第四节 物体的浮与沉
物体的沉浮条件
1．浸在液体中的物体，其浮沉取决于它所受到的浮力和重力的大小．
2．物体的沉浮条件
浮沉条件的应用
1．密度计
(1)作用：测量液体密度的工具．
(2)原理：利用物体的浮沉条件来进行工作．
(3)构造：下面的铅粒能使密度计直立在液体中．
(4)刻度：刻度线从上到下，对应的液体密度越来越大．
(5)读数：液面所对的刻度值就是被测液体的密度．
2．盐水选种
原理：饱满的种子密度大于盐水密度，下沉；干瘪、虫蛀的种子密度小于盐水密度，漂浮．
3．潜水艇的工作原理：潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的．
4．热气球的工作原理：热气球是利用空气的浮力升空的．热气球内部气体密度小于空气密度．
5．轮船：轮船排水量是满载货物时排开水的质量，轮船漂浮在水面上，F浮＝G.当它从内河驶入海中时，受到的浮力是不变的，由于海水的密度大于河水的密度，它排开海水的体积小于排开河水的体积，所以它要上浮一些．
6．热气球：热气球是通过加热空气或某些密度比空气小的气体(如氦气)以获得较大的浮力升到空中，其自带的加热器可以调节气囊中气体的温度，从而控制热气球的升降．
物体的浮沉条件
典例1 小华将质量为120 g的物体放入盛满水的溢水杯中，当物体静止时，溢水杯中溢出了100 cm3的水，则物体(g取10 N/kg)( C )
A．漂浮在水面上
B．悬浮在水中
C．沉在溢水杯底部
D．受到1.2 N的浮力
100 cm3的水质量为m水＝ρV＝100 cm3×1 g/cm3＝100 g，G排＝m水g＝0.1 kg×10 N/kg＝1 N，F浮＝G排＝1 N；物体受到的重力为G物＝m物g＝0.12 kg×10 N/kg＝1.2 N，根据物体的浮沉条件进行判断即可．
变式图
变式 [2024·贵州]泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”．如图所示，冲泡茶叶时，部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大，由于浮力大于重力而上浮；茶叶充分吸水后由于其密度大于水的密度而下沉．
浮沉条件的应用
典例2 [2024·自贡]在传统农耕文化中，劳动人民一般采用“盐水选种”的方法挑选种子，下列说法正确的是( C )
典例2图
A．种子上浮过程中盐水对种子的压强变大
B．漂浮的种子受到的浮力大于自身重力
C．下沉的种子密度比盐水的密度大
D．沉底的种子只受到重力和支持力
劳动人民常用配置适当密度的盐水来选择优良的种子：把种子放在适当密度的盐水中，漂浮的种子是不饱满的，这是因为不饱满的种子密度小于盐水的密度，浸没后浮力大于重力上浮，最终漂浮(静止)浮力等于重力；沉底的种子是饱满的，这是因为饱满的种子密度大于盐水的密度，浸没后浮力小于重力下沉，最终再受到支持力后沉底(静止)．
变式1 [2024·内江]“青岛号”导弹驱逐舰从海洋驶入长江时，受到的浮力和吃水深度的变化是(ρ海水＞ρ水，忽略驱逐舰自重的变化)( B )
A．浮力变大 B．浮力不变
C．吃水深度变小 D．吃水深度不变
变式2 [2024·济南二模]某同学制作了如图所示的潜水艇模型，下列说法正确的是( B )
变式2图
A．潜水艇没有浮出水面时所受的重力相同
B．潜水艇没有浮出水面时所受的浮力相同
C．向外拉注射器活塞，可实现潜水艇上浮
D．向内推注射器活塞，可实现潜水艇下沉
变式3 如图所示为我国首台自主设计的“蛟龙号”载人潜水器，设计最大下潜深度为 7 000 米级．“蛟龙号”在经过布放、下潜、上浮、回收等一系列操作后顺利返回母舰“向阳红 9 号”．“蛟龙号”完全浸没时是通过改变自身的重力(填“重力”或“浮力”)来实现浮沉的：当“蛟龙号”返回母舰时，母舰的船身将下沉一些(填“上浮一些”“下沉一些”或“不变”)；当母舰由大海驶入内河后，母舰受到的浮力将不变(填“变大”“变小”或“不变”)．
