第 3 节 物体的浮沉条件及应用 一、物体的浮沉条件 浮沉类型 F 浮和 G 关系 ρ 液和 ρ 物关系 上浮(如图甲) F 浮>G ρ 液>ρ 物 下沉(如图乙) F 浮ρ 物 二、浮力的应用 1.轮船 (1)采用空心的办法,增加排开水的体积,增大受到的浮力。 (2)排水量是指轮船装满货物时排开水的质量。 2.潜水艇:靠水舱充水、排水改变自身重力来实现上浮或下沉的。 3.气球和飞艇:里面充的气体密度小于空气密度,靠改变自身的体积,来改变浮力的大小,实现升降。 物体浮沉条件的应用 1.判断物体浮沉的两种方法 (1)比较物体重力(G 物)和所受浮力(F 浮)的大小。 (2)比较物体密度(ρ 物)和液体密度(ρ 液)的大小。 2.通过物体的浮沉状态判断物体的重力和浮力的大小关系或 ρ 物和 ρ 液的大小关系 【例题】 (2013· 贵州安顺中考)学完“浮力”知识后,小芳同学进行了相关的实践活动。(ρ 水=1.0×103 kg/m3,g 取 10 N/kg) (1)她选取一质量为 750 g、体积为 1 250 cm3 的长方体木块,让它漂浮在水面上,如图甲所示,求木块受到的浮力。 (2)取来规格相同、由合金材料制成的螺母若干,每个螺母质量为 50 g,将螺母逐个放置在漂浮的木块上。问:放多少个螺母时,木块刚好浸没在水中? (3)她又用弹簧测力计、一个螺母做了如图乙所示的实验,弹簧测力计静止时的示数为 0.4 N,求合金材料的密度。 点拨:(1)木块漂浮,此时木块受到的浮力等于木块本身的重力,已知木块质量,利用 F 浮=G=mg 计算; (2)已知水的密度和木块的体积,根据阿基米德原理 F 浮=G 排可以计算出木块完全浸没在水中时受到的浮力,再根据平衡条件计算出需要的螺母的重力,最后计算个数; (3)已知螺母质量和弹簧测力计的示数,利用 F 浮=G-F'计算出浮力,再根据阿基米德原理 F 浮=ρ 水gV 排计算出体积,最后根据密度公式求解。 解析:(1)木块漂浮,由 F 浮=G 得, 木块受到的浮力 F 浮=G 木=m 木g=750×10-3 kg×10 N/kg=7.5 N; (2)木块完全浸没,由阿基米德原理得, 此时木块受到的浮力 F 浮'=G 排=ρ 水gV 排=ρ 水gV 木=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1 250×10-6 m3=12.5 N, 螺母的重力为 G 螺母总=F 浮'-G 木=12.5 N-7.5 N=5 N, 螺母的个数为 n=𝐺螺母总𝐺螺母=5N50×10-3 kg×10N/kg=10(个); (3)螺母完全浸没...
