物体的浮沉条件及其应用

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。

物体的浮沉条件及其应用以物体的浮沉条件及其应用为题，我们将探讨物体浮沉的原理、条件以及其在实际生活中的应用。

一、物体的浮沉原理物体的浮沉是由于物体所受到的浮力与物体的重力之间的平衡关系。

浮力是指物体在液体或气体中所受到的向上的力，其大小等于所排开的液体或气体的重量。

而物体的重力是指物体本身的重量。

根据阿基米德原理，当物体在液体中时，它所受到的浮力等于所排开的液体的重量，即浮力等于物体的重力。

如果物体的重力大于浮力，则物体会下沉；如果物体的重力小于浮力，则物体会浮起。

二、物体的浮沉条件物体能够浮起的条件是物体所受到的浮力大于物体的重力。

根据浮力的计算公式，浮力与液体的密度、物体在液体中的体积以及重力加速度有关。

因此，物体的浮沉条件可以总结为以下几点：1. 物体的密度：物体的密度越小，浮力越大，物体浮起的可能性就越大。

2. 液体的密度：液体的密度越大，浮力越大，物体浮起的可能性就越大。

3. 物体的体积：物体的体积越大，浮力越大，物体浮起的可能性就越大。

4. 重力加速度：重力加速度越小，浮力越大，物体浮起的可能性就越大。

三、物体浮沉的应用物体浮沉的原理和条件在日常生活中有许多应用，下面我们将介绍其中几个常见的应用：1. 船只的浮沉：船只的设计和建造需要考虑到浮沉的原理和条件。

船只的结构和形状要能够确保船体的密度小于水的密度，从而使得船只能够浮起在水面上。

同时，船只的体积要足够大，以增加浮力，使得船只能够承载更多的货物和乘客。

2. 潜水艇的浮沉：潜水艇可以通过控制舱内的浮力和重力来实现浮沉的控制。

当潜水艇想要浮起时，可以向外排放部分舱内的水，减小潜水艇的密度，使其受到的浮力增大，从而浮起；当潜水艇想要下潜时，可以向舱内注入水，增加潜水艇的密度，使其受到的浮力减小，从而下沉。

3. 气球的浮沉：气球是利用气体的浮力原理制作而成的。

气球内充满了比空气轻的气体，使得气球的密度小于空气的密度，从而使得气球能够浮起。

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。

物体的浮沉条件及应用物体的浮沉条件浮>F G 浮<F G沉浮条件的两个推论（1）排总比推论：物体漂浮在某液体中时，物体排开液体的体积与物体的体积之比等于物体的密度与液体的密度之比：液物物排ρρV V =。

（2）重浮比推论：物体完全浸没在某液体中时，物体受到的重力大小与物体受到的浮力大小之比等于物体的密度与液体的密度之比：液浮物ρρF G =。

浮力的应用（1）轮船：用密度大于水的材料做成空心，使它能排开更多的水。

轮船的大小通常用排水量来表示。

排水量就是轮船装满货物时排开水的质量。

（2）潜水艇：通过改变自身的重力实现上浮或下潜的。

（3）密度计：根据物体漂浮时的受力平衡及阿基米德原理制成的。

因为密度计漂浮在被测液体中，由受力分析得物浮=F G ，故同一个密度计在不同液体中漂浮受到的浮力都相等；根据排液浮=ρF gV 知，液体密度较大的时候，密度计露出部分多，反之就少，所以密度计上的刻度数是上小下大。

（4）气球和飞艇：充入密度小于空气的气体。

1．一小球质量是200g ，体积是500cm 3。

把它浸没在水中，放手后，小球将( ) A ．悬浮水中B ．沉入水底C ．上浮至漂浮在水面D ．无法确定如何运动2．下列几种关于潜水艇、轮船、气球和飞艇的分析中正确的是( ) A ．水面下行驶的潜水艇是通过改变自身的体积实现对于沉浮的控制 B ．气球是因为充入密度小于空气的气体才会飘在空中C ．轮船由长江驶入东海时，因为排开水的体积变小，所以浮力会减小D ．热气球上升是因为加热装置往上喷气，把气球吹上去了3．如图所示，将两块相同的橡皮泥做成实心球形和碗形橡皮泥，分别放入相同的甲、乙两杯水中，静止时甲杯中橡皮泥沉底，乙杯中橡皮泥漂浮，则它们所受浮力的大小关系是( )A ．球碗>F FB ．球碗=F FC ．球碗<F FD ．无法确定4．两个相同的实心小球，分别放入甲、乙两个装有不同液体的烧杯中，如图所示，此时小球受到的浮力分别为甲F 、乙F ，液体密度分别为甲ρ、乙ρ，则( )A ．甲乙<F F 甲乙<ρρB ．甲乙>F F 甲乙>ρρC ．甲乙=F F 甲乙=ρρD ．甲乙=F F 甲乙>ρρ5．三个体积相同而材料不同的小球A 、B 、C 在水中静止时的情况如图所示，若它们的重力和浮力分别为G A 、G B 、G C 和F A 、F B 、F C ，则下列判断正确的是( )A ．>=G G G AB CB ．<=G G G A B CC ．>>F F F A B CD ．<=F F F A B C6．（多选）潜水艇是海军的战略重器，建设一支强大的海军是实现中国梦的有力保障。