第三节 浮与沉
浮沉条件
上浮 F浮>G ρ液>ρ物 V排＝V物 处于非平衡状态，受非平衡力作用
下沉 F浮悬浮 F浮＝G ρ液＝ρ物 V排＝V物 可以停留在液体任何深度处．静止，处于平衡状态，受平衡力作用
漂浮 F浮＝G ρ液>ρ物 V排沉底 F浮＋FN＝G ρ液<ρ物 V排＝V物 是“下沉”过程的最终状态．静止，处于平衡状态，受平衡力作用
浮力的应用
1．轮船
(1)工作原理： ，即把密度比水 的钢材制成空心的，能使它排开更多的水，增大可利用的 ，从而 在水面上，这是浮沉条件的应用．
(2)同一艘轮船不论在海里航行，还是在河里航行，F浮 G，所以F浮不变．海水和河水的密度不同，因此V排不同，ρ液大则V排小，ρ液小则V排大．因为ρ海 ρ河，所以轮船在海水里比在河水里浸入的体积 ．
轮船的大小通常用排水量表示，排水量是轮船满载时排开的水的质量．
2．潜水艇
(1)工作原理：通过调节水舱里水的重力改变 实现上浮与下沉．
3．气球和飞艇
(1)气球：节假日放飞的气球是靠充入密度 空气的气体(如氢气)而升空的．
(2)飞艇：为了能定向航行而不随风飘荡，人们把气球发展成飞艇，在大的气囊下面装了带螺旋桨的发动机．飞艇需要下降时，可以将气囊中的气体放出一些，使气囊的体积 ，其所受的浮力减小，即可下降．
(3)热气球：热气球的巨大气袋中充满空气，用喷嘴加热气袋中的空气，当热气球内部气体的密度比外部气体的密度小到一定程度时，热气球便上升．
4．密度计
(1)用途：它是用来测定液体密度的仪器．
(2)构造：它是一根上部标有刻度、形状特殊的玻璃管，管下部的玻璃泡内封装入小铅丸和汞．
(3)原理：它是根据 时的受力平衡及 制成的．密度计在任何液体里都呈漂浮状态，所受浮力大小不变，都等于它所受的重力．
密度计的刻度特点是上小下大，上疏下密．自制简易密度计，要在密度计的底部加重物，目的是降低重心，使密度计竖直地漂浮在液体中．
浮沉条件
典例1 [2024·河南]宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛，展现了我国古人的智慧．如图所示为打捞过程示意图，先将陷在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳索系在一起，再把船上的泥沙铲走，铁牛就被拉起，然后把船划到岸边，解开绳索卸下铁牛，就可将铁牛拖上岸．船在图中甲、乙、丙三个位置船所受浮力为F甲、F乙、F丙，下列判断正确的是( )
典例1图
A．F甲＝F乙＝F丙 B．F甲＞F乙＞F丙
C．F甲＝F乙＞F丙 D．F甲＜F乙＜F丙
甲、乙、丙三个位置船所排开水的体积逐渐变小，根据F浮＝ρ水V排g可知所受浮力的大小．
变式 [2024·临沂]水平桌面上的两个相同的烧杯中盛有两种不同的液体，两个相同的物块在液体中静止时两液面相平，如图所示．下列选项中的物理量，相等的是( )
变式图
A．两物块底部受到的压力
B．两物块排开液体的质量
C．两液体对烧杯底的压强
D．两烧杯对桌面的压强
浮力的应用
典例2 [2023·泰州]用硬质塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管、容器和水等，制作如图所示的潜水艇模型(不计进排气管体积)，然后将模型放入水中，使其上浮或下沉．下列说法正确的是( )
典例2图
A．当模型漂浮于水面时，它受到的浮力小于重力
B．向瓶中充气时，瓶内气体压强变大，模型将下沉
C．从瓶中抽气时，模型会下沉，它受到的浮力将变小
D．让原本在较浅处悬浮的模型下潜至更深处悬浮，应使瓶内的水先增加后减少
物体浮沉条件：浮力大于重力，物体上浮；浮力小于重力，物体下沉．此题考查物体浮沉条件的应用，明确潜水艇是靠改变自身的重力实现浮沉的是关键．
变式 [2024·泸州]中国长征 18号核潜艇引领中国核潜艇新高度．在进行战备训练时，下列对该潜艇的说法中正确的是( )
A．通过改变排开水的体积来实现上浮与下沉