变式3图
1．一个重4.9 N的物体，放入装满水的容器中时，溢出了0.4 kg的水，则此物体在水中静止时将( C )
A．漂浮 B．悬浮
C．沉入底部 D．无法确定
2．[2024·广安]2023年4月，我国东部战区组织了环台岛军事演习．当参演的航空母舰——“辽宁舰”上的战斗机从军舰上起飞后( B )
A．飞行的战机以航母为参照物，是静止的
B．航母所受浮力变小，会上浮一些
C．航母所受浮力不变，排开水的体积不变
D．航母两侧水域流速大的位置压强大
3．[2024·济南模拟]周末，小明帮妈妈洗菜时发现，放在盆中的茄子浮在水面如图甲所示，而西红柿沉在盆底如图乙所示，她用所学的物理知识对此现象作出一些分析，其中正确的是( B )
第3题图
A．茄子受到的浮力大于它受到的重力
B．茄子的密度小于西红柿的密度
C．西红柿排开水的重力等于自身的重力
D．放入西红柿前后水对盆底的压强不变
4．[2024·临沂二模]溺水是造成中小学生意外死亡的“第一杀手”．下列对溺水时自救的分析，错误的是( C )
A．发现周围有人时，立即大声呼救，是因为声音可以在空气中传播
B．避免将双手举起呼救，是因为手臂举起会减小浮力，更容易溺水
C．放松全身，让身体漂浮在水面，将口鼻露出水面，此时，浮力大于重力
D．身体下沉时，用手掌向下压水，利用的原理是物体间力的作用是相互的
5．[2024·济南一模]如图所示，是学校物理小组制作的演示潜水艇原理的模型，通过胶管A向烧瓶吸气，判断烧瓶的浮沉情况以及所受到浮力的变化( C )
第5题图
A．上浮、增大
B．下沉、减少
C．下沉、不变
D．上浮、减小
6．[2024·临沂二模]如图所示，潜水员正潜没在海水中，他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气，以改变背心的体积大小来实现浮沉．下列分析正确的是( C )
第6题图
A．对背心进行放气后，潜水员将往上浮
B．对背心进行充气后，潜水员受到海水的浮力变小
C．在海中水平游动时，潜水员受到海水的压强不变
D．向海底下潜过程中，潜水员受到海水的压强变小
7．[2024·临沂一模]如图是我国自主生产的世界最大的矿砂运输船，排水量40万吨，船长362 m，甲板宽65 m．该船满载在海水中航行时，吃水深度为23 m，船底受到水的压强为2.369×105Pa，该船受到的浮力为4×109N．(ρ海水＝1.03×103 kg/m3，g取10 N/kg)
第7题图
8．[2024·济南模拟]当热气球内部气体的密度比其外部气体的密度小到一定程度时，热气球所受重力小于浮力，热气球便上升了．春天是播种的季节，农民常常利用盐水来选择种子．盐水选种是浮力知识在生产中的应用，其具体做法是：配制适当密度的盐水，将需要选择的农作物种子倒入盐水中即可分离出不饱满和饱满的种子．饱满的种子受到的浮力小(填“大”“小”或“等”)于重力沉入水底．
第8题图
9．如图所示是一个“孔明灯”模型，在“孔明灯”的底部燃烧燃料，使“灯”内空气的温度升高，原有气体体积变大，密度变小，这样就有部分气体从“灯”的底部溢出，导致“孔明灯”整体的重力变小．(以上三个空均填“变大”“变小”或“不变”)当重力小于(填“大于”或“小于”)浮力时，“孔明灯”开始上升．
第9题图
10．[2024·济南模拟]从高处掉入水里的苹果，最终会漂浮在水面上．设苹果的质量m＝150 g，苹果密度均匀，其密度ρ苹＝0.6 g/cm3，水的密度ρ水＝1.0×
103 kg/m3，g取10 N/kg，求：
(1)苹果漂浮在水面上时受到的浮力大小；
(2)苹果的体积多大；
(3)苹果浸没在水中时受到的浮力的大小．
第10题图
解：(1)苹果的重力G＝mg＝150×10－3 kg×10 N/kg＝1.5 N，
苹果漂浮在水面上时受到的浮力等于重力，则浮力F浮＝G＝1.5 N；
