物体的沉浮条件

物体的浮沉条件及应用知识集结知识元物体的浮沉条件及其应用知识讲解物体在液体中的浮沉条件上浮：F浮＞G 悬浮：F浮=G 漂浮：F浮=G下沉：F浮＜G 沉底：F浮+N=G理解：研究物体的浮沉时，物体应浸没于液体中（V排=V物），然后比较此时物体受到的浮力与重力的关系。

如果被研究的物体的平均密度可以知道，则物体的浮沉条件可变成以下形式：①ρ物＜ρ液，上浮②ρ物=ρ液，悬浮③ρ物＞ρ液，下沉浮沉条件的应用潜水艇是通过改变自身的重来实现浮沉的；热气球是通过改变空气的密度来实现浮沉的；密度计的工作原理是物体的漂浮条件，其刻度特点是上小下大，上疏下密；用硫酸铜溶液测血液的密度的原理是悬浮条件。

此外，轮船、气球、飞艇等都是利用了沉浮条件的原理而设计的。

例题精讲物体的浮沉条件及其应用例1.（2019∙安丘市二模）如图所示，在两个完全相同的容器中装有甲、乙两种不同的液体，将体积相等的实心小球A、B、C分别放入两个容器中，放入小球后两个容器中的液体深度相同，且A、C两球排开液体体积相同，B球在甲液体中悬浮，在乙液体中下沉。

则下列选项错误的是（）A．甲液体比乙液体对容器底的压强大B．三个小球中密度最小的是C球C．如果把A、C两球对调，A球在乙液体中可能下沉D．A、C两球所受的浮力相等例2.（2019∙商丘二模）如图所示，A、B、C体积相同。

将它们放入水中静止后，A漂浮，B悬浮，C沉底。

则下列说法正确的是（）A．A所受的浮力大于B、C所受浮力B．B下表面所受的压力小于A下表面所受水的压力C．C所受的浮力一定等于B所受的浮力D．A、B所受的浮力相等且大于C例3.（2019∙开封一模）如图所示，在水平桌面上有甲乙两个相同的烧杯，烧杯内分别装有不同的液体，把同一个鸡蛋分别放入甲、乙两杯液体中，鸡蛋在甲杯中漂浮，在乙杯中沉底，两液面相平。

关于这一现象，下列说法中正确的是（）A．甲杯中的液体密度小于乙杯中的液体密度B．甲杯中的鸡蛋排开液体的重力大于乙杯中的鸡蛋排开液体的重力C．甲杯中的液体对杯底的压强等于乙杯中的液体对杯底的压强D．甲乙两个烧杯对水平桌面的压强相等例4.（2019春∙利辛县期末）小明同学利用饮料瓶和薄壁小圆柱形玻璃瓶制作了“浮沉子”，玻璃瓶在饮料瓶中的情况如图所示（玻璃瓶口开着并倒置），玻璃瓶的横截面积为S=1.5cm2，此时玻璃瓶内外水面高度差h1=2cm，饮料瓶内水面到玻璃瓶底部高度差h2=8cm，下列说法中正确的是（）（不计饮料瓶和小玻璃瓶中气体的重力，g=10N/kg，ρ水=1×103kg/m3）①用力挤压饮料瓶，发现玻璃瓶仍然漂浮在水面，此过程中h1减小、h2不变；②用力挤压饮料瓶，发现玻璃瓶仍然漂浮在水面，此过程中h1不变、h2增大；③空玻璃瓶的质量为3g；④空玻璃瓶的质量为13g。

