物体浮沉问题

姜红辰

物体浮沉问题是浮力的综合应用，该问题能充分考查同学们对浮力的掌握情况和对实际问题的分析能力。下面从以下4个考点分析物体浮沉问题的处理办法。

考点速览

考点1：物体浮沉的条件

若浮力大于重力，则物体上浮；若浮力等于重力，则物体悬浮；若浮力小于重力，则物体下沉。

考点2：判断物体浮沉状态的方法

（1）方法一：假设法

先假设物体全部浸没在水中，由阿基米德原理计算物体受到的浮力大小，再由考点1列出的物体浮沉条件得出物体的浮沉状态。

（2）方法二：密度比较法

若物体是实心物体，可通过比较液体密度与物体密度的大小关系来判断物体的浮沉状态。若液体密度大于物体密度，则物体上浮；若液体密度等于物体密度，则物体悬浮；若液体密度小于物体密度，则物体下沉。

考点3：计算三种情况下物体所受浮力的大小

（1）方法一：阿基米德原理

F_浮= ρ_液gV_排，公式中的ρ_液为液体的密度，V_排为排开液体的体积。

（2）方法二：受力平衡

上浮后，最终物体在液面处静止，浮力等于重力；悬浮时，物体在液体内静止，浮力等于重力；下沉后，最终物体在液体底部静止，浮力小于重力。

考点4：浮力的应用

（1）轮船：通过增大排水体积，使密度大于液体密度的物体能够浮在水面上。

（2）潜水艇：通过调节自身重力，使潜水艇能够实现上浮与下沉过程的转换。

（3）热气球：通过减小热气球内空气密度，使空气对热气球浮力大于热气球及球内气体的重力，从而使热气球上浮。

应用提升

1. （2022·山东·淄博）小明洗碗时发现，同一只碗可以漂浮在水面上，也可以沉入水底，如图１所示。下列说法正确的是（）。

A. 碗漂浮时所受的浮力大于它所受的重力

B. 碗漂浮时所受的浮力等于它排开的水所受的重力

C. 碗沉底时所受的浮力大于它漂浮时所受的浮力

D. 碗沉底时排开水的体积等于它漂浮时排开水的体积

2.（2022·北京）甲、乙、丙三个小球的质量和体积如下表所示。将它们浸没在水中释放，稳定后，三个小球所受的浮力分别为F_甲、F_乙和F_丙。下列判断正确的是（）。

A. F_甲> F_乙> F_丙B. F_乙> F_甲> F_丙C. F_丙> F_乙> F_甲D. F_甲> F_丙> F_乙

3. （2022·天津·多选）小明在研究物体的浮沉问题时，制作了一个空腔“浮沉子”，将其放入一个底面积为S、水深为h₀的薄壁柱形容器内。刚放入水中时，浮沉子恰好悬浮，此时水深为h₁，如图2所示；一段时间后，由于渗漏空腔内开始进水，最后空腔充满了水，浮沉子沉底且完全浸入水中，此时水的深度降为h₂。已知水的密度为ρ₀，则所制作的浮沉子（）。

答案：1. B 2. B    3. AD

（作者單位：铁岭市西丰县高级中学）