(2)苹果密度均匀，其密度ρ苹＝0.6 g/cm3＝0.6×103 kg/m3，
则苹果的体积V＝＝＝2.5×10－4 m3；
(3)苹果浸没在水中时受到的浮力F浮′＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2.5×10－4 m3＝2.5 N.第四节 物体的浮与沉
物体的沉浮条件
1．浸在液体中的物体，其浮沉取决于它所受到的 力和 力的大小．
2．物体的沉浮条件
浮沉条件的应用
1．密度计
(1)作用：测量 的工具．
(2)原理：利用物体的 条件来进行工作．
(3)构造：下面的铅粒能使密度计直立在液体中．
(4)刻度：刻度线从上到下，对应的液体密度越来越 ．
(5)读数： 所对的刻度值就是被测液体的密度．
2．盐水选种
原理：饱满的种子密度 盐水密度，下沉；干瘪、虫蛀的种子密度 盐水密度，漂浮．
3．潜水艇的工作原理：潜水艇的下潜和上浮是靠 来实现的．
4．热气球的工作原理：热气球是利用空气的 升空的．热气球内部气体密度 空气密度．
5．轮船：轮船排水量是满载货物时排开水的质量，轮船漂浮在水面上，F浮＝G.当它从内河驶入海中时，受到的浮力是不变的，由于海水的密度大于河水的密度，它排开海水的体积小于排开河水的体积，所以它要上浮一些．
6．热气球：热气球是通过加热空气或某些密度比空气小的气体(如氦气)以获得较大的浮力升到空中，其自带的加热器可以调节气囊中气体的温度，从而控制热气球的升降．
物体的浮沉条件
典例1 小华将质量为120 g的物体放入盛满水的溢水杯中，当物体静止时，溢水杯中溢出了100 cm3的水，则物体(g取10 N/kg)( C )
A．漂浮在水面上
B．悬浮在水中
C．沉在溢水杯底部
D．受到1.2 N的浮力
100 cm3的水质量为m水＝ρV＝100 cm3×1 g/cm3＝100 g，G排＝m水g＝0.1 kg×10 N/kg＝1 N，F浮＝G排＝1 N；物体受到的重力为G物＝m物g＝0.12 kg×10 N/kg＝1.2 N，根据物体的浮沉条件进行判断即可．
变式图
变式 [2024·贵州]泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”．如图所示，冲泡茶叶时，部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大，由于浮力大于重力而 ；茶叶充分吸水后由于其密度 水的密度而下沉．
浮沉条件的应用
典例2 [2024·自贡]在传统农耕文化中，劳动人民一般采用“盐水选种”的方法挑选种子，下列说法正确的是( C )
典例2图
A．种子上浮过程中盐水对种子的压强变大
B．漂浮的种子受到的浮力大于自身重力
C．下沉的种子密度比盐水的密度大
D．沉底的种子只受到重力和支持力
劳动人民常用配置适当密度的盐水来选择优良的种子：把种子放在适当密度的盐水中，漂浮的种子是不饱满的，这是因为不饱满的种子密度小于盐水的密度，浸没后浮力大于重力上浮，最终漂浮(静止)浮力等于重力；沉底的种子是饱满的，这是因为饱满的种子密度大于盐水的密度，浸没后浮力小于重力下沉，最终再受到支持力后沉底(静止)．
变式1 [2024·内江]“青岛号”导弹驱逐舰从海洋驶入长江时，受到的浮力和吃水深度的变化是(ρ海水＞ρ水，忽略驱逐舰自重的变化)( B )
A．浮力变大 B．浮力不变
C．吃水深度变小 D．吃水深度不变
变式2 [2024·济南二模]某同学制作了如图所示的潜水艇模型，下列说法正确的是( )
变式2图
A．潜水艇没有浮出水面时所受的重力相同
B．潜水艇没有浮出水面时所受的浮力相同
C．向外拉注射器活塞，可实现潜水艇上浮
D．向内推注射器活塞，可实现潜水艇下沉