一、物体浮沉的条件(1)从密度的角度。

浸没在液体中的物体，上浮、下沉时物体的运动状态在改变，物体受到非平衡力作用；悬浮、漂浮、沉底时，物体可以处于静止状态，物体受到平衡力作用。

漂浮：物体一部分浸在液体中，另一部分在液面上方，此时浮力等于重力。

悬浮：物体可以停留在液体的任何深度处，物体全部浸没在液体中，此时浮力也等于重力。

沉底：物体下沉过程的最终状态，物体受到三个力(重力、浮力、支持力)而处于平衡状态。

当ρ物＜ρ液时，物体上浮后漂浮；当ρ物＝ρ液时，物体悬浮；当ρ物＞ρ液时，物体下沉后沉底。

(2)从力的角度。

当F浮＞G物时，物体上浮后漂浮(此时F浮＝G物)；当F浮＝G物时，物体悬浮；当F浮＜G物时，物体下沉后沉底。

【温馨提示】①密度均匀的物体悬浮（或漂浮）在某液体中，若把物体切成大小不等的两规律三：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小；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，外力等于液体对物体增大的浮力。

【微点拨】如何调节浮力的大小：木头漂浮于水面是因为木材的密度小于水的密度。

把树木挖成“空心”就成了独木舟，自身重力变小，可承载较多人，独木舟排开水的体积变大，增大了可利用的浮力。

牙膏卷成一团，沉于水底，而“空心”的牙膏皮可浮在水面上，说明“空心”可调节浮力与重力的关系。

采用“空心”增大体积，从而增大浮力，使物体能漂浮在液面上。

二、浮力的应用(1)轮船①因为漂浮时，F浮＝G，所以同一艘轮船从大海行驶到江河或从江河行驶到大海，其受到的浮力不变。

②根据F浮＝ρ液gV排，同一艘轮船从大海行驶到江河，因为F浮不变，ρ液减小，所以V排必增大，即船身稍下沉。

③排水量：船满载货物时排开水的质量。

(2)潜水艇因浸没在水中的潜水艇排开水的体积始终不变，所以，潜水艇受到的浮力不变。

它的上浮和下沉是通过对水舱的排水和充水来改变自身的重力而实现的。

物体沉浮条件物体沉浮是我们在日常生活中经常遇到的现象，比如我们在游泳时，身体会浮在水面上，而石头等物体则会沉入水中。

这是因为物体的密度不同，密度大的物体会沉入水中，密度小的物体则会浮在水面上。

那么，什么是物体沉浮的条件呢？一、阿基米德原理物体沉浮的条件是阿基米德原理。

阿基米德原理是指：浸在液体中的物体所受的浮力等于所排开的液体的重量。

也就是说，当物体浸入液体中时，液体会对物体产生一个向上的浮力，这个浮力的大小等于物体排开液体的重量。

如果物体的重量小于所排开液体的重量，那么物体就会浮在液体表面上；如果物体的重量大于所排开液体的重量，那么物体就会沉入液体中。

二、物体密度物体沉浮的条件还与物体的密度有关。

