1. 浮沉条件(受力分析)
浸没在液体中的物体同时受到竖直向下的重力 G 和竖直向上的浮力 F浮。比较二者大小,可判断运动趋势。
- F浮>G:物体上浮,最终漂浮;漂浮稳定后仍有 F浮′=G。
- F浮=G:物体可以悬浮在液体中任何深度。
- F浮<G:物体下沉,最终沉底;沉底后 F浮 + F支 = G。
Fb ? G用浮力与重力的大小关系判断上浮、悬浮或下沉。
比较 F浮 与 G;潜水艇与密度计原理(教材共性)
浮力(初中)阿基米德原理与物体的浮沉条件。
从这里开始
物体浮沉条件:比较 F浮 与 G(或 ρ物 与 ρ液)。漂浮与悬浮静止时都有 F浮=G,但浸入体积与密度关系不同。可切换潜水艇压载,联系轮船、密度计等应用。
速记:F浮?G · 漂浮静止仍 F浮=G · 潜水艇改重力。
浸没:F浮 ? G → 上浮 / 悬浮 / 下沉实心:ρ物 ? ρ液漂浮或悬浮静止时 F浮 = G接着学
按「浮沉条件 → 密度比较 → 漂浮与悬浮 → 应用」精读;边读边投放物块或切换潜水艇压载,比较 F浮 与 G。
浸没在液体中的物体同时受到竖直向下的重力 G 和竖直向上的浮力 F浮。比较二者大小,可判断运动趋势。
Fb ? G用浮力与重力的大小关系判断上浮、悬浮或下沉。实心物体完全浸没时 V排 = V物,由 F浮 = ρ液 g V、G = ρ物 g V 可得:比较密度即可判断浮沉。
潜水艇靠改变自身重力(平均密度)实现上浮和下潜:向水舱充水使总重增大而下潜;排水使总重减小而上浮。浸没后浮力几乎不变(V排≈V物),改变的是重力。
上浮过程中 F浮>G;稳定漂浮后重新平衡,仍有 F浮=G(此时 V排<V物)。
向水舱充水增大自身重力(平均密度);浸没后浮力几乎不变,重力变大则下潜。
漂浮或悬浮时 F浮 = G;下沉过程中若 F浮 < G 会继续下沉。
平均密度小于水,排开足够体积使浮力等于总重。