变式3 如图所示为我国首台自主设计的“蛟龙号”载人潜水器，设计最大下潜深度为 7 000 米级．“蛟龙号”在经过布放、下潜、上浮、回收等一系列操作后顺利返回母舰“向阳红 9 号”．“蛟龙号”完全浸没时是通过改变自身的 (填“重力”或“浮力”)来实现浮沉的：当“蛟龙号”返回母舰时，母舰的船身将 (填“上浮一些”“下沉一些”或“不变”)；当母舰由大海驶入内河后，母舰受到的浮力将 (填“变大”“变小”或“不变”)．
变式3图
1．一个重4.9 N的物体，放入装满水的容器中时，溢出了0.4 kg的水，则此物体在水中静止时将( C )
A．漂浮 B．悬浮
C．沉入底部 D．无法确定
2．[2024·广安]2023年4月，我国东部战区组织了环台岛军事演习．当参演的航空母舰——“辽宁舰”上的战斗机从军舰上起飞后( B )
A．飞行的战机以航母为参照物，是静止的
B．航母所受浮力变小，会上浮一些
C．航母所受浮力不变，排开水的体积不变
D．航母两侧水域流速大的位置压强大
3．[2024·济南模拟]周末，小明帮妈妈洗菜时发现，放在盆中的茄子浮在水面如图甲所示，而西红柿沉在盆底如图乙所示，她用所学的物理知识对此现象作出一些分析，其中正确的是( B )
第3题图
A．茄子受到的浮力大于它受到的重力
B．茄子的密度小于西红柿的密度
C．西红柿排开水的重力等于自身的重力
D．放入西红柿前后水对盆底的压强不变
4．[2024·临沂二模]溺水是造成中小学生意外死亡的“第一杀手”．下列对溺水时自救的分析，错误的是( C )
A．发现周围有人时，立即大声呼救，是因为声音可以在空气中传播
B．避免将双手举起呼救，是因为手臂举起会减小浮力，更容易溺水
C．放松全身，让身体漂浮在水面，将口鼻露出水面，此时，浮力大于重力
D．身体下沉时，用手掌向下压水，利用的原理是物体间力的作用是相互的
5．[2024·济南一模]如图所示，是学校物理小组制作的演示潜水艇原理的模型，通过胶管A向烧瓶吸气，判断烧瓶的浮沉情况以及所受到浮力的变化( )
第5题图
A．上浮、增大
B．下沉、减少
C．下沉、不变
D．上浮、减小
6．[2024·临沂二模]如图所示，潜水员正潜没在海水中，他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气，以改变背心的体积大小来实现浮沉．下列分析正确的是( )
第6题图
A．对背心进行放气后，潜水员将往上浮
B．对背心进行充气后，潜水员受到海水的浮力变小
C．在海中水平游动时，潜水员受到海水的压强不变
D．向海底下潜过程中，潜水员受到海水的压强变小
7．[2024·临沂一模]如图是我国自主生产的世界最大的矿砂运输船，排水量40万吨，船长362 m，甲板宽65 m．该船满载在海水中航行时，吃水深度为23 m，船底受到水的压强为 Pa，该船受到的浮力为 N (ρ海水＝1.03×103 kg/m3，g取10 N/kg)
第7题图
8．[2024·济南模拟]当热气球内部气体的密度比其外部气体的密度 到一定程度时，热气球所受重力小于浮力，热气球便上升了．春天是播种的季节，农民常常利用盐水来选择种子．盐水选种是浮力知识在生产中的应用，其具体做法是：配制适当密度的盐水，将需要选择的农作物种子倒入盐水中即可分离出不饱满和饱满的种子．饱满的种子受到的浮力 (填“大”“小”或“等”)于重力沉入水底．
第8题图
9．如图所示是一个“孔明灯”模型，在“孔明灯”的底部燃烧燃料，使“灯”内空气的温度升高，原有气体体积 ，密度 ，这样就有部分气体从“灯”的底部溢出，导致“孔明灯”整体的重力 ．(以上三个空均填“变大”“变小”或“不变”)当重力 (填“大于”或“小于”)浮力时，“孔明灯”开始上升．
第9题图
10．[2024·济南模拟]从高处掉入水里的苹果，最终会漂浮在水面上．设苹果的质量m＝150 g，苹果密度均匀，其密度ρ苹＝0.6 g/cm3，水的密度ρ水＝1.0×
103 kg/m3，g取10 N/kg，求：
(1)苹果漂浮在水面上时受到的浮力大小；
(2)苹果的体积多大；
(3)苹果浸没在水中时受到的浮力的大小．
第10题图