密度是指物体单位体积的质量，通常用ρ表示。

密度越大的物体，所排开的液体的重量就越大，所受的浮力也就越大，因此越难沉入液体中。

密度越小的物体，所排开的液体的重量就越小，所受的浮力也就越小，因此越容易浮在液体表面上。

三、液体密度液体的密度也会影响物体的沉浮。

如果液体的密度大于物体的密度，那么物体就会浮在液体表面上；如果液体的密度小于物体的密度，那么物体就会沉入液体中。

比如，我们在游泳时，身体会浮在水面上，是因为水的密度小于人体的密度；而石头等物体则会沉入水中，是因为水的密度小于石头的密度。

四、物体形状物体的形状也会影响物体的沉浮。

如果物体的形状对液体的阻力小，那么物体就容易浮在液体表面上；如果物体的形状对液体的阻力大，那么物体就容易沉入液体中。

比如，我们在游泳时，身体会浮在水面上，是因为人体的形状对水的阻力小；而石头等物体则会沉入水中，是因为石头的形状对水的阻力大。

五、液体的粘度液体的粘度也会影响物体的沉浮。

如果液体的粘度大，那么物体就容易沉入液体中；如果液体的粘度小，那么物体就容易浮在液体表面上。

比如，我们在游泳时，身体会浮在水面上，是因为水的粘度小；而在糖浆等粘稠液体中，身体就容易沉入液体中。

物体沉浮的条件包括阿基米德原理、物体密度、液体密度、物体形状和液体的粘度。

专题07 物体的浮沉条件及应用（第03期）1、物体的浮沉条件（1）当物体浸没在液体中时，它的浮或沉决定于它所受到的浮力和重力的大小关系。

①. 当F浮>G物时，物体上浮；②当F浮<G物时，物体下沉；③当F浮=G物时，物体悬浮；（2）当物体部分浸在液体中时，若F浮=G物，物体漂浮；2、浮力的应用（1）密度计密度计也叫比重计或浮秤，是工农业生产和科学实验中使用很普遍的一种测量液体密度的仪器。

它是一根密闭的玻璃管，上部粗细均匀，内璧贴有刻度纸，下部较粗，下端装有铅丸或水银，使玻璃管能竖直浮在液面上。

液面与密度计刻度对齐的地方的数值就是液体的密度。

由于其在不同的液体中都是处于漂浮状态，所以其受到的浮力是不变的，也就是都等于密度计的重力，所以其上的刻度是越往上越小。

而且越往上其刻度越稀。

（2）盐水选种盐水选种，就是把种子放在一定浓度的盐水里，利用物体的浮沉与密度的关系把好种子和坏种子分开来。

（3）潜水艇潜水艇为了能升、降自如，必须使浮力大小不等于重力。

潜艇在水下时，由于艇壳不能任意变大或变小，因此浮力是不变的。

要想控制上浮、下沉就只有控制自重。

潜艇两侧都有水箱，与高压舱相连，高压气作用时就能将水从水舱内排出，减轻潜艇重力至小于浮力时潜艇就上浮；若浮力大小等于重力时潜艇可在水面上保持静止，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，潜艇开始下沉。

