第七讲--水的浮力(二)

第七讲 水的浮力(二)

【知识整理】

一、浮力知识网络

二、物体的浮沉条件：

设想一物体浸没于液体中，如图1—25所示，对浸没在液体中的物体进行受力分析可能出现三种不同情况:

(1)当F 浮>G 时，根据力和运动的关系，可知物体将 ，当部分体积露出液面时，排开体积减小，受到浮力减小，最后F 浮＝G ，物体处于 状态。

(2)当F 浮＝G 时，由于物体受平衡力作用，物体处于 状态，此时物体可以停留在液体内部任一位置。 (3)当F 浮

三、解决浮力问题的几种方法：

（1）称量法：用弹簧秤称得物体在空气中的重力为G ，再将物体浸入水中，读得弹簧秤的示数为F ，那么两次弹簧秤的示数差，就等于物体浸在水中时所受浮力的大小，即：F 浮＝G －F 。 （2）阿基米德原理法：F 浮＝G 排液＝ρ液gV 排。 （3）压力差法：F 浮＝F 向上－F 向下。

（4）漂浮或悬浮条件法：若物体在液体中处于悬浮或漂浮状态，则F 浮＝G 物，即ρ液gV 排＝ρ物gV 物。

浮沉状态 受力情况 V 排和V 物的关系 ρ物和ρ液的关系 上浮 F 浮>G 物 上浮到漂浮时V 排ρ液 悬浮 F 浮＝G 物 V 排=V 物 ρ物=ρ液 漂浮

F 浮＝

G 物

V 排

ρ物<ρ液

1.定义：浸在液体中的物体，受到液体对它向__________的托力

2.浮力产生原因：物体受到液体对它上、下表面的压力差。

3.阿基米德原理：（1）内容： 。

(2)公式：_______________，由公式可知，浮力只与____和____有关，而与放入液体中的物体的重力、密度、体积、形状、所处位置和全部浸没时的深度均无关。

浮力

4.计算浮力的方法

1．称重法：F 浮=G-F 拉

2．压力差法：F 浮=F 上-F 下

3．阿基米德原理：F 浮=G 排=ρ液gV 排 4．利用浮沉条件（平衡法）

四、物体沉浮条件的应用

1.密度计：①采用物体漂浮在液面时F 浮=G 计和F 浮＝ρ液V 排液g 原理工作的

②密度计上的刻度线不均匀，读数“上(浸得深)小下(浸得浅)大”。

2.船：①轮船用密度大于水的材料制成，必须做成空心，虽然受到的重力不变，但体积增大很多，排开更多的水，达到增大浮力F 浮＝ρ液V 排液g ，最终使F 浮=G 船，浮在水面。

②a 、轮船由江河驶入海里：所受的重力不变，浮力不变，轮船将上浮一些（吃水浅些）。 b 、轮船由大海驶入江河里：重力不变，浮力不变，轮船将下沉一些（吃水深些）。

C 、轮船的排水量是指轮船满载时排开的水的质量，即：排水量＝船自身的质量＋满载时货物的质量。 3.潜水艇：①采用：浸没水中后浮力不变，靠改变自身重力(向水舱充水或排水)来实现沉浮。

②潜水艇在水面下无论在上浮、下沉，受到的浮力不变。a 当向水舱充水时，潜水艇的重力增大，当重力大于浮力，即ρ平均＞ρ水，潜水艇下沉;b 当重力等于浮力即ρ平均=ρ水时,潜水艇悬浮；而排水时，重力减小，当重力小于浮力，即ρ平均＜ρ水，则潜水艇上浮。

4.气球和飞艇：①采用充密度比空气小的气体（氢气、氦气、热空气）的办法，使它受到的浮力大于重力而升空。升空时ρ平均<ρ空气。

②气球和飞艇重力不变，靠改变自身的体积来实现浮沉的。如减小体积,则有F 浮

【经典例题】

[例1]如图所示，一只漂浮在水面上的碗中装有若干石子。现将石子全部投入水中后，水面将( )

A.保持不变

B.升高一些

C.降低一些

D.都有可能

[例2]一艘质量为1500吨的轮船，装上5×103

吨货物后刚好满载，它此时受到的浮力和轮船的排水量分别是( )

A.1.47×103

牛，1500吨 B.3.43×103

牛，3500吨 C.4.9×103

牛，5000吨 D.6.37×103

牛，6500吨

[例3]用同一支密度计测甲、乙、丙三种液体的密度，如图所示，则甲、乙、丙三种液体的密度及密度计在三种液体中所受浮力大小关系如何?

[例4]有一体积是2分米3

、密度是0.6×103

千克／米3

的木块，用绳子将它拴在水池底部的钩子上，如图所示。如果绳子断了，木块就上浮到水面。问:

(1)木块在上浮过程(未露出水面)中，受到浮力的大小是否会发生变化?

(2)木块漂浮在水面时露出液面的体积多大?

[例5]现有甲、乙两种实心物体，已知ρ甲＝1.2×103千克／米3，ρ乙＝0.8×103千克／米3，ρ水＝1.0×103千克／米3。

(1)当取相同质量的甲、乙两种固体，投入到水中，甲和乙两物体所受浮力之比F甲:F乙是多少?

(2)当取相同体积的甲、乙两种固体，投入到水中，则甲和乙两物体所受浮力之比F＇甲:F＇乙是多少?

[例6]如图所示，一木块上面放着一实心铁块A，木块顶部刚好与水面相

平，在同样的木块下挂另一铁块B，木块也刚好全部浸在水中，则A、B

两铁块的体积比是多少?(ρ铁＝7.8×103千克／米3，ρ水＝1.0×103千克

／米3)

【基础训练】

1.体积是5分米３的铁球重39.2牛，将它浸没在水中，它将（）

A.上浮

B.下沉

C.悬浮

D.无法判断

2.把一个质量为100克的小球浸入一个盛满水银的烧杯中，待小球静止后，有80克水银被溢出，则该小球（）

A.一定漂浮在液面

B.一定下沉到烧杯底部

C.可能漂浮在液面

D.可能悬浮在水银中

3.浸没在液体中的物体，它在液体中的深度越深，受到的浮力( )

A.越大

B.越小

C.不变

D.都有可能

4.两只完全相同的烧杯，一只装满水，另一只也装满水，但水面上漂浮着一块木块，如果将它们同时放在一台已调平的天平左右两盘上，则 ( )

A.天平平衡

B.天平不平衡，有木块的一边轻

C.天平不平衡，有木块的一边重

D.因不知木块重，所以无法判断天平是否能平衡

5.一只实心球浸没在水中，则实心球 ( )

A.一定下沉

B.一定上浮

C.一定悬浮

D.都有可能