物体的浮沉条件及应用

物体浮沉条件及应用物体浮沉是力学中的一个基础问题，涉及到物体在液体或气体中的浮力和重量的平衡关系。

本文将介绍物体浮沉的条件和应用。

浮力和浮力原理在液体或气体中，物体受到浮力的作用，这是由于物体所抵消重量的上升推力，也就是 Archimedes（阿基米德）原理所表述的。

Archimedes 原理是一个基础力学原理，它描述了物体在液体或气体中的浮力大小等于它所排斥的液体或气体的质量，即：置于液体或气体中的一个物体，会受到与所排除的液体或气体的重量相等的向上推力。

也就是说，当物体浸入液体时，液体将向上施加力使物体浮起来。

当物体浸入气体时，同样的原理适用。

在这个问题中，我们通常关注两个因素：物体的形状和密度。

物体的浮沉条件浮力大于物体自身重量在液体或气体中，当物体受到的浮力大于或等于自重时，它就会浮在液体或气体表面，这是物体上浮的状态。

例如，我们将一个海绵放在水中，它会浮在水面上，因为海绵的密度比水要小，所以海绵排斥掉了同体积的水，使浮力等于重力。

浮力小于物体自身重量当浮力小于物体自身重力时，物体就会下沉到液体或气体的底部，这是物体下沉的状态。

例如，假设我们将一块铅放在水中，它就会下沉，因为铅的密度比水大，它排斥掉了同体积的水的量小于物体本身的质量。

浮力等于物体自身重量当浮力等于物体的重力时，物体会浮在液体或气体中，不上浮也不下沉。

这种情况在工程设计中非常有用，例如潜艇。

在潜艇中，设计师使用了Archimedes 原理，使得潜艇能够在水中上浮或下沉，以维持与水位的平衡。

物体浮沉的应用船只的浮力设计船只的浮力设计通常基于浮力原理，设计师利用浮力使船只浮在水上。

使用正确的材料和结构，可以使船只在不同的负载条件下保持平衡，保持浮力可以将船只从沉没中挽救出来。

船只的浮力还有一些特殊的应用，例如潜艇的上浮和下沉，以及容器船的装载和运输。

确定材料的密度在生产和制造过程中，会出现需要确定物体密度的情况。

通过将物体浸入液体或气体中，可以利用浮力原理计算出物体的密度。

物体的浮沉条件及应用要点一、物体的浮沉条件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，体积不变3．气球和飞艇气球和飞艇是漂浮在空中的，内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，浮力增大类型一、物体的浮沉条件1、如图甲、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。

物体浮沉条件及应用的教案物体浮沉是力学中的一个重要概念，在日常生活中也经常会涉及到。

物体浮沉的条件及应用十分广泛，接下来我们来详细解析。

一、物体浮沉的条件1. 浮力大于重力。

在液体中，物体受到的浮力与它所排开的液体的重量相等，也就是说，当物体密度小于液体时，其体积将会增大以排开与其体积相等的液体，从而所受的浮力将大于物体的重力，物体才能浮起来。

2. 密度相同的液体，重力相同的物体在液体中等体积时所受的浮力相同，而密度不同的液体中，物体的相对密度越小，所受的浮力越大，从而物体浮起来的几率就会增大。

3.物体的形状对浮力大小的影响。

物体的形状将改变液体所反向作用的垂直面形状，在液体中受到的浮力随着物体形状的改变而发生变化。

例如，球体在液体中的浮力与所受重力相等，因为液体在球体上施加的浮力垂直于施力面，是恒定的。

而如果物体的形状不规则，例如艇船，因为其底部承托液体更多，所以受到的浮力会更大。

4.液体中的密度与温度。

液体的密度会随温度的变化而改变，同样物体在液体中浮沉的几率也会随着液体密度和温度的变化而发生改变。

例如，在水中，冰的相对密度比液态水的相对密度小，因此它浮在水中。

二、物体浮沉的应用1. 船舶和潜艇的浮沉原理。

船舶的船体首尾高低不同，以船底为圆弧形，体积较大，重心较低，从而使船体产生浮力，船才可以在水上行驶。

潜艇通过控制内部的水的加入和排出，达到增加或减少浮力的目的，从而使其在水中浮起或沉下。

2. 气球和飞艇的浮沉原理。

气球和飞艇的浮力是由于气球内部的气体向外施加压力，从而排开空气承受来自重力的力量，实现相对轻松的飞行。

3. 人类潜水浮沉。

当潜入水中时，人体感受到渐增的水压，并且受到来自水力方向的总浮力（浮力是由于呼吸时所吸入的空气产生的肺部体积增大而引起的）较小，从而身体将变得更加沉重。

人潜水时可以通过控制排气或吸气的方法达到浮沉的目的。

4. 多孔材料浮沉原理。

多孔材料通常有较大的浮力，可以被用来制作救生衣和救生圈等救生用品。

物体的浮沉条件及其应用一、浮沉条件的基本原理物体的浮沉是指物体在液体或气体中的上浮或下沉现象。

根据阿基米德原理，当物体浸泡在液体或气体中时，受到的浮力等于所排开的液体或气体的重力，从而决定了物体的浮沉状态。

浮沉条件可以通过比较物体所受的浮力与重力的大小来判断。

二、浮沉条件的判断1. 原理当物体所受的浮力大于其重力时，物体会浮起；当物体所受的浮力小于其重力时，物体会下沉。

2. 浮沉条件的判断标准浮沉条件的判断标准是比较物体所受的浮力和重力的大小关系：- 若浮力>Fg（物体的重力），则物体浮起；- 若浮力=Fg，则物体悬浮；- 若浮力<Fg，则物体下沉。

三、浮沉条件的应用1. 船舶浮沉原理及应用船舶的浮力是通过船体的形状和空气或水的压力产生的。

船舶的浮力要大于其重力，才能保持浮起的状态。

根据浮沉原理，船舶设计时需要考虑船体的形状和重心位置，以保证船体具有足够的浮力，避免下沉事故的发生。

2. 水下潜艇的浮沉原理及应用潜艇在水下航行时，需要通过调整潜艇内外的水的重力和浮力的平衡来控制潜艇的浮沉状态。

通过控制潜艇内部的水的排放和注入，可以改变潜艇的浮力，从而实现浮起或下沉。

3. 石油钻井平台的浮沉原理及应用石油钻井平台需要在海洋中进行钻井作业，而钻井平台本身的重量较大。

为了保证钻井平台的浮起，可以在平台底部设置空腔，通过控制空腔内的水的排放和注入来调整平台的浮力，从而实现浮起或下沉。

4. 飞机的升降原理及应用飞机在空中飞行时，需要通过调整机翼的升力和重力的平衡来控制飞机的升降状态。

通过改变飞机机翼的角度和速度，可以改变机翼所受的气流压力，从而调整飞机的浮力，实现升降。

5. 气球的浮沉原理及应用气球的浮力是由于气球内部的气体比外部气体轻而产生的。

通过控制气球内部气体的体积和压力，可以调整气球的浮力，实现上升或下降。

四、总结物体的浮沉条件是根据阿基米德原理进行判断的，通过比较物体所受的浮力和重力的大小关系来判断物体的浮沉状态。

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。