（4）气球和飞艇气球和飞艇是漂浮在空中的，内部所充气体密度必须小于空气密度，一般充有氢气和氦气。

充气时体积增大，排开空气重力增大，浮力也增大。

当浮力增大到大于重力时，气球或飞艇就上升；反之，排出一部分氢气或氦气时，气球或飞艇就下降。

因此，它们是通过改变浮力来实现上升、下降的。

要指出的是，有一种热气球是通过加热方式使球内气体热胀达到减小气体密度增大浮力，因此热气球只要停止加热，气球体积就会缩小而减小浮力，降回地面。

3、浮力计算题方法总结：(1)、确定研究对象，认准要研究的物体。

物体浮沉条件及应用实例物体浮沉是指物体在液体中的浮力与重力之间的平衡状态。

当物体的浮力大于或等于重力时，物体浮起；当物体的浮力小于重力时，物体下沉。

物体浮沉的条件主要取决于物体的密度和形状。

以下是物体浮沉的一些条件：1. 液体的密度：物体在液体中的浮沉与液体的密度有关。

如果物体的密度大于液体的密度，物体将下沉；如果物体的密度小于液体的密度，物体将浮起；如果物体的密度等于液体的密度，物体将处于浸泡状态。

2. 物体的密度：物体的密度也是影响浮沉的重要因素。

比如，一个坚果浮在水上是因为坚果的密度小于水的密度，而同样是坚果，但如果浸泡在重质液体中，由于液体的密度大于坚果的密度，坚果将下沉。

3. 物体的形状：物体的形状也会影响其浮沉状态。

当物体的形状不规则时，例如一块石头，其浮沉将受到挤压和液体的阻力的影响。

相比之下，规则形状的物体，如球体或圆柱体，更容易测量其浮沉状态。

物体浮沉的应用非常广泛，以下是一些应用实例：1. 力学原理验证：物体的浮沉状态是力学原理的基础。

通过设计实验，例如将不同密度的物体浸泡在不同液体中观察其浮沉状态，可以验证阿基米德原理的有效性。

2. 潜水设备设计：潜水设备的设计需要考虑到水中物体的浮沉状态。

例如，潜水艇的浮沉设备可以通过控制压水室内的水的压力来调整潜水艇的浮力，从而实现潜水或浮起的目的。

3. 船舶设计与航行：物体浮沉的理论也应用于船舶的设计与航行。

通过合理设计船体的结构和重心位置，可以使得船只在不同的荷载条件下保持平衡和稳定的浮沉状态，确保安全航行。

4. 水下工程：在水下工程中，需要对物体的浮沉状态进行精确的控制。

例如，海上油井的装置可以通过调整装置的浮力来进行水下钻井操作。

另外，在水下工程中，需要对物体的浮力进行精确计算，设计符合工程要求的浮力系统。

5. 水上娱乐：浮力的应用也常见于水上娱乐项目中。

例如，浮力驱动的游乐设备，如游泳圈、充气床等，使得人们可以在水面上舒适地休闲娱乐。

§8.6 物体的沉浮条件1 . 物体的沉浮条件： 当浮力大于物体重力 （F G 浮>）——物体上浮。

当浮力等于物体重力（F G 浮=）——物体悬浮可停在液体内部任意一位置。

当浮力小于物体重力（F G浮<）——物体下沉。

利用阿基米德原理，可把物体的浮沉条件改写为用密度表示的形式：因为F gV 浮液排=ρ，物体重力G gV 物物物=ρ，又因为是全部浸入，V V 排物=，于是有：F G 浮液物，必有，物体上浮>>ρρ， F G 浮液物，必有，物体悬浮==ρρ，F G 浮液物，必有，物体下沉<<ρρ。

（说明：上浮和下沉是物体在液体中的两种运动过程，上浮的最终结果是物体处于漂浮状态，有G F =浮；下沉的最终结果是物体沉底，G F F =+支浮）2. 物体沉浮条件的应用：（1）通过牙膏皮实验已证明，实心的牙膏皮沉入水中，空心的浮于水面，由此可见我们要使密度大于水的物质做成的物体浮于水面可采用“空心”办法，增大体积从而增大浮力，使物体浮于水面。

如把木头挖成空心的独木舟，可以减小自身的重力，多装货物，以增大可利用的浮力。

再有用钢铁做成轮船，也是根据这一道理。

（2）轮船、潜水艇、气球、飞艇的工作原理：①轮船： 钢铁制造的轮船是“空心”的，使它排开的水的体积增大，从而增大浮力，浮在水面。

（注意：轮船的排水量是指轮船满载时排开水的质量，根据轮船的排水量可以求出轮船受到的浮力货船排水排水浮G G g m G F +===）。

②潜水艇：钢铁制造的潜水艇也是“空心”的，在水中时船排水VV=不变，则浮力不变，潜水艇的上浮、下潜和悬浮是通过对水舱充水和排水，达到改变自身的重力而实现的。

③气球和飞艇：利用密度小于空气的氢气或氦气充入气球或飞艇中，靠气囊内的气体密度小于球外空气密度F G 浮>而上升。

通过改变气囊的体积而改变浮力的大小，实现升降。

④密度计密度计是用来测定液体密度的仪器，它是根据物体漂浮时浮力等于物体自身重力（F G 浮=）这一原理而制成的。

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。

二、浮力的应用（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。

（2018·山东省济宁市市中区中考物理二模试题）如图，小玲同学在做鸡蛋浮沉的实验时，在清水中鸡蛋下沉，此时鸡蛋所受浮力大小为F浮1，用适当的盐水使鸡蛋正好悬浮，此时鸡蛋所受浮力大小为F浮2，则F浮1与F浮2的大小关系是A．F浮1>F浮2B．F浮1<F浮2C．F浮1=F浮2D．不能确定【参考答案】B1．五一小长假，小红一家去遂宁市大英县的“中国死海”游玩。