B．在水面下匀速下潜过程中，受到的浮力增大
C．从长江潜行进入东海时，需要往水仓内注水
D．从长江潜行进入东海时，受到的浮力会变小
1．[2023·宁夏]如图所示是正在训练的我国某型号战略核潜艇，当其由图中所示位置下潜至海面下某深处的过程中，潜艇水舱充排水情况、受到的浮力及水对它的压强变化情况正确的是( )
第1题图
A．水舱排水；浮力变小；水对它的压强变小
B．水舱充水；浮力变大；水对它的压强变大
C．水舱充水；浮力先变大，后不变；水对它的压强变大
D．水舱充水；浮力先变大，后不变；水对它的压强变小
2．[2024·济南期末](多选)下列关于浮力的应用说法中正确的是( )
第2题图
A．图甲中，盐水选种时，下沉的种子密度大于漂浮的种子，所以应该被选用
B．图乙中，航空母舰上的舰载机起飞后，航母受到的浮力变小
C．图丙中，静止在空中的热气球调大火焰开始加速上升，它所受到浮力等于重力
D．图丁中，同一支密度计静止在不同液体中，液体A的密度小于液体B的密度
3．[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．
第3题图
4．[2024·烟台期末]小明先用密度计测量某种液体的密度，之后又用它去测量海水的密度，如果该密度计在这种液体中受到浮力的大小为F1，在海水中受到浮力的大小为F2，则F1 (填“＞”“＜”或“＝”)F2，得出此结论的力学原理是 ，密度计上的刻度 (填“是”或“不是”)均匀的．
5．[2023·泰州]2022年6月17日，我国第三艘国产航空母舰“福建号”成功下水，其满载排水量为88 000 t，如图所示．该航母满载时，受到的浮力为 N，当舰载机飞离航母后，航母所受浮力变 ，舱底所受海水压强变 ，此时航母排开的海水体积改变了26 m3，则该舰载机的质量是 kg.(ρ海水取1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
第5题图第三节 浮与沉
浮沉条件
上浮 F浮>G ρ液>ρ物 V排＝V物 处于非平衡状态，受非平衡力作用
下沉 F浮悬浮 F浮＝G ρ液＝ρ物 V排＝V物 可以停留在液体任何深度处．静止，处于平衡状态，受平衡力作用
漂浮 F浮＝G ρ液>ρ物 V排沉底 F浮＋FN＝G ρ液<ρ物 V排＝V物 是“下沉”过程的最终状态．静止，处于平衡状态，受平衡力作用
浮力的应用
1．轮船
(1)工作原理：空心法，即把密度比水大的钢材制成空心的，能使它排开更多的水，增大可利用的浮力，从而漂浮在水面上，这是浮沉条件的应用．
(2)同一艘轮船不论在海里航行，还是在河里航行，F浮＝G，所以F浮不变．海水和河水的密度不同，因此V排不同，ρ液大则V排小，ρ液小则V排大．因为ρ海>
ρ河，所以轮船在海水里比在河水里浸入的体积小．
轮船的大小通常用排水量表示，排水量是轮船满载时排开的水的质量．
2．潜水艇
(1)工作原理：通过调节水舱里水的重力改变重力大小实现上浮与下沉．
3．气球和飞艇
(1)气球：节假日放飞的气球是靠充入密度小于空气的气体(如氢气)而升空的．
(2)飞艇：为了能定向航行而不随风飘荡，人们把气球发展成飞艇，在大的气囊下面装了带螺旋桨的发动机．飞艇需要下降时，可以将气囊中的气体放出一些，使气囊的体积减小，其所受的浮力减小，即可下降．
(3)热气球：热气球的巨大气袋中充满空气，用喷嘴加热气袋中的空气，当热气球内部气体的密度比外部气体的密度小到一定程度时，热气球便上升．
4．密度计
(1)用途：它是用来测定液体密度的仪器．
(2)构造：它是一根上部标有刻度、形状特殊的玻璃管，管下部的玻璃泡内封装入小铅丸和汞．
(3)原理：它是根据漂浮时的受力平衡及阿基米德原理制成的．密度计在任何液体里都呈漂浮状态，所受浮力大小不变，都等于它所受的重力．
密度计的刻度特点是上小下大，上疏下密．自制简易密度计，要在密度计的底部加重物，目的是降低重心，使密度计竖直地漂浮在液体中．
浮沉条件
