物体沉浮因那般

陈波

物体的浮沉条件

浸在液体中的物体，如果没有受到其他力的作用.那么，它只受到竖直向下的重力G和物体浸没在液体中液体对它竖直向上的浮力F泓物体受到的重力G和所受浮力F浮的大小关系不同，物体的浮沉情况也就不同.

1.下沉：如果物体所受浮力小于物体所受的重力，即F浮

2.悬浮：如果物体所受浮力等于物体所受的重力，即F浮=G，物体可以停留在液体中的任意位置，也就是会悬浮在液体中.

3.上浮：如果物体所受浮力大于物体所受的重力，即F浮>G.物体将上浮，直至有一部分露出液面，使浮力减小，当浮力减小到与物体所受的重力相等时.物体受力平衡，此时物体会漂浮在液面上.

根据阿基米德原理F浮=p液gV排及物体所受重力G=mg=p物gV物，我们还可以把物体的浮沉条件整理成如下的形式：

1.漂浮：F浮=G，p物

2.上浮：F浮>G，p物

3.悬浮：F浮=G，p物=p液，物体可以停留在液体中的任意位置.此时V排=v物.

4.下沉：F浮p液，物体将下沉，直至最后沉入容器底部，此时v排=V物.

5.沉底：F浮p液，物体受到容器底部的支持力作用，F浮+F支=G，此时V排=V物·

注意：这里p物指的是物体的密度，而不是物质的密度，如果物体是实心的，则物体的密度与物质的密度相等.

赫判断物体的浮沉

要判断浸在液体中的物体的浮沉情况，有两种典型的方法：一是根据物体所受的浮力和物体所受的重力的关系来判断，二是根据物体的密度和液体的密度关系来判断.这两种方法无好坏优劣之分，在研究实际问题时，可以根据实际情况，选择合适的方法，

例1 某潜水艇在水面下隐蔽跟踪某个目标.有时需要上浮，有时需要下沉，但都没有露出水面，若该潜水艇下潜时所受浮力为F1，所受重力为G1，上浮时所受浮力为F2，所受重力为G2，则下列有关各力关系的说法中，正确的是（）.

A. F1=F2，G1>G2

B.F1=F2，G1=G2

C. F1

D.F1>F2'G1

分析：由于潜水艇始终没有露出水面，所以潜水艇排开水的体积V排始终没变，由于海水的密度p液不变，由阿基米德原理F浮=p液gv排可知，潜水艇所受浮力始终不变，即F1=F2又因为上浮时，潜水艇所受浮力大于所受的重力，即F2>C2，下沉时，潜水艇所受浮力小于所受的重力，即FlG2.

答案：A

比较物体所受浮力的大小

比较物体所受浮力大小的方法主要有两种：

1.根据阿基米德原理F浮=p液gv排进行比较.如果液体的密度p液相同，则比较物体排开的液体体积v排，v排大的物体所受的浮力大；如果物体排开的液体体积V排相同，则比较液体的密度p液，p液大的浸在其中的物体所受的浮力大.

2.根据物体的浮沉条件来比较物体所受浮力的大小.这种方法在各类考试中更常见，

例2如图1所示，海监部门在某海域放置浮标以监测水文变化.从春 季至夏季，海水温度上升，海水体积膨胀导致密度变小，此过程中，若浮标体积保持不变，则（）.

A.浮标所受浮力变大，露出海面的体积变小

B.浮标所受浮力变小，露出海面的体积变大

C.浮标所受浮力不变，露出海面的体积变大

D.浮标所受浮力不变，露出海面的体积变小

分析：浮标始终漂浮在水面上，且浮标所受的重力没有发生变化，由漂浮条件F浮=G可知，浮标所受的浮力始终没变.但是，由于海水温度上升、体积膨胀，导致海水的密度p液变小，由阿基米德原理F浮=p液gv排可知，V排将变大，即浮标排开海水的体积变大，露出海面的体积变小，

答案：D

浮沉条件的应用

物体浮沉条件的应用主要体现在三个方面：

1.密度大于液体密度的物体，采用“空心”的办法增大浮力，达到漂浮或悬浮的目的，例如轮船.

2.通过改变自身所受的重力，达到在水中上浮、悬浮或下沉的目的，例如潜水艇.

3.通过改变自身的体积，达到改变所受浮力，实现上浮、悬浮或下沉的目的，例如鱼.

例3 -艘轮船从重庆驶入上海，在上海码头卸下货物后停泊，下列说法正确的是（）.

A.轮船所受浮力减小，将上浮一些，轮船的“排水量”减小

B.轮船所受浮力减小，将上浮一些，轮船的“排水量”不变

C.轮船所受浮力不变，将下沉一些，轮船的“排水量”减小

D.轮船所受浮力减小，将下沉一些，轮船的“排水量”不变

分析：由于轮船始终漂浮在水面上，所以轮船所受浮力始终等于轮船所受的重力.轮船在上海码头卸下货物后.所受重力减小，所以轮船所受浮力减小.由阿基米德原理F浮=p液gV排可知，p液不变，v排应该减小，轮船将上浮一些.轮船的“排水量”是指轮船满载时排开水的质量，对于任何一艘轮船来说，其“排水量”是固定不变的.

答案：B

学即用.练一练：

1.为了延长水果的存放时间，果农先将水果浸没在自己配制的保鲜液中，再用保鲜纸包住，就能存放比较长的时间.若将同一个苹果先后放入甲、乙两种保鲜液中，静止后苹果的浮沉情况如图2所示，则甲、乙两种保鲜液的密度大小比较，正确的是（）.

A.甲保鲜液的密度大

B.乙保鲜液的密度大

C.两种保鲜液的密度一样大

D.条件不够，不能比较

2.中国某新型核潜艇完全潜入海水中，受到的浮力是Fi，上表面受到的压强是p1；排出一部分水后，潜艇缓慢上浮，但未露出水面，受到的浮力是F2，上表面受到的压强是p2，则（）.

A. F1=F2，pl>p2

B.F1=F2，pl=p2

C. F1>F2，pl

D.F1

3.端午节那天，小明发现煮熟的咸鸭蛋有的沉在水底，有的浮在水面（如图3所示）.若甲的体积比乙小，则下列分析合理的是（）.A.甲的质量比乙大B.甲受到的浮力等于重力C.甲的密度比乙大D.乙受到的浮力大干重力参考答案：1.A 2.A 3.B