物體沉浮的條件

八年級物理課堂同步知識點與思維導圖（人教版）

一、思維導圖

二、知識點

■知識點一：物體沉浮的條件

1.前提條件：物體浸沒在液體中，且隻受浮力和重力。

2.示意圖：重力與浮力的關系如圖所示：

如圖所示，（1）物體上浮，

；

。

（2）物體懸浮，

，

。

（3）物體下沉，

；

。

（4）物體漂浮（物體未完全浸沒液體），

；

。

3. 說明：

（1） 密度均勻的物體懸浮（或漂浮）在某液體中，若把物體切成大小不等的兩塊，則大塊、小塊都懸浮（或漂浮）。

（2）物體漂浮在密度為ρ的液體中，若露出體積為物體總體積的

，則物體密度為

ρ。

（3） 懸浮與漂浮的比較：相同點：

；

不同點：懸浮時，

，

；漂浮時，

，

。

（4）判斷物體浮沉（狀态）有兩種方法：比較

與G或比較

與

。

（5）物體吊在測力計上，在空中重力為G，浸在密度為ρ的液體中，示數為F，則物體密度為：

。

（6）冰或冰中含有木塊、蠟塊等密度小于水的物體，冰化為水後液面不變；冰中含有鐵塊、石塊等密大于水的物體，冰化為水後液面下降。

4.漂浮問題“五規律”：

規律一：物體漂浮在液體中，所受的浮力等于它受的重力；

規律二：同一物體在不同液體裡漂浮，所受浮力相同；

規律三：同一物體在不同液體裡漂浮，在密度大的液體裡浸入的體積小；

規律四：漂浮物體浸入液體的體積是它總體積的幾分之幾，物體密度就是液體密度的幾分之幾；

規律五：将漂浮物體全部浸入液體裡，需加的豎直向下的外力，外力等于液體對物體增大的浮力。

【微點撥】

如何調節浮力的大小：木頭漂浮于水面是因為木材的密度小于水的密度。把樹木挖成“空心”就成了獨木舟，自身重力變小，可承載較多人，獨木舟排開水的體積變大，增大了可利用的浮力。牙膏卷成一團，沉于水底，而“空心”的牙膏皮可浮在水面上，說明“空心”可調節浮力與重力的關系。采用“空心”增大體積，從而增大浮力，使物體能漂浮在液面上。

■知識點二：浮力的利用

1. 輪船

（1）工作原理：要使密度大于水的材料制成能夠漂浮在水面上的物體必須把它做成空心的，使它能夠排開更多的水。

排水量：輪船滿載時排開水的質量。單位是t，由排水量m 可計算出：排開液體的體積

；排開液體的重力

；輪船受到的浮力

，輪船和貨物共重

。

2. 潛水艇工作原理：潛水艇的下潛和上浮是靠改變自身重力來實現的。

3. 氣球和飛艇工作原理：氣球是利用空氣的浮力升空的。氣球裡充的是密度小于空氣的氣體如：氫氣、氦氣或熱空氣。為了能定向航行而不随風飄蕩，人們把氣球發展成為飛艇。

4. 密度計

原理：利用物體的漂浮條件來進行工作。

構造：下面的金屬粒能使密度計直立在液體中。

刻度：刻度線從上到下，對應的液體密度越來越大（上小下大）。

【知識點詳解】浮力的利用

1．輪船

輪船能漂浮在水面的原理：鋼鐵制造的輪船，由于船體做成空心的，使它排開水的體積增大，受到的浮力增大，這時船受到的浮力等于自身的重力，所以能浮在水面上。它是利用物體漂浮在液面的條件F浮=G來工作的，隻要船的重力不變，無論船在海裡還是河裡，它受到的浮力不變。（隻是海水、河水密度不同，輪船的吃水線不同）根據阿基米德原理，F浮=ρ液gV排，它在海裡和河裡浸入水中的體積不同。輪船的大小通常用它的排水量來表示。所謂排水量就是指輪船在滿載時排開水的質量。輪船滿載時受到的浮力F浮=G排=m排g。而輪船是漂浮在液面上的，F浮=G船 G貨=m船g m貨g，因此有m排=m船 m貨。

2．潛水艇

浸沒在水中的潛水艇排開水的體積，無論下潛多深，始終不變，所以潛水艇所受的浮力始終不變。潛水艇的上浮和下沉是靠壓縮空氣調節水艙裡水的多少來控制自身的重力而實現的（改變自身重力：排水充水）。若要下沉，可充水，使F浮<G；若要上浮，可排水，使F浮>G.在潛水艇浮出海面的過程中，因為排開水的體積減小，所以浮力逐漸減小，當它在海面上行駛時，受到的浮力大小等于潛水艇的重力（漂浮）。

3．密度計

密度計是利用物體浮在液面的條件來工作的，用密度計測量液體的密度時，它受到的浮力總等于它的重力，由于密度計制作好後它的重力就确定了，所以它在不同液體中漂浮時所受到的浮力都相同，根據可知：待測液體的密度越大，密度計浸入液體中的體積則越小，露出部分的體積就越大；反之待測液體密度越小，密度計浸入液體中的體積則越大，露出部分的體積就越小，所以密度計上的刻度值是“上小下大”。

4. 煮湯圓

湯圓剛放入水中時，湯圓受到的浮力小于重力；湯圓煮熟時，它的體積增大，浮力也随之增大。湯圓剛放入水中時：

5.汽艇和熱氣球

（1） 氣球和飛艇内充有密度小于空氣的氣體—氫氣、氦氣、熱空氣等。

（2）原理：利用空氣的浮力，通過改變自身體積來實現上升和下降的。

（3）氣球上升過程中，空氣的密度逐漸變小，當浮力等于重力時，氣球就不再上升了。

（4）氣球上升過程中，大氣壓逐漸減小，會導緻氣球内氣壓大于氣球外氣壓，氣球膨脹，若超過了氣球外殼承受的能力，氣球就要破裂。

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