典例1 [2024·河南]宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛，展现了我国古人的智慧．如图所示为打捞过程示意图，先将陷在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳索系在一起，再把船上的泥沙铲走，铁牛就被拉起，然后把船划到岸边，解开绳索卸下铁牛，就可将铁牛拖上岸．船在图中甲、乙、丙三个位置船所受浮力为F甲、F乙、F丙，下列判断正确的是( B )
典例1图
A．F甲＝F乙＝F丙 B．F甲＞F乙＞F丙
C．F甲＝F乙＞F丙 D．F甲＜F乙＜F丙
甲、乙、丙三个位置船所排开水的体积逐渐变小，根据F浮＝ρ水V排g可知所受浮力的大小．
变式 [2024·临沂]水平桌面上的两个相同的烧杯中盛有两种不同的液体，两个相同的物块在液体中静止时两液面相平，如图所示．下列选项中的物理量，相等的是( B )
变式图
A．两物块底部受到的压力
B．两物块排开液体的质量
C．两液体对烧杯底的压强
D．两烧杯对桌面的压强
浮力的应用
典例2 [2023·泰州]用硬质塑料瓶、透明胶带、螺母、塑料管、容器和水等，制作如图所示的潜水艇模型(不计进排气管体积)，然后将模型放入水中，使其上浮或下沉．下列说法正确的是( D )
典例2图
A．当模型漂浮于水面时，它受到的浮力小于重力
B．向瓶中充气时，瓶内气体压强变大，模型将下沉
C．从瓶中抽气时，模型会下沉，它受到的浮力将变小
D．让原本在较浅处悬浮的模型下潜至更深处悬浮，应使瓶内的水先增加后减少
物体浮沉条件：浮力大于重力，物体上浮；浮力小于重力，物体下沉．此题考查物体浮沉条件的应用，明确潜水艇是靠改变自身的重力实现浮沉的是关键．
变式 [2024·泸州]中国长征 18号核潜艇引领中国核潜艇新高度．在进行战备训练时，下列对该潜艇的说法中正确的是( C )
A．通过改变排开水的体积来实现上浮与下沉
B．在水面下匀速下潜过程中，受到的浮力增大
C．从长江潜行进入东海时，需要往水仓内注水
D．从长江潜行进入东海时，受到的浮力会变小
1．[2023·宁夏]如图所示是正在训练的我国某型号战略核潜艇，当其由图中所示位置下潜至海面下某深处的过程中，潜艇水舱充排水情况、受到的浮力及水对它的压强变化情况正确的是( C )
第1题图
A．水舱排水；浮力变小；水对它的压强变小
B．水舱充水；浮力变大；水对它的压强变大
C．水舱充水；浮力先变大，后不变；水对它的压强变大
D．水舱充水；浮力先变大，后不变；水对它的压强变小
2．[2024·济南期末](多选)下列关于浮力的应用说法中正确的是( ABD )
第2题图
A．图甲中，盐水选种时，下沉的种子密度大于漂浮的种子，所以应该被选用
B．图乙中，航空母舰上的舰载机起飞后，航母受到的浮力变小
C．图丙中，静止在空中的热气球调大火焰开始加速上升，它所受到浮力等于重力
D．图丁中，同一支密度计静止在不同液体中，液体A的密度小于液体B的密度
3．[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．
第3题图
4．[2024·烟台期末]小明先用密度计测量某种液体的密度，之后又用它去测量海水的密度，如果该密度计在这种液体中受到浮力的大小为F1，在海水中受到浮力的大小为F2，则F1＝(填“＞”“＜”或“＝”)F2，得出此结论的力学原理是二力平衡，密度计上的刻度不是(填“是”或“不是”)均匀的．
5．[2023·泰州]2022年6月17日，我国第三艘国产航空母舰“福建号”成功下水，其满载排水量为88 000 t，如图所示．该航母满载时，受到的浮力为8.8×108N，当舰载机飞离航母后，航母所受浮力变小，舱底所受海水压强变小，此时航母排开的海水体积改变了26 m3，则该舰载机的质量是2.6×104kg.(ρ海水取1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
第5题图
