水底，有的浮在水面（如圖3所示）.若甲的體積比乙小，則下列分析合理的是（）.A.甲的質(zhì)量比乙大B.甲受到的浮力等于重力C.甲的密度比乙大D.乙受到的浮力大干重力參考答案：1.A 2.A 3.B